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Die Erfindung betrifft Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor und die Verwendung solcher Fahrzeuge für die Bereitstellung von elektrischer Energie.
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Bei Stromausfällen und/oder im Rahmen von Veranstaltungen werden kostengünstige Lösungen benötigt, um elektrischen Strom bereitzustellen. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, in effizienter, zuverlässiger und mobiler Weise elektrischen Strom bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug beschrieben. Das Fahrzeug kann z.B. einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein Motorrad umfassen. Das Fahrzeug umfasst einen Energiespeicher zum Speichern von Energie. Der Energiespeicher kann insbesondere einen Speicher von elektrischer Energie (z.B. zum Antrieb eines Elektromotors des Fahrzeugs) und/oder einen Treibstofftank zur Aufnahme eines Treibstoffs (z.B. Diesel oder Benzin) für einen Verbrennungsmotors des Fahrzeugs umfassen. Bei dem Speicher von elektrischer Energie kann es sich z.B. um eine Batterie handeln.
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Das Fahrzeug ist eingerichtet, sich anhand von Energie aus dem Energiespeicher fortzubewegen. Insbesondere kann es sich um ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor handeln, das eingerichtet ist, den Treibstoff zu verbrennen, um das Fahrzeug zu bewegen. Alternativ oder ergänzend kann das Fahrzeug einen Elektromotor umfassen, der es dem Fahrzeug ermöglicht, sich mit der elektrischen Energie des Speichers von elektrischer Energie zu bewegen.
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Die Steuereinheit ist eingerichtet, zu veranlassen, dass auf Basis der Energie, die in dem Energiespeicher gespeichert ist, ein AC Strom für ein oder mehrere Verbraucher außerhalb des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Beispielsweise kann durch den Betrieb des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs ein Generator (z.B. eine Elektromotor- / Generator-Einheit des Fahrzeugs) angetrieben werden, um elektrische Energie zu erzeugen. Der AC Strom kann wiederum aus der elektrischen Energie erzeugt werden.
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Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, eine Entfernung zwischen einer aktuellen Position des Fahrzeugs und einer Vorrichtung zur Wiederaufladung des Energiespeichers zu ermitteln. Bei der Vorrichtung zur Wiederaufladung kann es sich z.B. um eine Tankstelle und/oder um eine elektrische Ladestation handeln. Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die aktuelle Position des Fahrzeugs anhand von Positionsdaten des Fahrzeugs (z.B. anhand von GPS Koordinaten) zu ermitteln. Desweiteren kann die Entfernung von der aktuellen Position des Fahrzeugs zu der Vorrichtung zur Wiederaufladung des Energiespeichers anhand von digitalen Karteninformationen ermittelt werden. Beispielsweise kann eine Position der Vorrichtung zur Wiederaufladung als Point of Interest (POI) in der digitalen Karteninformation enthalten sein.
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Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, die Bereitstellung von AC Strom für die ein oder mehreren Verbraucher derart zu begrenzen, dass das Fahrzeug mit einer in dem Energiespeicher verbleibenden Energie zumindest die ermittelte Entfernung zurücklegen kann. So kann in kostengünstiger und zuverlässiger Weise ein mobiles Stromaggregat bereitgestellt werden. Insbesondere kann sichergestellt werden, dass durch die Verwendung des Fahrzeugs als Stromaggregat nicht die Funktion des Fahrzeugs als Fortbewegungsmittel eingeschränkt wird.
