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Vorliegend werden ein Verfahren zur Korrektur eines Reifenfülldrucks eines Elektrofahrzeuges, ein System mit einem Elektrofahrzeug und einer elektrischen Ladestation, einer Ladestation sowie einem Elektrofahrzeug beschrieben.
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Viele Komponenten von Kraftfahrzeugen müssen innerhalb enger Parameter betrieben werden, damit die Kraftfahrzeuge ordnungsgemäß, sicher und zuverlässig funktionieren. Kraftfahrzeuge müssen daher regelmäßig kontrolliert und gewartet werden. Dies trifft insbesondere auf die Reifen zu, der Schnittstelle des Kraftfahrzeuges zur Straße. Reifen müssen unter anderem einen bestimmten Luftdruck haben, um bestmöglich zu funktionieren. Reifen, die zu wenig oder zu viel Luftdruck haben, haben sie möglicherweise keine optimale Haftung und einen höheren Rollwiderstand. Zudem können Sie durch falschen Luftdruck beschädigt werden, z.B. durch Walken der Karkasse. Es ist darüber hinaus bekannt, dass Reifen im Betrieb Luft verlieren, sodass diese vergleichsweise häufig kontrolliert werden müssen. Bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungskraftmaschinen wird dies üblicherweise beim Nachfüllen von Brennstoff an einer Tankstelle vorgenommen. Tankstellen sind dazu in aller Regel mit entsprechenden Kontroll- und Füllstationen ausgerüstet.
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Elektrofahrzeuge benötigen jedoch eine andere Infrastruktur. Derzeit haben Elektrofahrzeuge geringere Reichweiten als brennstoffbetriebene Kraftfahrzeuge und der Ladevorgang der Energiespeicher von Elektrofahrzeugen, meist Akkumulatoren, dauert erheblich länger als ein üblicher Tankvorgang eines brennstoffgetriebenen Kraftfahrzeuges. Elektrofahrzeuge müssen somit bei vergleichbarer Nutzung häufiger und länger als brennstoffbetriebene Kraftfahrzeuge geladen werden, weswegen die Infrastruktur für Elektrofahrzeuge anders aufgebaut sein muss. Sie muss stärker dezentralisiert sein und Ladestationen sind idealerweise an den Zielorten der Elektrofahrzeuge angeordnet, beispielsweise zu Hause, an einer Arbeitsstelle oder auf Parkplätzen bzw. Parkhäusern.
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Aufgrund der Tatsache, dass Elektrofahrzeuge daher keine Tankstellen anfahren müssen, besteht die Gefahr, dass die Kontrolle und Korrektur des Reifenfülldrucks der Reifen des Elektrofahrzeuges vernachlässigt wird.
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Hinzu kommt, dass der Reifenfülldruck von der Beladung des Kraftfahrzeuges und von den Umgebungstemperaturen abhängt. Ist das Kraftfahrzeug stark beladen, zum Beispiel weil mehrere Passagiere mitfahren oder weil der Laderaum vollgeladen ist, muss der Reifenfülldruck erhöht werden. Dies wird von den Fahrern häufig vernachlässigt, umso mehr, wenn das Anfahren von Tankstellen nicht erforderlich ist. Eine weitere Variable ist die Temperatur des Reifens. Da sich Luft im Wesentlichen der allgemeinen Gasgleichung entsprechend verhält, verändert sich der Luftdruck bei einer vorgegebenen Gasmenge abhängig von der Temperatur.
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Damit stellt sich die Aufgabe, Verfahren zur Korrektur eines Reifenfülldrucks eines Elektrofahrzeuges, Systeme, Ladestationen und Elektrofahrzeuge der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die Reifen stets einen korrekten Luftdruck aufweisen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Korrektur eines Reifenfülldrucks eines Elektrofahrzeuges gemäß Anspruch 1, ein System mit einem Elektrofahrzeug und einer elektrischen Ladestation gemäß dem nebengeordneten Anspruch 5, einer Ladestation und einem Elektrofahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch 10. Weiterführende Ausgestaltungen und Konkretisierungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Nachfolgend wird ein Verfahren zur Korrektur eines Reifenfülldrucks eines Elektrofahrzeuges beschrieben, wobei das Elektrofahrzeug an eine elektrische Ladestation angeschlossen wird, wobei die Ladestation eine Befüllvorrichtung für Reifen aufweist, wobei die Befüllvorrichtung an einen oder mehrere Reifen angeschlossen wird, wobei ein Reifenfülldruck wenigstens eines Reifens gemessen wird und mit einem Reifensolldruck verglichen wird, wobei die Befüllvorrichtung den Reifenfülldruck auf den Reifensolldruck korrigiert.
