DE102017010870A1 - Verfahren zur Anzeige des aktuellen Füllstands - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige des aktuellen Füllstands eines Druckgasspeichers (4) in einem Fahrzeug (1) während der Betankung und/oder des Ladezustandes einer Traktionsbatterie () in dem Fahrzeug (1) während des Ladens, wobei das Fahrzeug (1) mit aus dem Tankinhalt des Druckgasspeichers (4) gewonnener Antriebsleistung und/oder elektrischer Antriebsleistung aus der Traktionsbatterie (11) versorgt wird, wobei das Fahrzeug (1) wenigstens ein Außenanzeigeelement (8) aufweist, über welches im Normalbetrieb Informationen für andere Verkehrsteilnehmer angezeigt werden, und wobei während der Betankung des Druckgasspeichers (4) und/oder dem Nachladen der Traktionsbatterie (11) das wenigstens eine Außenanzeigeelement (8) zur Anzeige des aktuellen Füllstands des Druckgasspeichers (4) und/oder des aktuellen Ladezustandes der Traktionsbatterie (11) genutzt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige des aktuellen Füllstands eines Druckgasspeichers während der Betankung und/oder des Ladezustandes einer Traktionsbatterie während des Ladens.
  • Die Anzeige des aktuellen Füllstands eines Kraftstofftanks ist für das Tanken von flüssigem Kraftstoff ebenso aus dem Stand der Technik bekannt, wie die Anzeige des Ladezustandes einer Traktionsbatterie während des Nachladens. Die Anzeige erfolgt dabei typischerweise im Cockpit des Fahrzeugs.
  • Die DE 100 16 033 A1 beschreibt beispielsweise eine Einrichtung zur visuellen Darstellung von Fahrzeugdaten und/oder Warnhinweisen. Dabei ist eine eigene Anzeigeeinheit neben der Klappe des Kraftstoffbehälters angeordnet. Diese ist insbesondere in die hintere Seitenscheibe des Fahrzeugs integriert und kann unter anderem den Füllstand des Tanks anzeigen. Dabei ist auch beschrieben, dass die Daten sich beispielsweise auf ein mobiles Endgerät übertragen lassen.
  • Die Anzeige in der hinteren Seitenscheibe ist in der Praxis relativ aufwendig. Die im Fahrzeug prinzipiell vorhandenen Daten müssen über ein Bussystem eigens in den Bereich des zusätzlichen Anzeigeelements gebracht werden. Dieses zusätzliche Anzeigeelement muss im Bereich der hinteren Seitenscheibe eingebaut und mit den entsprechenden Datenleitungen verbunden werden. Dies stellt einen nicht unerheblichen Aufwand dar. Um die Seitenscheibe weiterhin nutzen zu können, muss das Anzeigeelement entsprechend aufwändig gestaltet sein, um einerseits eine gute Lesbarkeit während der Anzeige zu gewährleisten und andererseits die Sicht durch die hintere Seitenscheibe nicht oder nicht unnötig stark zu beeinträchtigen.
  • Zum weiteren allgemeinen Stand der Technik ist es beispielsweise aus der DE 10 2014 214 585 A1 bekannt, auf die Seitenscheiben eines Schienenfahrzeugs mit einer lichtdurchlässigen Anzeigeeinrichtung visuelle Informationen anzuzeigen. Diese Informationen auf der Seitenscheibe des Schienenfahrzeugs dienen dabei, vergleichbar wie die visuellen Anzeigen auf der Außenanzeige eines Omnibusses insbesondere zur Information des Fahrgastes. Hier können beispielsweise Fahrziele, Liniennummern, Umsteigemöglichkeiten oder dgl. visualisiert werden.