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Die Steuereinheit kann insbesondere eingerichtet sein, eine erforderliche Menge von Energie des Energiespeichers zu ermitteln, die erforderlich ist, damit das Fahrzeug die ermittelte Entfernung zurücklegen kann. Dabei kann es sich bei der erforderlichen Menge von Energie um Treibstoff aus einem Treibstofftank des Fahrzeugs und/oder um elektrische Energie aus einer Hochvolt-Batterie des Fahrzeugs handeln. Desweiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, eine verbleibende Menge von Energie im Energiespeicher zu ermitteln. Die Bereitstellung von AC Strom kann abgebrochen werden, wenn die verbleibende Menge von Energie auf die erforderliche Menge von Energie sinkt oder diese unterschreitet.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, zu veranlassen, dass Informationen bzgl. einer verbleibenden Menge an Energie in dem Energiespeicher ausgegeben und/oder versendet werden (z.B. in Form von einer Email, PUSH Message oder SMS). So kann ein Nutzer des Fahrzeugs über die verbleibende Reichweite des Fahrzeugs informiert werden.
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Desweiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, zu veranlassen, dass Informationen bzgl. einer Position der Vorrichtung zur Wiederaufladung des Energiespeichers ausgegeben und/oder versendet werden. Beispielsweise kann ein Fahrer bei Betreten des Fahrzeugs darüber informiert werden, dass das Fahrzeug als Stromaggregat betrieben wurde, und dass der Energiespeicher noch ausreichend Energie aufweist, um ausgehende von der aktuellen Position des Fahrzeugs die Position der Vorrichtung zur Wiederaufladung des Energiespeichers zu erreichen. Insbesondere kann ein Navigationssystem des Fahrzeugs veranlasst werden, eine Route zu der Position der Vorrichtung zur Wiederaufladung des Energiespeichers zu ermitteln und anzuzeigen.
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Wie oben dargelegt kann das Fahrzeug einen Speicher von elektrischer Energie und einen Treibstofftank umfassen. Desweiteren kann das Fahrzeug einen Verbrennungsmotor umfassen, der eingerichtet ist, einen Stromgenerator zur Erzeugung von elektrischer Energie anzutreiben. Der Speicher von elektrischer Energie kann eingerichtet sein, die erzeugte elektrische Energie aufzunehmen. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die für den AC Strom erforderliche Energie aus dem Treibstofftank und/oder aus dem Speicher von elektrischer Energie zu beziehen. Beispielsweise kann in tageszeitabhängiger Weise der AC Strom über den Verbrennungsmotor oder aus der gespeicherten elektrischen Energie erzeugt werden. So kann die Geräuschentwicklung des Stromaggregats reduziert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug beschrieben. Das Fahrzeug umfasst einen Energiespeicher. Das Fahrzeug ist eingerichtet, sich anhand von Energie aus dem Energiespeicher fortzubewegen. Außerdem umfasst das Fahrzeug eine in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit.
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Das Fahrzeug kann einen Wandler zur Erzeugung des AC Stroms aus einem DC Strom umfassen. Der DC Strom kann beispielsweise aus dem Speicher von elektrischer Energie bezogen werden. Desweiteren kann das Fahrzeug eine Schnittstelle zur Bereitstellung des AC Stroms umfassen. Die Schnittstelle kann z.B. einen Stecker oder eine Steckdose umfassen.
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Wie bereits oben dargelegt kann das Fahrzeug einen Stromgenerator umfassen, der eingerichtet ist, elektrische Energie zu erzeugen. Desweiteren kann das Fahrzeug einen Verbrennungsmotor umfassen, der eingerichtet ist, den Stromgenerator zur Erzeugung von elektrischer Energie anzutreiben. Die elektrische Energie kann in dem Speicher für elektrische Energie gespeichert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Bereitstellung eines AC Stroms durch ein Fahrzeug beschrieben. Das Fahrzeug umfasst einen Energiespeicher, wobei das Fahrzeug eingerichtet ist, sich anhand von Energie aus dem Energiespeicher fortzubewegen. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines AC Stroms für ein oder mehrere Verbraucher außerhalb des Fahrzeugs auf Basis der Energie, die in dem Energiespeicher gespeichert ist. Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln einer Entfernung zwischen einer aktuellen Position des Fahrzeugs und einer Vorrichtung zur Wiederaufladung des Energiespeichers. Außerdem umfasst das Verfahren das Begrenzen der Bereitstellung von AC Strom für die ein oder mehreren Verbraucher, so dass das Fahrzeug mit einer in dem Energiespeicher verbleibenden Energie zumindest die ermittelte Entfernung zurücklegen kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt 1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs, das eingerichtet ist, elektrische Energie bereitzustellen.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Bereitstellung von elektrischer Energie. In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, ein Fahrzeug (z.B. einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein Motorrad) mit einem Verbrennungsmotor derart einzurichten, dass durch das Fahrzeug elektrische Energie erzeugt und für ein oder mehrere Verbraucher in der Umgebung des Fahrzeugs bereitgestellt wird.