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Mithilfe des Verfahrens kann die Korrektur eines Reifenfülldrucks auf einen Reifensolldruck beim Laden des Elektrofahrzeuges an einer entsprechenden Ladestation erfolgen. Auf diese Weise kann ein Anfahren einer Tankstelle zu Korrektur des Reifenfülldrucks vermieden werden. Elektrofahrzeuge müssen üblicherweise häufiger geladen werden als der Reifenfülldruck kontrolliert werden, sodass mithilfe des Verfahrens gängige Kontrollzyklen in der Regel problemlos eingehalten werden können.
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Das Messen des Reifenfülldrucks kann auf unterschiedliche Weisen erfolgen. Manche Kraftfahrzeuge weisen Reifenfülldrucksensoren auf, beispielsweise sogenannte TPMS-Ventile, die den Reifenfülldruck permanent bzw. zyklisch messen und das Messergebnis per Funk oder mit anderen Mitteln versenden, beispielsweise an das Kraftfahrzeug, sodass im Falle eines Druckverlusts eine Warnung an einen Fahrer des Kraftfahrzeuges ausgegeben werden kann. Diese Messdaten können der Ladestation zur Verfügung gestellt werden. Zudem kann die Befüllvorrichtung der Ladestation über einen Drucksensor verfügen, sodass beim Anschluss und beim Herstellen einer Strömungsverbindung zwischen der Befüllvorrichtung und einem Reifen der Luftdruck des Reifens gemessen werden kann. Der Reifensolldruck kann beispielsweise an der Ladestation bzw. ihrer Befüllvorrichtung eingegeben werden.
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Eine erste weiterführende Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der Reifensolldruck unter Berücksichtigung eines Beladungszustandes des Elektrofahrzeuges und/oder einer Reifentemperatur, die gemessen wird, ermittelt wird. Der Beladungszustand muss entweder vom Fahrer abgeschätzt werden oder kann je nach Ausgestaltung des Elektrofahrzeuges vom Elektrofahrzeug selbst festgestellt werden. Die Reifentemperatur kann zum Beispiel über entsprechende Sensorik im Reifen oder über Sensorik der Befüllvorrichtung, zum Beispiel in einem Anschluss, gemessen werden. Die Reifentemperatur kann über die Temperatur der Luft im Reifen bestimmt werden.
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Eine andere weiterführende Ausgestaltung sieht vor, dass Elektrofahrzeug und Ladestation eine Kommunikationsverbindung eingehen, wobei ein gemessener Luftdruck, eine Fülldrucksensorkennung, eine Reifenposition, eine Reifentemperatur und/oder ein Reifensolldruck von dem Elektrofahrzeug an die Ladestation übermittelt werden.
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Eine entsprechende Kommunikation kann über eine Kommunikationsverbindung am Ladeanschluss des Kraftfahrzeuges erfolgen. Bei vielen Elektrofahrzeugen sind ohnehin Kommunikationsmöglichkeiten am Ladeanschluss vorgesehen, die beispielsweise zur Übermittlung von Ladeparametern, Ladezyklen, Leistungsdaten der Akkumulatoren etc. verwendet werden. Die Verwendung einer entsprechenden, bereits bestehenden Kommunikationsverbindung hat den Vorteil, dass keine weitere Kommunikations-verbindung hergestellt werden muss. Die zuvor beschriebenen Daten, die über die Kommunikationsverbindung übermittelt werden, können dazu verwendet werden, den Befüllvorgang soweit als möglich zu automatisieren und Fehler bei einer sonst erforderlichen manuellen Dateneingabe an der Ladestation bzw. ihrer Befüllvorrichtung zu vermeiden.
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Eine andere weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Ladestation eine Anweisung einer Reihenfolge der anzuschließenden Reifen angibt. Eine entsprechende Ladestation mit Befüllvorrichtung lässt sich kostengünstiger verwirklichen, wenn nur ein Anschluss an einen Reifen des Elektrofahrzeuges vorgesehen werden muss, sodass die Reifen sequenziell an die Befüllvorrichtung angeschlossen werden müssen. Die Anweisung kann sicherstellen, dass die Reifen richtig befüllt werden. Ein Anschluss muss dabei nur an den Reifen erforderlich sein, deren Luftdruck nicht innerhalb der Parameter liegen.