  • Aus dem weiteren Stand der Technik in Form der DE 10 2013 011 858 A1 ist es außerdem bekannt, den Füllstand eines Druckgasspeichers während der Betankung zu berechnen und in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Brennstoffzellenfahrzeug oder einem Fahrzeug, welches einen mit Gas betriebenen Verbrennungsmotor nutzt, entsprechend anzuzeigen. Problematisch ist dabei, dass derjenige, der das Fahrzeug betankt, im Fahrzeug sein muss, um die Anzeige wahrnehmen zu können.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur Anzeige des aktuellen Füllstands eines Druckgasspeichers während der Betankung und/oder des Ladezustandes einer Traktionsbatterie während des Ladens zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorgesehen, dass das Fahrzeug mit aus dem Tankinhalt des Druckgasspeichers gewonnener Antriebsleistung und/oder Antriebsleistung aus der Traktionsbatterie versorgt wird. Das Fahrzeug hat dabei wenigstens ein Außenanzeigeelement, über welches im Normalbetrieb Informationen für andere Verkehrsteilnehmer angezeigt werden. Es kann sich dabei insbesondere um eine Anzeige zur Weitergabe von Informationen an andere Fahrzeuglenker oder Fußgänger handeln, welche so z.B. bei autonom fahrenden Fahrzeugen angedacht sind.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung handelt es sich bei dem Fahrzeug um einen Omnibus. Wie bei Omnibussen üblich, weist der Omnibus wenigstens ein Außenanzeigeelement auf, über welches, im Betrieb eine Liniennummer, Fahrziele und/oder Umsteigemöglichkeiten angezeigt werden.
  • Während der Betankung des Druckgasspeichers des Fahrzeugs und/oder dem Nachladen der Traktionsbatterie ist es nun vorgesehen, dass das wenigstens eine Außenanzeigeelement, welches aus den oben genannten Gründen ohnehin vorhanden ist, zur Anzeige des aktuellen Füllstandes des Druckgasspeichers und/oder des Ladezustandes der Traktionsbatterie genutzt wird. Dieses Verfahren ermöglicht es außerordentlich einfach und effizient, den aktuellen Füllstand des Druckgasspeichers und/oder den Ladezustand der Traktionsbatterie zu visualisieren. Durch das ohnehin vorhandene Außenanzeigeelement erfolgt diese Visualisierung im Außenbereich des Fahrzeugs und ist so, beispielsweise wenn ein Außenanzeigeelement genutzt wird, welches auf der gleichen Seite des Fahrzeugs angeordnet ist wie der Tankstutzen und/oder der Ladeanschluss, für die Person, welche das Fahrzeug betankt und/oder lädt, während dessen gut einsehbar. Hierdurch ist es möglich, sehr einfach und außerordentlich effizient, ohne dass zusätzliche Anzeigeelemente benötigt werden, den Füllstand des Druckgasspeichers und/oder den Ladezustand der Traktionsbatterie anzuzeigen. Der Füllstand lässt sich, beispielsweise in der Art, wie es in der DE 10 2013 011 858 A1 beschrieben ist, berechnen.
  • Die Anzeige lässt sich dann über das Außenanzeigegerät entsprechend visualisieren, beispielsweise, indem die Daten in Form eines Druckwerts, eines Prozentwerts und/oder eines Balkendiagramms dargestellt werden. Da die erforderliche Wasserstoffmenge und/oder elektrische Ladung, welche in der Traktionsbatterie gespeichert werden kann, insbesondere bei einem Omnibus vergleichsweise hoch ist, ist auch die Betankungszeit und/oder Ladezeit, je nach Leistungsfähigkeit der Tankstelle und/oder Ladestation, entsprechend lang.
  • Typische Betankungszeiten können beispielsweise zwischen 5 Minuten und ca. 15 Minuten liegen. Durch die Außenanzeige des aktuellen Füllstands während der Betankung ist es so während der Betankung für die die Betankung durchführende Person möglich, andere Tätigkeiten vorzunehmen, ohne das Ende der Betankung zu verpassen und damit wertvolle Zeit zu „verschwenden“. Nachladezeiten sind typischerweise noch sehr viel höher und betragen meist deutlich mehr als 30 bis 60 Minuten.
  • Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee wird ergänzend zu den Daten des aktuellen Füllstandes und/oder Ladezustandes eine Prognose der Resttankzeit und/oder Restladezeit erstellt und mit angezeigt. Dies lässt die die Betankung und/oder Ladung durchführende Person die Situation noch besser einschätzen.