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1 zeigt ein Blockdiagram mit beispielhaften Komponenten eines Fahrzeugs 100. Das in 1 gezeigte Fahrzeug 100 umfasst einen Verbrennungsmotor (z.B. einen Diesel- oder einen Ottomotor) 103 und einen Stromgenerator 104. Der Verbrennungsmotor 103 ist eingerichtet, den Stromgenerator 104 anzutreiben und so elektrischen Strom zu generieren. Typischerweise wird durch den Stromgenerator 104 ein Wechselstrom erzeugt, der durch einen Gleichrichter 111 in Gleichstrom umgewandelt werden kann, wobei der Gleichstrom z.B. in einer Batterie 108 des Fahrzeugs 100 gespeichert wird. Bei dem Stromgenerator 104 kann es sich z.B. um eine Lichtmaschine des Fahrzeugs 100 und/oder um einen Elektromotor des Fahrzeugs 100 (z.B. bei einem Hybridfahrzeug) handeln. Der Treibstoff zur Versorgung des Verbrennungsmotors 103 wird aus einem Treibstofftank 107 entnommen. Der Treibstofftank 107 umfasst typischerweise einen Sensor 109 der eingerichtet ist, einen Indikator für eine verbleibende Menge von Treibstoff im Treibstofftank 107 zu bestimmten.
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Das in 1 dargestellte Fahrzeug 100 ist eingerichtet, den durch den Stromgenerator 104 erzeugten elektrischen Strom und/oder in der Batterie 108 gespeicherten Strom für ein oder mehrere Verbraucher außerhalb des Fahrzeugs bereitzustellen. Insbesondere kann durch das Fahrzeug 100 AC (Alternating Current) Strom bereitgestellt werden. Der von dem Fahrzeug bereitgestellte AC Strom kann den Anforderungen einer öffentlichen Stromversorgung (z.B. eine Spannung von 220–240V und eine Frequenz von 50Hz, oder eine Spannung von 110V und eine Frequenz von 60Hz) genügen. Der von dem Fahrzeug 100 bereitgestellte AC Strom kann dann z.B. zur Versorgung eines Haushalts verwendet werden. Das Fahrzeug 100 kann insbesondere die Aufgabe eines Notstromaggregats übernehmen.
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Zum Zweck der Erzeugung eines AC Stroms umfasst das Fahrzeug 100 einen Wandler 105 (insbesondere einen DC-(Direct Current)zu-AC Wandler). Desweiteren umfasst das Fahrzeug 100 eine Schnittstelle 106 zur Bereitstellung des AC Stroms für ein oder mehrere Verbraucher in der Umgebung des Fahrzeugs 100. Die Schnittstelle 106 kann z.B. eine Steckdose zur Herstellung einer Steckverbindung mit einem Kabel zu den ein oder mehreren Verbrauchern umfassen. Die ein oder mehreren Verbraucher können z.B. in dem elektrischen Netz eines Hauses angeordnet sein.