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Ein erster unabhängiger Gegenstand betrifft eine Vorrichtung zur Korrektur eines Reifenfülldrucks eines Elektrofahrzeuges mit einer Vorrichtung zum Anschließen des Elektrofahrzeuges an eine elektrische Ladestation, wobei die Ladestation eine Befüllvorrichtung für Reifen aufweist, wobei eine Vorrichtung zum Anschließen der Befüllvorrichtung an ein oder mehrere Reifen vorgesehen ist, wobei eine Vorrichtung zum Messen eines Reifenfülldrucks wenigstens eines Reifens vorgesehen ist, wobei eine Vorrichtung zum Vergleichen des Reifensolldrucks mit dem Reifenfülldruck vorgesehen ist, wobei die Befüllvorrichtung dazu eingerichtet ist, den Reifenfülldruck auf den Reifensolldruck zu korrigieren.
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Eine erste weiterführende Ausgestaltung sieht vor, dass eine Vorrichtung zur Berücksichtigung eines Beladungszustandes des Elektrofahrzeuges und/oder eine Vorrichtung zur Messung der Reifentemperatur vorgesehen ist.
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Eine andere weiterführende Ausgestaltung sieht vor, dass eine Vorrichtung zur Herstellung einer Kommunikationsverbindung vorgesehen ist, über die ein gemessener Reifenfülldruck, eine Fülldrucksensorkennung, eine Reifenposition, eine Reifentemperatur und/oder ein Reifensolldruck von dem Elektrofahrzeug an die Ladestation übermittelbar ist.
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Gemäß einer anderen weiterführenden Ausgestaltung ist die Ladestation dazu ausgebildet, eine Anweisung einer Reihenfolge der anzuschließenden Reifen auszugeben.
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Ein weiterer unabhängiger Gegenstand betrifft ein System mit einem Elektrofahrzeug und einer elektrischen Ladestation, wobei die Ladestation eine Befüllvorrichtung für Reifen aufweist, wobei das Elektrofahrzeug einen Reifensolldruckspeicher aufweist, wobei das Elektrofahrzeug einen Datensender und die Ladestation einen Datenempfänger zur Herstellung einer Datenübermittlungsverbindung aufweisen, wobei über die Datenübermittlungsverbindung ein Reifensolldruck übermittelbar ist.
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Durch das Übermitteln der entsprechenden Daten kann der Befüllvorgang weitgehend automatisiert werden. Zudem kann sichergestellt werden, dass der jeweilige Reifen korrekt befüllt wird. Bei vielen Kraftfahrzeugen ist der vorgeschriebene Luftdruck an verschiedenen Achsen unterschiedlich, sodass Verwechslungen vermieden werden müssen.
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Gemäß einer ersten weiterführenden Ausgestaltung kann das Elektrofahrzeug wenigstens einen Fülldrucksensor an einem Reifen aufweisen, wobei der Fülldrucksensor zu Übermittlung eines Reifenfülldrucks und/oder einer Reifentemperatur an das Elektrofahrzeug ausgebildet ist. Ein entsprechender Fülldrucksensor kann beispielsweise durch ein TPMS-Ventil verwirklicht werden.
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Eine andere weiterführende Ausgestaltung sieht vor, dass der Datensender in einen Ladeanschluss des Elektrofahrzeuges integriert ist, sodass Daten über ein Ladekabel an die Ladestation übermittelbar sind. Entsprechende Kommunikationsverbindungen sind bei vielen Elektrofahrzeugen und Ladestationen ohnehin für andere Zwecke wie bereits zuvor beschrieben vorgesehen, sodass das Herstellen einer weiteren Kommunikations-verbindung nicht erforderlich ist.
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In einer darüber hinausgehenden Ausgestaltung kann die Ladestation einen Datensender und das Elektrofahrzeug einen Datenempfänger aufweisen. Somit kann eine bidirektionale Kommunikationsverbindung aufgebaut werden, bei der sowohl das Elektrofahrzeug als auch die Ladestation Daten senden und empfangen können. Sender und Empfänger können beiderseits in Sende- und Empfangseinheiten kombiniert sein. Das Senden von Daten von der Ladestation zum Elektrofahrzeug kann beispielsweise dazu dienen, Daten über den Befüllvorgang der Reifen an das Kraftfahrzeug zusenden. Diese Daten können beispielsweise Auskunft über den Zeitpunkt des Befüllvorgang, Angaben über Füllmenge, Druckdifferenzen und dergleichen darstellen. Des Weiteren können die Daten dazu verwendet werden, die interne Sensorik des Elektrofahrzeuges zu kalibrieren.