  • Gemäß einer außerordentlich vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es nun ferner vorgesehen sein, dass die Daten ergänzend zu ihrer Anzeige auf dem wenigstens einen Außenanzeigeelement auf ein mobiles Endgerät übertragen und dort angezeigt werden. Ein solches mobiles Endgerät kann beispielsweise ein Smartphone oder Ähnliches sein. Hier können ergänzend zur Anzeige auf dem Außenanzeigeelement die Daten der Füllstandsanzeige während der Betankung und/oder des Ladezustandes während des Nachladens mit angezeigt werden. Wird zusätzlich eine Prognose der Resttankzeit und/oder Restladezeit vorgenommen, dann kann diese insbesondere auch nur auf dem mobilen Anzeigegerät, beispielsweise in der App eines Smartphones angezeigt werden, um diese Information der die Betankung und/oder Ladung vornehmenden Person exklusiv zugänglich zu machen. Diese Person kann dann innerhalb der Restlaufzeit weitere Tätigkeiten ausführen, beispielsweise Wartungsarbeiten am Fahrzeug vornehmen, vorgeschriebene Pausen machen oder Ähnliches.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Idee ergeben sich auch aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden anhand des Ausführungsbeispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur näher dargestellt ist.
  • Die einzige beigefügte Figur zeigt dabei einen angedeuteten Omnibus während einer Betankung.
  • In der einzigen beigefügten Figur ist ein Omnibus 1 als Fahrzeug dargestellt, wie er beispielsweise im Linienverkehr im Einsatz ist. Der Omnibus 1 befindet sich dabei im Bereich einer Tankanlage 2, über welche er aktuell betankt wird. Der Omnibus 1 selbst soll seine Antriebsleistung in Form von elektrischer Antriebsleistung aus einem mit 3 bezeichneten in dem Omnibus 1 gestrichelt angedeuteten Brennstoffzellensystem beziehen. Dieses Brennstoffzellensystem 3, welches dem Fachmann so an sich bekannt ist, erzeugt die notwendige elektrische Antriebsleistung für den Omnibus 1 aus dem in der Luft befindlichen Sauerstoff und aus Wasserstoff, welcher in einem mit 4 bezeichneten und ebenfalls innerhalb des Omnibus 1 angedeuteten Druckgasspeicher gespeichert sein soll. Der Druckgasspeicher 4 selbst kann dabei aus mehreren einzelnen Druckgasbehältern bestehen. Er speichert den Wasserstoff unter entsprechend hohem Druck, sodass eine ausreichende Menge an Wasserstoff für den Betrieb des Omnibusses 1, beispielsweise eine Menge in der Größenordnung von bis zu 50 kg gespeichert werden kann. Der Nenndruck des Druckgasspeichers 4 kann dabei in der Größenordnung von beispielsweise 70 MPa liegen. Außerdem ist eine Traktionsbatterie angedeutet und mit dem Bezugszeichen 11 versehen. Diese bilden zusammen mit dem Brennstoffzellensystem 3 ein Hybridsystem, so dass Überschußenergie in der Traktionsbatterie 11 zwischengespeichert und bei Bedarf wieder abgegeben werden kann. Die Traktionsbatterie 11 kann von dem Brennstoffzellensystem 3, von einem Antriebsmotor des Omnibusses 1 beim Abbremsen und über einen angedeuteten Ladeanschluss 12 nachgeladen werden.
  • Die Betankung des Druckgasspeichers 4 erfolgt über die Tankanlage 2 und eine hier angedeutete Druckleitung 5, welche an einen nicht erkennbaren Tankstutzen des Omnibus 1 angeschlossen ist. Dieser befindet sich im Bereich einer angedeuteten und mit 6 bezeichneten Serviceklappe des Omnibusses 1. Eine die Betankung vornehmende Person 7 befindet sich in der Nähe.
