DE102017222080A1

DE102017222080A1 - Verfahren zur Erteilung einer Betankungsfreigabe eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017222080A1
Application number: DE102017222080.5A
Authority: DE
Inventors: Klaus SZOUCSEK
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-12-06
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2019-06-06
Also published as: US11376950B2; CN111405998B; CN111405998A; US20200391587A1; WO2019110515A1

Abstract

Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Verfahren zur Erteilung einer Betankungsfreigabe eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren umfasst die Schritte: i) Erfassen eines Tanktemperaturwertes Tist, der indikativ ist für die aktuelle Temperatur von mindestens einen Druckbehälter des Kraftfahrzeugs und/oder vom im mindestens einen Druckbehälter gespeicherten Brennstoff; ii) Bestimmen eines Temperaturdifferenzwertes TDist, der indikativ ist für die aktuelle Differenz zwischen dem Tanktemperaturwert Tist und einem Umgebungstemperaturwert, der indikativ für die Umgebungstemperatur ist; und iii) Freigeben einer Tankklappe, wobei die Tankklappe vom Kraftfahrzeug zur Betankung nur freigegeben wird, falls der Temperaturdifferenzwert TDist kleiner ist als ein Temperaturdifferenzgrenzwert TDgrenz. Ferner betrifft die hier offenbarte Technologie ein Kraftfahrzeug mit einem Druckbehältersystem.

Description

Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Verfahren zur Erteilung einer Betankungsfreigabe eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die hier offenbarte Technologie ein Kraftfahrzeug mit einem Druckbehältersystem, dass das hier offenbarte Verfahren einsetzt.
Druckbehältersysteme als solche sind bekannt. Bei der Betankung der Druckbehälter ist darauf zu achten, dass die Temperatur in dem Druckbehälter aufgrund von Kompressionswärme nicht ansteigt auf einen Wert oberhalb von einer Grenztemperatur. Eine solche Grenztemperatur kann beispielsweise in einem Standard und/oder durch die Bauteilauslegung vorgegeben sein. Beispielsweise ist aus dem Standard SAE J2601-2014 vom 15. Juli 2017 sowie dessen vorherigen Versionen bekannt, die Betankung unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur so zu gestalten, dass die Temperatur im Druckbehälter die Grenztemperatur nicht übersteigt.
Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, die Betankung von solchen Druckbehältersystemen unabhängig von der Tankstelle und/oder dem Druckbehälterzustand noch sicherer zu gestalten. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben. Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.
Die Aufgabe wird gelöst durch das hier offenbarte Verfahren zur Erteilung einer Betankungsfreigabe, durch das hier offenbarte Verfahren zur Betankung sowie das hier offenbarte Kraftfahrzeug.
Das hier offenbarte Verfahren zur Erteilung einer Betankungsfreigabe umfasst die Schritte:

- Erfassen eines Tanktemperaturwertes, der indikativ ist für die aktuelle Temperatur vom mindestens einen Druckbehälter des Kraftfahrzeugs und/oder vom im mindestens einen Druckbehälter gespeicherten Brennstoff;
- Bestimmen eines Temperaturdifferenzwertes, der indikativ ist für die aktuelle Differenz zwischen dem Tanktemperaturwert und einem Umgebungstemperaturwert, der indikativ für die Umgebungstemperatur ist; und
- Freigeben einer Tankklappe, wobei die Tankklappe vom Kraftfahrzeug zur Betankung nur freigegeben wird, falls der Temperaturdifferenzwert kleiner ist als ein Temperaturdifferenzgrenzwert.