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In einer anderen weiterführenden Ausgestaltung kann die Befüllvorrichtung einen Drucksensor und/oder einen Temperatursensor aufweisen. Somit können der Reifenfülldruck und/oder die Reifentemperatur durch die Befüllvorrichtung gemessen werden.
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Ein weiterer unabhängiger Gegenstand betrifft eine Ladestation des Systems der vorgenannten Art.
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Ein weiterer unabhängiger Gegenstand betrifft ein Elektrofahrzeug des Systems der vorgenannten Art.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei zeigen schematisch:
- 1 eine schematische Darstellung eines Systems mit einem Elektrofahrzeug und einer Ladestation;
- 2 ein Elektrofahrzeug des Systems;
- 3 eine Ladestation des Systems, sowie
- 4 ein Verfahren zur Korrektur des Reifenfülldrucks des Elektrofahrzeuges.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 2 mit einem Elektrofahrzeug 4 und einer Ladestation 6.
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Das Elektrofahrzeug 4 weist vier Räder 8.1 - 8.4 mit Reifen 10.1 - 10.4 auf. Die Reifen 10.1 - 10.4 sind Luftreifen, die einen vorgegebenen Reifensolldruck aufweisen sollen.
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Das Elektrofahrzeug 4 hat einen Ladeanschluss 12, an das ein Ladekabel 14 der Ladestation 6 zum Laden der Akkumulatoren des Elektrofahrzeugs 4 angeschlossen werden kann.
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Mittels des Ladeanschlusses 12 können das Elektrofahrzeug 4 sowie die Ladestation 6 des Weiteren über das Ladekabel 14 miteinander kommunizieren. Über die so geschaffene Kommunikationsverbindung können Informationen über den Fülldruck der Reifen 10.1 - 10.4 ausgetauscht werden.
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Die Ladestation 6 weist eine Befüllvorrichtung 16 auf, die zum Anschließen an die Räder 8.1 - 8.4 vorgesehen ist. Die Befüllvorrichtung 16 weist einen Luftschlauch 18 auf, der an das Rad 8.1 über ein in 1 nicht dargestelltes Ventil angeschlossen ist.
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2 zeigt das Elektrofahrzeug 4 des Systems 2.
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Das Elektrofahrzeug 4 weist an den Rädern 8.1 - 8.4 Ventile 20.1 - 20.4 auf. Die Ventile 20.1 - 20.4 sind elektronische Ventile mit Drucksensorik, wobei die Ventile 20.1 - 20.4 dazu eingerichtet sind, einen Reifenfülldruck P1 - P4 der jeweiligen Reifen 10.1 - 10.4 zu messen.
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In manchen Ausgestaltungen können die Ventile 20.1 - 20.4 dazu ausgebildet sein, zudem eine Reifentemperatur, d. h. eine Lufttemperatur in den jeweiligen Reifen 10.1 - 10.4, zu messen.
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Die Ventile 20.1 - 20.4 übermitteln, beispielsweise über Funk, den gemessenen Reifenfülldruck P1 - P4 und gegebenenfalls eine Reifentemperatur an eine Steuerung 22. Hierzu wird bei TPMS-Ventilen z.B. eine Frequenz von 433 MHz verwendet. Die Ventile 20.1 - 20.4 weisen individuelle Ventilkennungen auf, die in der Steuerung 22 hinterlegt sind. Die Ventilkennungen werden von jedem Ventile 20.1 - 20.4 mit an die Steuerung 22 übermittelt, damit die Steuerung 22 die empfangenen Daten dem richtigen Reifen 10.1 - 10.4 zuordnen kann.
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In der Steuerung 22 sind zudem Reifensolldruck-Werte abgelegt. Die Reifensolldruck-Werte können für alle Reifen 10.1 - 10.4 gleich sein oder können sich achsen- oder radweise unterscheiden. Die Reifensolldruck-Werte können darüber hinaus vom jeweiligen Beladungszustand des Elektrofahrzeuges 4 abhängen. In der Steuerung 22 können diese Werte in einer Tabelle oder einem Kennfeld abgelegt sein oder Grundwerte mit einer Berechnungsformel hinterlegt sein. in der Steuerung 22 bestimmten Reifen zugeordnet. Zum Speichern der Daten kann der Steuerung 22 ein (nicht dargestellter) Speicher vorgesehen sein.