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Das in 1 dargestellte Fahrzeug 100 umfasst eine Steuereinheit 101, die eingerichtet ist, den Verbrennungsmotor 103 und/oder den Generator 104 zu steuern. Desweiteren umfasst das Fahrzeug 100 eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 110, die eingerichtet ist, eine Eingabe von einem Benutzer zu erfassen (z.B. über eine Tastatur) und/oder eine Ausgabe an den Benutzer zu erzeugen (z.B. über einen Bildschirm). Beispielsweise können über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 110 eine Aktivierung und/oder eine Deaktivierung der Stromerzeugung erfolgen. Insbesondere kann die Aktivierung der Funktion zur Bereitstellung von elektrischer Energie über ein Menü der Eingabe/Ausgabe-Einheit 110 erfolgen. Dadurch kann das Fahrzeug 100 in einen "Notstrom-Aggregat-Modus" versetzen werden. Alternativ oder ergänzend kann das Fahrzeug 100 eingerichtet sein, zu erkennen, dass ein Verbraucher über die Schnittstelle 106 an das Fahrzeug 100 angeschlossen wurde (z.B. durch das Einstecken der Schnittstelle 106 an ein Hausnetz über eine Steckverbindung). Daraufhin kann automatisch nach Überprüfung von Sicherheitskritierien die Notstromversorgung aktiviert werden.
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Über die Eingabe/Ausgabe-Einheit kann ein Nutzer des Fahrzeugs 100 darüber informiert werden, wie lange die Notstromversorgung möglich sein wird.
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Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, eine Notstromerzeugung mit minimalem Geräuschpegel zu ermöglichen. Über die Eingabe/Ausgabe-Einheit können dazu von einem Nutzer Betriebszeiten festgelegt werden, an denen der Verbrennungsmotor 103 aktiv sein kann (oder an denen der Verbrennungsmotor 103 deaktiviert sein soll). Die Steuereinheit 101 ist dann eingerichtet, den Verbrennungsmotor 103 nur während der festgelegten Zeiten laufen zu lassen. In anderen Zeiten kann eine Stromversorgung über die Batterie 108 (z.B. eine Niedervolt-Batterie oder bevorzugt eine Hochvolt-Batterie) erfolgen. Als Default kann beispielsweise nur ein minimaler Betrieb in der Nacht vorgesehen werden. Insbesondere kann während der typischen Einschlafphasen und Aufwachphasen ein Betrieb des Verbrennungsmotors 103 unterbunden werden.
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Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, über die Eingabe/Ausgabe-Einheit Informationen über eine gewünschte, konfigurierbare Restreichweite des Fahrzeugs 100 nach Durchführung der Notstromversorgung zu empfangen. Ein Nutzer kann insbesondere über die Eingabe/Ausgabe-Einheit einstellen, bis zu welchem Grad ein Füllstand der Batterie 108 und/oder des Treibstofftanks 107 reduziert werden kann. Hierfür kann der Nutzer einen Ladezustandsvorhalt / Treibstoffvorhalt und/oder eine Restreichweite des Fahrzeugs 100 einstellen. Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, die Stromversorgung derart zu betreiben, dass die von dem Nutzer gesetzten Restwerte eingehalten werden.
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Die Steuereinheit 101 kann weiter eingerichtet sein, Positionsdaten bzgl. einer aktuellen Position des Fahrzeugs 100 zu ermitteln. Die Positionsdaten (z.B. GPS Koordinaten) können anzeigen, an welcher aktuellen Position sich das Fahrzeug 100 befindet. Desweiteren kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, eine Entfernung zwischen der aktuellen Position des Fahrzeugs 100 und einer Tankstelle (zur Bereitstellung von Treibstoff) und/oder Ladestation (zur Bereitstellung von elektrischer Energie) zu ermitteln. Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit 101 auf eine Navigationseinheit 102 (z.B. auf ein Navigationsgerät) des Fahrzeugs 100 zugreifen.