  • In der Praxis ist es so, dass ein Nachtanken einer größeren Wasserstoffmenge von beispielsweise 35 kg je nach Ausgestaltung der Tankanlage 2 entsprechend lange dauert. Typischerweise liegen die Übertragungsraten derartiger Tankanlagen 2 bei ca. 1,8 kg/min und 7,2 kg/min. In der Praxis führt dies zu Betankungszeiten in der Größenordnung von beispielsweise 5 Minuten und mehr als 18 Minuten je nach Ausgestaltung der Tankanlage 2. Die Betankung wird dabei in an sich bekannter Art und Weise über die unidirektionale Übermittlung von Daten über eine Infrarotschnittstelle in dem Hochdruckschlauch 5 über die Tankanlage 2 entsprechend gesteuert. Für die Person 7, welche die Betankung initiiert hat und überwacht, wäre es nun schön zu wissen, wie viel Wasserstoff denn schon in dem Druckgasspeicher 4 gespeichert ist. Aus diesem Grund ist es vorgesehen, dass der aktuelle Füllzustand des Druckgasspeichers 4 über ein ohnehin vorhandenes Außenanzeigeelement 8 des Omnibusses 1 angezeigt wird. Dieses befindet sich in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel auf einer der Längsseiten, also längs in Fahrtrichtung F des Omnibusses 1. Es ist vorzugsweise zumindest auf der Längsseite angeordnet, auf welcher auch der Tankstutzen beziehungsweise die Serviceklappe 6 angeordnet ist. Bei mehreren Außenanzeigeelementen 8, welche rund um den Omnibus 1 verteilt sind, wie es in der Praxis üblich ist, wird zumindest auf dem Anzeigeelement 8, auf der Längsseite mit der Serviceklappe 6 die entsprechende Anzeige erfolgen. Die Anzeige kann nun insbesondere den Füllstand des Druckgasspeichers 4 visualisieren. Hierfür schaltet das zumindest eine Anzeigeelement 8 auf der entsprechenden Längsseite bei Beginn des Betankungsvorgangs auf die Anzeige des Füllstands des Druckgasspeichers 4 automatisch um und zeigt den Füllstand entsprechend an. Dies kann beispielsweise über einen Druckwert erfolgen oder wie in dem Ausführungsbeispiel der Figur dargestellt über eine Balkenanzeige, welche den Füllstand entsprechend visualisiert. Hierdurch ist es sehr einfach und effizient möglich für die Person 7 abzuschätzen, wie lange die Betankung denn noch dauern wird. Alternativ dazu ist es selbstverständlich auch denkbar, sowohl einen Druckwert als auch eine Balkenanzeige anzuzeigen oder weitere Anzeigestrategien zu verwenden, beispielsweise eine farbige Ampeldarstellung oder dergleichen. All dies lässt sich dabei auch untereinander kombinieren.
  • Ergänzend ist es außerdem möglich, eine Prognose über die verbleibende Resttankzeit mit anzugeben, da es in der Praxis so ist, dass mit zunehmendem Druck in dem Druckgasspeicher 4 die Betankung langsamer abläuft, sodass sich kein lineares Zeitverhalten ergibt. Es kann daher für die Person 7 von Vorteil sein, wenn über die Elektronik des Omnibusses 1 zusätzlich die zu erwartende Resttankzeit mit abgeschätzt und angezeigt wird.
  • Alternativ oder ergänzend kann auch die Traktionsbatterie 11 nachgeladen werden, beispielsweise über eine elektrische Verbindung zwischen dem Ladeanschluss 12 und einer nicht dargestellten Ladestation oder über dem Betrieb des Brennstoffzellensystems 3 zum Nachladen der Traktionsbatterie 11, insbesondere auch parallel zur Betankung des Druckgasspeichers 4. In diesem Fall kann das Außenanzeigeelement 8 zusätzlich oder anstelle des Füllstandes auch den aktuellen Ladezustand der Traktionsbatterie 11 anzeigen. Dies kann beispielsweise als Prozentwert oder ebenfalls als Balkenanzeige erfolgen. Auch hier lässt sich zusätzlich die Restladezeit abschätzen und anzeigen.
  • Die Anzeige auf dem Außenanzeigeelement 8 lässt sich außerdem, wie es hier dargestellt ist, drahtlos über eine mit 9 bezeichnete Verbindung beispielsweise über Funk oder dergleichen auf ein mobiles Endgerät 10, beispielsweise ein Smartphone der Person 7, übertragen. So ist beispielsweise eine Übertragung über Bluetooth oder Ähnliches denkbar. Auf dem mobilen Endgerät 10 kann beispielsweise in einer App die in dem Außenanzeigeelement 8 angezeigte Information nochmals angezeigt werden, sodass die Person 7 nicht ständig auf die Außenanzeige blicken muss, wenn sie die entsprechenden Informationen sehen will. Insbesondere bei der Prognose einer Resttankzeit und/oder Restladezeit ist es möglich, diese Resttankzeit und/oder Restladezeit zusammen mit weiteren Informationen wie beispielsweise dem Druck oder dergleichen in einer relativ komplexen Anzeige auf dem mobilen Endgerät 10 anzuzeigen, während in dem Außenanzeigeelement nur eine vereinfachte Anzeige erfolgt, beispielsweise das in der Figur dargestellte Balkendiagramm.