Der mindestens eine Tanktemperaturwert kann indikativ sein für die aktuelle Temperatur vom mindestens einen Druckbehälter. Die Temperatur vom Druckbehälter kann durch unterschiedliche Verfahren direkt oder indirekt erfasst werden. Beispielsweise können hierzu Temperatursensoren an der Druckbehälterwand vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Tanktemperaturwert indikativ sein für die aktuelle Temperatur vom Brennstoff, der im Druckbehälter gespeichert ist. Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, um die Temperatur vom Brennstoff im Druckbehälter zu bestimmen. Beispielsweise kann im Inneren des Druckbehälters mindestens ein Temperatursensor verbaut sein.
Der Tanktemperaturwert kann indikativ sein für eine maximale Temperatur oder eine gemittelte Durchschnittstemperatur. Gleichsam könnte der Tanktemperaturwert auch aus anderen physikalischen Größen approximiert werden.
Das hier offenbarte Verfahren umfasst ferner den Schritt, wonach ein Umgebungstemperaturwert direkt oder indirekt erfasst wird. Der Umgebungstemperaturwert ist indikativ für die Umgebungstemperatur in der Fahrzeugumgebung. Beispielsweise kann der Umgebungstemperaturwert über einen Umgebungstemperatursensor des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann auf telemetrischem Wege dem Fahrzeug der Umgebungstemperaturwert bereitgestellt werden.
Der Temperaturdifferenzwert ist indikativ für die aktuelle Differenz zwischen dem Tanktemperaturwert und dem Umgebungstemperaturwert. In einer bevorzugten Ausgestaltung erfasst das Kraftfahrzeug zur Bestimmung vom Temperaturdifferenzwert sowohl die Temperatur vom Brennstoff bzw. vom Druckbehälter also auch die Umgebungstemperatur. Bevorzugt ist beim hier offenbarten Verfahren vorgesehen, dass die Umgebungstemperatur von der erfassten Temperatur vom Brennstoff bzw. vom Druckbehälter abgezogen wird.
Der Temperaturdifferenzgrenzwert ist zweckmäßig so gewählt, dass bei einer Betankung unter Berücksichtigung des Umgebungstemperaturwertes der maximal zulässige Tanktemperaturwert nicht erreicht wird. Der maximal zulässige Tanktemperaturwert kann beispielsweise ein Wert sein, der indikativ ist für die maximal zulässige Temperatur, die der Druckbehälter bzw. der Brennstoff insbesondere während der Betankung aufweisen darf. Beispielsweise kann die maximal zulässige Temperatur eine maximal zulässige Temperatur von 85 °C sein. Der Temperaturdifferenzgrenzwert kann beispielsweise indikativ sein für eine maximale Temperaturdifferenz zwischen Brennstoff bzw. Druckbehälter und Umgebung von maximal 20 °C oder von maximal 10 °C.
In einer Ausgestaltung ist der Temperaturdifferenzgrenzwert konstant. In einer anderen Ausgestaltung variiert der Temperaturdifferenzgrenzwert mit der Umgebungstemperatur. Insbesondere kann ein erster Temperaturdifferenzgrenzwert einer ersten Umgebungstemperatur zugeordnet sein und ein zweiter Temperaturdifferenzgrenzwert kann einer zweiten Umgebungstemperatur zugeordnet sein, wobei die erste Umgebungstemperatur geringer ist als die zweite Umgebungstemperatur, und wobei der erste Temperaturdifferenzgrenzwert größer ist als der zweite Temperaturdifferenzgrenzwert. Beispielsweise kann bei einer Umgebungstemperatur von -30 °C und einer Tanktemperatur von -5 °C die resultierende Temperaturdifferenz von 25 °C noch akzeptable sein, um durch die Betankung den Druckbehälter nicht unzulässig zu erhitzen, wohingegen dieselbe Temperaturdifferenz von 25 °C bei einer Umgebungstemperatur von +30 °C und einer Tanktemperatur von 55 °C kritisch sein könnte.