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Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, die Notstromversorgung in Abhängigkeit von der ermittelten Entfernung zwischen der aktuellen Position des Fahrzeugs 100 und einer Tankstelle / Ladestation zu betreiben. Insbesondere können in Abhängigkeit von der ermittelten Entfernung, eine Untergrenze für die Restmenge an Treibstoff und/oder eine Untergrenze des Ladezustands der Batterie 108 und/oder eine Restreichweite des Fahrzeugs 100 festgelegt und eingehalten werden. So kann sichergestellt werden, dass das Fahrzeug 100 auch nach der Verwendung als Stromaggregat eine ausreichende Reichweite hat, um eine bestimmte (z.B. die nächste) Tankstelle / Ladestation zu erreichen.
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Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, einen Nutzer des Fahrzeugs 100 darauf hinzuweisen, dass sich der Treibstofftank 107 und/oder die Batterie 108 aufgrund des Betriebs als Stromaggregat entleeren. Beispielsweise kann der Nutzer über die Eingabe/Ausgabe-Einheit oder über eine SMS/Email über einen Füllstand des Treibstofftanks 107 und/oder der Batterie 108 informiert werden. Alternativ oder ergänzend kann das Fahrzeug 100 (insbesondere die Steuereinheit 101) eingerichtet sein, eine hinterlegte Telefonnummer anzurufen und/oder akustische Signale (z.B. Hupen) auszugeben, um einen Hinweis auf den Füllstand des Treibstofftanks 107 und/oder der Batterie 108 zu geben. Desweiteren kann der Nutzer über die Eingabe/Ausgabe-Einheit eine Prognose über die Restdauer des Stromaggregat-Betriebs erhalten. Diese Information kann z.B. an eine Benutzerschnittstelle (z.B. an eine Smartphone App) übermittelt werden.
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Wie oben dargelegt, kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, das Fahrzeug 100 so lange als Stromaggregat zu verwenden, bis das Fahrzeug 100 eine minimale Restenergie umfasst und/oder eine minimale Restreichweite aufweist, durch die sichergestellt wird, dass das Fahrzeug 100 noch eine bestimmte (z.B. die nächste) Ladestation und/oder Tankstelle erreichen kann. Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, zu veranlassen, dass dem Fahrer bei Betreten des Fahrzeugs 100 der kürzeste Weg zur nächsten Tankstelle bzw. Ladesäule im Navigationssystem des Fahrzeugs 100 angezeigt wird. So können Ausfälle des Fahrzeugs 100 („Liegenbleiber“) vermieden werden.
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Die Steuereinheit 101 kann weiter eingerichtet sein, einen Betrieb des Fahrzeugs 100 in geschlossenen Räumen zu unterbinden (insbesondere um die Überschreitung von Emissionsgrenzen zu vermeiden). Dazu kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, ein oder mehrere Indizien dafür zu ermitteln, dass sich das Fahrzeug 100 in einem geschlossenen Raum befindet. Beispielhafte Indizien können sein:
- • die aktuelle Position des Fahrzeugs 100 (z.B. GPS Koordinaten);
- • Umfeldinformationen bzgl. des Umfelds des Fahrzeugs 100 (z.B. anhand von Umfeldkameras / Senorik (Radar, Parksensorik, ...) zur Erfassung des Nahbereichs des Fahrzeugs 100);
- • Nutzung vom CO (Kohlenmonoxid) Sensoren der Klimaautomatik;
- • Nutzung von Temperaturinformationen; insbesondere kann berücksichtigt werden, dass die Temperatur bei Betrieb des Fahrzeugs 100 in einem abgeschlossenen Raum schneller ansteigt als in einer offenen Umgebung.
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Wenn anhand der ein oder mehreren Indizien ermittelt wird, dass sich das Fahrzeug 100 in einem abgeschlossenen Raum befindet, kann der Stromaggregats-Betrieb abgeschaltet werden. Desweiteren kann der Nutzer des Fahrzeugs 100 darüber informiert werden, dass der Notstrombetrieb nicht möglich ist, falls ein o.g. Indiz anzeigt, dass sich das Fahrzeug nicht in einer offenen Umgebung befindet.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