  • Durch diese bevorzugte Art der Anzeige auf dem Außenanzeigeelement 8 und gegebenenfalls ergänzend auf dem mobilen Endgerät 10 kann nun auf eine direkte Anzeige im Bereich der Serviceklappe 6 und/oder des Ladeanschlusses 12, welcher auch innerhalb der Serviceklappe 6 liegen könnte, verzichtet werden. Dies spart ein zusätzliches ausschließlich für diesen Zweck zu verwendendes Display ein. Außerdem kann zuverlässig auf ein analoges Anzeigeinstrument wie beispielsweise ein Manometer beim Druckgasspeicher 4 verzichtet werden. Dies ist entsprechend teuer in der Anwendung, da es unter demselben hohen Druck, welcher in dem Druckgasspeicher 4 als Nenndruck vorliegt, stehen muss und über eine entsprechende Verrohrung angebunden sein muss. Dies ist insbesondere beim Speichern von Wasserstoff in dem Druckgasspeicher mit erheblichem Aufwand hinsichtlich der Abdichtung verbunden, da diese bei Wasserstoff entsprechend aufwendig zu bewerkstelligen ist und außerdem ein sicherheitsrelevantes Kriterium darstellt. Kann stattdessen auf das Außenanzeigeelement 8 und gegebenenfalls das mobile Endgerät 10 ergänzend zurückgegriffen werden, dann ist eine solche Anbindung nicht notwendig, da die entsprechenden Daten in dem Omnibus 1 als Fahrzeug ohnehin vorliegen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist damit außerordentlich einfach und effizient und lässt sich entsprechend kostengünstig als reine Softwarelösung umsetzen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10016033 A1 [0003]
    • DE 102014214585 A1 [0005]
    • DE 102013011858 A1 [0006, 0011]

Claims (8)

  1. Verfahren zur Anzeige des aktuellen Füllstands eines Druckgasspeichers (4) in einem Fahrzeug (1) während der Betankung und/oder des Ladezustandes einer Traktionsbatterie (11) in dem Fahrzeug (1) während des Ladens, wobei das Fahrzeug (1) mit aus dem Tankinhalt des Druckgasspeichers (4) gewonnener Antriebsleistung und/oder elektrischer Antriebsleistung aus der Traktionsbatterie (11) versorgt wird, wobei das Fahrzeug (1) wenigstens ein Außenanzeigeelement (8) aufweist, über welches im Normalbetrieb Informationen für andere Verkehrsteilnehmer angezeigt werden, und wobei während der Betankung des Druckgasspeichers (4) und/oder dem Nachladen der Traktionsbatterie (11) das wenigstens eine Außenanzeigeelement (8) zur Anzeige des aktuellen Füllstands des Druckgasspeichers (4) und/oder des aktuellen Ladezustandes der Traktionsbatterie (11) genutzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Antriebsleistung mittels eines Brennstoffzellensystems (3) aus in dem Druckgasspeicher (4) gespeichertem Wasserstoff bereitgestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anzeige des aktuellen Füllstands und/oder Ladezustandes ein Außenanzeigeelement (8) verwendet wird, welches längs zur Fahrtrichtung (F) angeordnet ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Anzeige verwendete Außenanzeigeelement (8) auf derselben Seite des Fahrzeugs (1) angeordnet ist, auf welcher ein Tankstutzen für den Druckgasspeicher (4) und/oder Ladeanschluss (12) für die Traktionsbatterie (11) angeordnet ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Füllstand und/oder Ladezustand während der Betankung in Form eines Druckwerts, Prozentwerts und/oder Balkendiagramms dargestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum aktuellen Füllstand und/oder Ladezustand eine Prognose der Resttankzeit und/oder Restladezeit dargestellt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen zum aktuellen Füllstand und/oder Ladezustandes und insbesondere zur Prognose der Resttankzeit und/oder Restladezeit ergänzend auf ein mobiles Endgerät (10) übertragen und dort angezeigt werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug als Omnibus (1) ausgebildet ist.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10016033A1 (de) 2000-03-31 2001-10-04 Mannesmann Vdo Ag Einrichtung zur visuellen Darstellung von Fahrzeugdaten und/oder Warnhinweisen
DE102013011858A1 (de) 2013-07-16 2014-01-16 Daimler Ag Verfahren zum Anzeigen des Tankinhalts
DE102014214585A1 (de) 2014-07-24 2016-01-28 Bombardier Transportation Gmbh Schienenfahrzeug mit einer lichtdurchlässigen Anzeigeeinrichtung zur Anzeige von visuellen Informationen

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