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Der Ladeanschluss 12 weist eine Sende- und Empfangseinheit 24 auf, die über entsprechende Datenleitungen im Ladekabel Informationen senden und empfangen kann. Die Steuerung 22 ist mit dem Ladeanschluss 12 verbunden, um Reifenfülldruck-Daten P1-P4 an die Sende- und Empfangseinheit 24 zu übergeben, damit diese an die Ladestation 6 übermittelt werden können. Der Ladeanschluss 12 ist des Weiteren in üblicher Weise dazu ausgestattet, einen Ladestrom zu empfangen und an einen Energiespeicher 26 weiterzuleiten.
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3 zeigt die Ladestation 6 des Systems 2.
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Das Ladekabel 14 ist an der Ladestation 6 festgelegt. Im Ladekabel 14 verläuft ein Datenkabel 28. Über das Datenkabel 28 können neben üblicherweise zu übermittelnden Informationen betreffend das Elektrofahrzeug 4 sowie dessen Energiespeicher 26 auch Informationen zum Reifenfülldruck P1 - P4 der Reifen 10.1 - 10.4 übermittelt werden.
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Die Befüllvorrichtung 12 wird von einer Steuerung 30 der Ladestation 6 gesteuert. Die Befüllvorrichtung 12 weist einen Kompressor 32 auf, der mit dem Luftschlauch 18 verbunden ist. Der Luftschlauch 18 weist einen Ventilanschluss 34 auf. Des Weiteren ist ein Drucksensor 36 vorgesehen, der einen Momentandruck am jeweiligen Reifen 10.1 - 10.4 misst.
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Die Steuerung 30 ist mit einer Sende- und Empfangseinheit 38 verbunden, die andererseits mit dem Datenkabel 28 des Ladekabels 14 in Verbindung steht.
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4 ein Verfahren zur Korrektur des Reifenfülldrucks P1 - P4 des Elektrofahrzeuges 4.
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In einem ersten Schritt wird das Ladekabel 14 der Ladestation 6 an das Elektrofahrzeug 4 angeschlossen. In einem anschließenden Schritt werden von der Steuerung 22 über die Sende- und Empfangseinheit 24 Informationen zu den Reifenfülldrucken P1 - P4, den jeweiligen Reifentemperaturen, den Reifensolldrucken und den Positionen der Reifen 10.1 - 10.4 mittels des Datenkabels 28 an die Steuerung 30 der Ladestation 6 gesendet.
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Sofern eine Korrektur eines Reifenfülldrucks P1 - P4 erforderlich ist, wird der Benutzer der Ladestation 6 dazu aufgefordert, den Luftschlauch 18 an ein bestimmtes Ventil 20.1 - 20.4 anzuschließen. Diese Aufforderung kann beispielsweise über eine Anzeige im Elektrofahrzeug 4 oder an der Ladestation 6 erfolgen.
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Nach dem Anschluss des Luftschlauch 18 an das betreffende Ventil 20.1 - 20.4 wird entweder ein Überdruckventil geöffnet, um einen zu hohen Druck im Reifen 10.1 - 10.4 abzubauen oder der Kompressor 32 betätigt, bis der Reifenfülldruck P1 - P4 dem Solldruck entspricht. Dies kann über den Drucksensor 36 festgestellt werden.
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Sobald die Korrektur für den betreffenden Reifen 10.1 - 10.4 abgeschlossen ist, erfolgt eine Aufforderung, den Luftschlauch 18 an das nächste zu korrigierende Rad 8.1 - 8.4 anzuschließen. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis alle zu korrigierenden Reifen mit dem passenden Luftdruck befüllt sind.
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Obwohl der Gegenstand im Detail durch Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- System
- 4
- Elektrofahrzeug
- 6
- Ladestation
- 8.1 - 8.4
- Rad
- 10.1 - 10.4
- Reifen
- 12
- Ladeanschluss
- 14
- Ladekabel
- 16
- Befüllvorrichtung
- 18
- Luftschlauch
- 20.1 - 20.4
- Ventil
- 22
- Steuerung
- 24
- Sende- und Empfangseinheit
- 26
- Energiespeicher
- 28
- Datenkabel
- 30
- Steuerung
- 32
- Kompressor
- 34
- Ventilanschluss
- 36
- Drucksensor
- 38
- Sende- und Empfangseinheit
- P1 - P4
- Reifenfülldruck