Das hier offenbarte Verfahren kann den Schritt umfassen, wonach eine Tankklappe freigegeben wird. Die Tankklappe ist dabei in der Karosserieaußenhaut derart vorgesehen, dass sie einen Einfüllstutzen des Druckbehältersystems des Kraftfahrzeugs bedeckt. In einem nicht freigegebenen Zustand der Tankklappe verschließt die Tankklappe den Einfüllstutzen, so dass der Einfüllstutzen nicht für eine Betankung zugänglich ist. Im nicht freigegebenen Zustand verläuft die Tankklappe in der Regel bündig zur umgebenden Karosserieaußenhaut. Im nicht frei gegebenen Zustand lässt sich die Tankklappe nicht öffnen. Hierzu bedarf es vielmehr eine Tankklappe-Freigabe vom Kraftfahrzeug bzw. vom mindestens einen Steuergerät des Kraftfahrzeugs. In der Regel wird die Tankklappe nur zur Betankung des Druckbehältersystems freigegeben und ist in allen anderen Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs (z.B. während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs oder im geparkten Zustand) nicht freigegeben.
Die Tankklappe vom Kraftfahrzeug zur Betankung wird dabei nur freigegeben, falls der Temperaturdifferenzwert kleiner ist als ein Temperaturdifferenzgrenzwert. Der Temperaturdifferenzgrenzwert ist dabei ein Wert, der indikativ ist für die maximale Temperaturüberhöhung des Druckbehälters gegenüber der Umgebungstemperatur. Eine solche Temperaturdifferenz kann sich beispielsweise dadurch ergeben, dass der Druckbehälter zuvor mit vergleichsweise warmen Brennstoff betankt wurde und die Zeit bis zur Folgebetankung nicht zum vollständigen Auskühlen ausreichte.
Das hier offenbarte Verfahren kann ferner den Schritt umfassen, wonach nach erfolgter Betankung eine Fahrbereitschaft des Kraftfahrzeuges nur erteilt wird, falls die Tankklappe nach der Betankung wieder geschlossen wurde. Mit anderen Worten kann also das Kraftfahrzeug erst wieder gestartet werden, nachdem die Tankklappe wieder geschlossen wurde. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass durch das Schließen der Tankklappe die Tankklappe wieder in den nicht freigegebenen Zustand überführt wird. Dieser Verfahrensschritt stellt sicher, dass bei einer anschließenden (Folge)Betankung wieder das hier offenbarte Verfahren zur Erteilung der Betankungsfreigabe durchlaufen werden muss. Sofern ein Fahrzeugnutzer direkt nach einer ersten Betankung an einer Zapfsäule einer Tankstelle eine zweite Betankung an einer anderen Zapfsäule der Tankstelle vornimmt, so muss zum Umparken des Kraftfahrzeugs zunächst die Tankklappe geschlossen werden. Vor Beginn der zweiten Betankung an der anderen Zapfsäule durchläuft das Kraftfahrzeug erneut das hier offenbarte Verfahren zur Erteilung der Betankungsfreigabe. Hat sich nun der Druckbehälter durch die erste Betankung unzulässig stark erwärmt, so steigt der Temperaturdifferenzwert auf einen Wert oberhalb vom Temperaturdifferenzgrenzwert an. Folglich wird die Tankklappe nicht freigegeben und die zweite Betankung an der anderen Zapfsäule wird verhindert.
Das hier offenbarte Verfahren kann den Schritt umfassen, wonach ein Hinweis ausgegeben wird, falls der Temperaturdifferenzwert wieder kleiner ist als der Temperaturdifferenzgrenzwert. Wird also eine Betankungsfreigabe nicht erteilt, ist also zu einem ersten Zeitpunkt der Temperaturdifferenzwert nicht kleiner als ein Temperaturdifferenzgrenzwert, so kann das hier offenbarte Verfahren weiterhin den Temperaturdifferenzwert erfassen. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn nach der nicht erteilten Betankungsfreigabe weiterhin Brennstoff aus dem Druckbehälter entnommen wird und somit sich der Druckbehälter vergleichsweise schnell abkühlt. Sinkt nun zu einem zweiten Zeitpunkt, der zeitlich hinter dem ersten Zeitpunkt liegt, der Temperaturdifferenzwert auf einen Wert, der kleiner ist als der Temperaturdifferenzgrenzwert, so kann das Kraftfahrzeug wieder betankt werden. Gemäß dem hier offenbarten Verfahren kann vorgesehen sein, dass dem Fahrer ein Hinweis ausgegeben wird, dass eine Betankung wieder möglich ist.
Die hier offenbarte Technologie betrifft gleichsam ein Verfahren zur Betankung eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren umfasst die Schritte:

- Freigeben einer Tankklappe durch eines der hier offenbarten Verfahren; und
- Betanken des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung des Umgebungstemperaturwertes.

Die Betankung eines Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur ist dem Fachmann geläufig und ist beispielsweise in dem Standard SAE J2601-2014 vom 15. Juli 2017 offenbart. Mit der hier offenbarten Technologie kann sichergestellt werden, dass ein Druckbehälter durch zwei aufeinanderfolgende Betankungen nicht unerlaubt stark thermisch beansprucht wird.
Die hier offenbarte Technologie betrifft ferner ein Kraftfahrzeug (z.B. Personenkraftwagen, Krafträder, Nutzfahrzeuge), das eingerichtet ist, zumindest eines der hier offenbarten Verfahren durchzuführen.
Das Kraftfahrzeug umfasst ein Druckbehältersystem. Das Druckbehältersystem dient zur Speicherung von unter Umgebungsbedingungen gasförmigen Brennstoff. Das Druckbehältersystem kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, das mit komprimiertem („Compressed Natural Gas“ = CNG) oder verflüssigtem (LNG) Erdgas oder mit Wasserstoff betrieben wird. Ein solches Druckbehältersystem umfasst mindestens einen Druckbehälter, insbesondere einen composite overwrapped pressure vessel. Der Druckbehälter kann beispielsweise ein kryogener Druckbehälter oder ein Hochdruckgasbehälter sein. Hochdruckgasbehälter sind ausgebildet, bei Umgebungstemperaturen Brennstoff dauerhaft bei einem nominalen Betriebsdruck (auch nominal working pressure oder NWP genannt) von ca. 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), ferner bevorzugt von ca. 700 barü oder mehr zu speichern. Ein kryogener Druckbehälter ist geeignet, den Brennstoff bei den vorgenannten Betriebsdrücken auch bei Temperaturen zu speichern, die deutlich unter der Betriebstemperatur des Kraftfahrzeuges liegen.
Das hier offenbarte Kraftfahrzeug umfasst ferner mindestens ein Steuergerät. Das Steuergerät ist u.a. eingerichtet, die hier offenbarten Verfahrensschritte durchzuführen. Hierzu kann das Steuergerät basierend auf bereitgestellten Signalen (z.B. Temperaturmesswerten) die Aktuatoren des Systems zumindest teilweise und bevorzugt vollständig regeln (engl. closed loop control) oder steuern (engl. open loop control). Das Steuergerät kann zumindest die Tankklappe beeinflussen. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuergerät auch in einem anderen Steuergerät mit integriert sein, z.B. in einem übergeordneten Steuergerät. Das Steuergerät kann mit weiteren Steuergeräten des Kraftfahrzeuges interagieren.
Das Steuergerät kann eingerichtet sein, den Tanktemperaturwert und den Umgebungstemperaturwert zu erfassen und den Temperaturdifferenzwert zu bestimmen. Ferner kann das Steuergerät eingerichtet sein, die mindestens eine Tankklappe freizugeben, wobei das Steuergerät die Tankklappe vom Kraftfahrzeug zur Betankung nur freigibt, falls der Temperaturdifferenzwert kleiner ist als der Temperaturdifferenzgrenzwert.
Mit anderen Worten betrifft die hier offenbarte Technologie ein Verfahren zur Betankung eines Druckbehältersystems und ein entsprechend eingerichtetes Druckbehältersystem.
In der kurzen Zeit der Betankung (Dauer: i.d.R. wenige Minuten) steigt die Temperatur im Druckbehältersystem vor allem wegen der Kompressionswärme. Wenn das Fahrzeug anschließend geparkt wird, dauert es relativ lange (i.d.R. mehrere Stunden) bis der Druckbehälter auskühlt, da der Druckbehälter durch die faserverstärkte Schicht relativ gut isoliert ist. Wenn das Fahrzeug stattdessen gefahren wird, kühlt sich der Druckbehälter wegen der Expansionskälte relativ schnell wieder ab. Um mit einfachen Mitteln eine Überhitzung des Druckbehälters durch Betankung eines zu warmen Behälters zu vermeiden, soll eine Betankung solange sicher verhindert werden, wie die Temperatur im Druckbehälter um mehr als ein Grenzbetrag, z.B. 10 °C, größer ist als die Temperatur der Umgebungsluft. Anderenfalls kann die Betankung zugelassen werden. Somit wird mit einfachen Mitteln erreicht, dass die Betankung basierend auf der Umgebungstemperatur nicht zu einer Überhitzung des Druckbehälters führt.
Bei heutigen Tankstellen sind Betankungsabbrüche während einer Betankung möglich, so dass ein Druckbehältersystem z.B. erst nach dem dritten Betankungsversuch vollgefüllt ist. Unmittelbare Folgebetankungen nach Betankungsabbrüchen können vorteilhaft weiterhin möglich sein. Hierzu kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Verhinderung der Folgebetankung erst aktiviert wird, wenn die Tankklappe geschlossen wurde und der Kunde mit dem Fahrzeug wieder wegfährt, also die Betriebsbereitschaft des Fahrzeugs wieder vorliegt. Dies erkennt das Steuergerät in einer Ausgestaltung durch den Betriebsmodus „Entnahme“, der dafür vorliegen muss. In einer Ausgestaltung kann auch mindestens ein Betankungsabbruchventil im Fahrzeug vorgesehen sein, welches den Beginn einer Betankung von Anfang an verhindert oder aber eine Betankung fahrzeugseitig abbricht, falls die Temperatur vom Brennstoff einen Brennstofftemperaturgrenzwert übersteigt. In diesem Fall könnte vorgesehen sein, nicht die Öffnung der Tankklappe zu verhindern, sondern das Betankungsabbruchventil zu aktivieren und aktiviert zu halten, bis das Kriterium Temperaturdifferenz die Folgebetankung erlaubt. Vorteilhaft wird eine Betankung verhindert, die zu hohe Temperaturen im Druckbehältersystem erzeugen könnte. Wenn das Druckbehältersystem wieder abgekühlt ist, wird sowohl eine vorgekühlte als auch eine umgebungswarme Betankung wieder erlaubt. Wiederholte Betankungen an einer Tankstelle aufgrund von Betankungsabbrüchen können vorteilhaft ohne Einschränkungen zugelassen werden. Die hier offenbarte Technologie lässt sich ohne zusätzliche Komponenten oder nur mit wenigen zusätzlichen Komponenten realisieren. Diese Funktion lässt sich also vergleichsweise günstig, bauraum- und/oder gewichtsneutral realisieren. Die hier offenbarte Lösung regelt einen in der Praxis selten eintretenden Fall, ohne dass Einbußen für die normale Betankung entstehen.
Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

1 ein schematisches Ablaufdiagramm der hier offenbarten Technologie;
2 schematisch die Erwärmung des Druckbehälters in Abhängigkeit vom Druckbehälterinnendruck;
3 schematisch den zeitlichen Verlauf der Brennstofftemperatur TF während der Betankung an einer Zapfsäule; und
4 schematisch den zeitlichen Verlauf der Brennstofftemperatur TF während der Betankung an zwei Zapfsäulen.

Mit dem Schritt S100 der 1 beginnt das hier offenbarte Verfahren. Im Schritt S200 wird überprüft, ob eine Betankungsanforderung vorhanden ist. Eine Betankungsanforderung kann der Fahrer des Kraftfahrzeugs beispielsweise dadurch signalisieren, dass er einen Betankungsschalter betätigt. Eine solche Betankungsanforderung könnte aber auch anders signalisiert werden. Erfasst das Steuergerät im Schritt S200 keine Betankungsanforderung, so wird das Verfahren erneut mit Schritt S100 begonnen. Liegt indes ein Betankungswunsch vor, so wird im Schritt S300 bestimmt, ob der aktuelle Temperaturdifferenzwert TDist kleiner ist als der Temperaturdifferenzgrenzwert TDgrenz. Ist dies der Fall, so wird im Schritt S400 die Tankklappe freigegeben. Somit lässt sich die Tankklappe öffnen und die Betankung des Druckbehältersystems kann ausgeführt werden. Ist indes der aktuelle Temperaturdifferenzwert TDist nicht kleiner als der Temperaturdifferenzgrenzwert TDgrenz, so wird die Tankklappe nicht freigegeben. Bevorzugt kann dann ein entsprechender Hinweis an den Fahrer ausgegeben werden. Der Fahrer kann dann das zumindest teilweise betankte Kraftfahrzeug fahren, wodurch sich die Temperatur vom Brennstoff bzw. vom Druckbehälter reduziert.
In der 2 ist die Temperatur im Druckbehälter über den Druckbehälterinnendruck aufgetragen. Als durchgängige Linie ist hier eine erste Betankung gezeigt, die bei einem Ausgangstankdruck paO und einer Ausgangstemperatur T_a0 beginnt und hier beendet wird, wenn der Betankungsenddruck p_e erreicht ist. Durch diese erste vollständige Betankung ohne Betankungsabbruch erwärmt sich der Brennstoff auf die Temperatur T_a1 .
Wird nun angenommen, dass diese erste Betankung bei einem Betankungsabbruchdruck p_b1 abgebrochen wird, so hat sich der Brennstoff im Druckbehälter durch diese Teilbetankung auf die Temperatur T_b1 erwärmt. Würde die Betankung nun fortgesetzt, so ist der Druckbehälter in der Regel nicht vollständig abgekühlt. In dem hier gezeigten Beispiel möchte der Fahrer eine zweite Betankung zu einem Zeitpunkt initiieren, in dem der Druckbehälter einen Druckbehälterinnendruck p_b2 und der Brennstoff eine Brennstofftemperatur T_b2 aufweist. Würde nun der Druckbehälter bis zum Betankungsenddruck p_e betankt, so würde sich im Inneren des Druckbehälters eine Temperatur T_b3 einstellen, die deutlich über die maximal zulässige Tanktemperatur T_G liegt. Eine solche Betankung würde zu einer unzulässigen Überhitzung des Druckbehälters führen.
Die 3 zeigt schematisch den zeitlichen Verlauf der Brennstofftemperatur während der ersten vollständigen Betankung ohne Betankungsabbruch an einer Zapfsäule (z.B. durchgezogene Linie in 2). Zu Beginn der Betankung strömt der Brennstoff mit einer Temperatur T_Fw in den Druckbehälter ein, die deutlich über der Temperatur T_Fc des von der Tankstelle bereitgestellten Brennstoffs liegt. Dies liegt daran, dass die tankstellenseitigen und fahrzeugseitigen Zuleitungen zum mindestens einen Druckbehälter in der Regel nicht gekühlt sind. Somit wird der tankstellenseitig auf eine Temperatur T_Fc temperierte Brennstoff auf dem Weg zum Druckbehälter zumindest teilweise erwärmt. Allmählich kühlen diese Zuleitungen während der Betankung ab. Somit verringert sich die Temperatur TF des einströmenden Brennstoffs allmählich bis die Temperatur TF im Wesentlichen der Temperatur T_Fc des Brennstoffs der Tankstelle entspricht. Zum Zeitpunkt t_a1 wird hier die erste Betankung abgeschlossen, sobald der Betankungsenddruck p_e erreicht ist. Durch die aufgewärmten Zuleitungen wird eine zusätzliche Wärmemenge in den Druckbehälter eingebracht, die in der 3 durch die schraffierte Fläche repräsentiert wird.
Die 4 zeigt schematisch den zeitlichen Verlauf der Brennstofftemperatur TF während zweier aufeinanderfolgenden Betankungen, die an zwei unterschiedlichen Zapfsäulen erfolgen. Die erste Betankung an der ersten Zapfsäule beginnt wieder zum Zeitpunkt t_a0 . Bis zum Zeitpunkt t_a0 ' wird der Brennstoff mit einer Temperatur TF eingebracht, die höher ist als die Temperatur T_Fc des tankstellenseitig temperierten Brennstoffs. Es wird somit eine zusätzliche Wärmemenge im Vergleich zur ideal kalten Betankung eingebracht, die hier durch die schraffierte Fläche dargestellt ist. Zum Zeitpunkt t_b1 wird die Betankung unterbrochen. Dabei kann sich im Druckbehälter beispielsweise der Druck P_b1 und die Temperatur T_b1 (vgl. 2) einstellen.
Falls nun die Betankung an einer anderen Zapfsäule fortgesetzt würde, so müsste wiederum diese Zuleitung der anderen Zapfsäule und zumindest teilweise die Zuleitung vom Druckbehälter abgekühlt werden. Mit Beginn der zweiten Betankung ab dem Zeitpunkt tb2 würde also eine weitere, zusätzliche Wärmemenge eingebracht (zweite schraffierte Fläche), die bei einer einzigen vollständigen Betankung ohne Unterbrechung (vgl. 3) nicht eingebracht würde. Falls nun wiederum bis zum Betankungsenddruck p_e betankt würde, so würde sich aufgrund der zweiten zusätzlichen Wärmemenge eine zu hohe Brennstofftemperatur (z.B. T_b3 in 2) im Druckbehälter ergeben. Gemäß der hier offenbarten Technologie wird zum Zeitpunkt t_b2 der Temperaturdifferenzwert bestimmt, z.B. indem die Differenz zwischen der Tanktemperatur T_b2 zum Zeitpunkt t_b2 und der Umgebungstemperatur ermittelt wird. Vorliegend ist diese Temperaturdifferenz größer als der Temperaturdifferenzgrenzwert TDgrenz, der hier beispielsweise 10 °C betragen kann. Folglich würde hier die zweite Betankung unterbunden und ein entsprechender Hinweis an den Fahrer ausgegeben. Der Fahrer kann mit dem Brennstoff aus der ersten Betankung das Kraftfahrzeug weiter nutzen, wodurch sich der Drucktank abkühlt. Das Kraftfahrzeug ermittelt dann hier während der Fahrt weiterhin den Temperaturdifferenzwert TDist. Sobald der Temperaturdifferenzwert kleiner ist als der Temperaturdifferenzgrenzwert TDgrenz, wird ein entsprechender Hinweis ausgegeben. Gleichsam kann dies prädiktiv erfolgen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug bzw. die Steuerung bestimmt, ob der Temperaturdifferenzwert kleiner sein wird als der Temperaturdifferenzgrenzwert TDgrenz falls eine Tankstelle in der Fahrzeugumgebung angefahren wird.
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.

Claims

Verfahren zur Erteilung einer Betankungsfreigabe eines Kraftfahrzeugs, umfassend die Schritte: - Erfassen eines Tanktemperaturwertes (Tist), der indikativ ist für die aktuelle Temperatur von mindestens einem Druckbehälter des Kraftfahrzeugs und/oder vom im mindestens einen Druckbehälter gespeicherten Brennstoff; - Bestimmen eines Temperaturdifferenzwertes (TDist), der indikativ ist für die aktuelle Differenz zwischen dem Tanktemperaturwert (Tist) und einem Umgebungstemperaturwert, der indikativ für die Umgebungstemperatur ist; und - Freigeben einer Tankklappe, wobei die Tankklappe vom Kraftfahrzeug zur Betankung nur freigegeben wird, falls der Temperaturdifferenzwert (TDist) kleiner ist als ein Temperaturdifferenzgrenzwert (TDgrenz).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Temperaturdifferenzgrenzwert (TDgrenz) so gewählt ist, dass bei einer Betankung unter Berücksichtigung des Umgebungstemperaturwertes der maximal zulässige Tanktemperaturwert (T_G) nicht erreicht wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Temperaturdifferenzgrenzwert (TDgrenz) indikativ ist für eine maximale Temperaturdifferenz von maximal 20 °C oder von maximal 10 °C.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend den Schritt, wonach ein Hinweis ausgegeben wird, falls der Temperaturdifferenzwert (TDist) nicht kleiner ist als der Temperaturdifferenzgrenzwert (TDgrenz).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Temperaturdifferenzgrenzwert (TDgrenz) mit der Umgebungstemperatur variiert.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend den Schritt, wonach ein Hinweis ausgegeben wird, falls der Temperaturdifferenzwert (TDist) wieder kleiner ist als der Temperaturdifferenzgrenzwert (TDgrenz).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei nach erfolgter Betankung eine Fahrbereitschaft des Kraftfahrzeuges nur erteilt wird, falls die Tankklappe nach der Betankung wieder in den nicht freigegebenen Zustand überführt wurde.
Verfahren zur Betankung eines Kraftfahrzeugs, umfassend die Schritte: - Freigeben einer Tankklappe durch Erteilung einer Betankungsfreigabe nach einem der vorherigen Ansprüche; und - Betanken des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung des Umgebungstemperaturwertes.
Kraftfahrzeug mit einem Druckbehältersystem, umfassend: - mindestens einen Druckbehälter; - mindestens eine Tankklappe; und - mindestens ein Steuergerät: wobei das Steuergerät eingerichtet ist, einen Tanktemperaturwert (Tist) zu erfassen, der indikativ ist für die aktuelle Temperatur vom mindestens einen Druckbehälter und/oder vom im mindestens einen Druckbehälter gespeicherten Brennstoff; wobei das Steuergerät eingerichtet ist, einen Temperaturdifferenzwert (TDist) zu bestimmen, der indikativ ist für die aktuelle Differenz zwischen dem Temperaturwert (Tist) und einem Umgebungstemperaturwert, der indikativ für die Umgebungstemperatur ist; und wobei das Steuergerät die Tankklappe vom Kraftfahrzeug zur Betankung nur freigibt, falls der Temperaturdifferenzwert (TDist) kleiner ist als ein Temperaturdifferenzgrenzwert (TDgrenz).