DE102018207768A1

DE102018207768A1 - Verfahren zur Bereitstellung von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug sowie ein zugehöriges Versorgerfahrzeug

Info

Publication number: DE102018207768A1
Application number: DE102018207768.1A
Authority: DE
Inventors: David Alexander Badouin; Klaus Schmiedhofer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-05-17
Filing date: 2018-05-17
Publication date: 2019-11-21

Abstract

Verfahren zur Bereitstellung von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug (9), wobei ein Versorgerfahrzeug (1) und eine dem Versorgerfahrzeug (1) zugeordnete Transporteinrichtung (27, 32) vorgesehen ist, wobei das Kraftfahrzeug (9) für einen Transport mit der Transporteinrichtung (27, 32) verbunden wird und ein elektrischer Energiespeicher (8) des Kraftfahrzeugs (9) durch einen von einem Verbrennungsmotor (2) des Versorgerfahrzeugs (1) angetriebenen Generator (4) geladen wird, wobei zum Laden des Kraftfahrzeugs (9) temporär eine Lastpunkterhöhung des Verbrennungsmotors (2) eingestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug, wobei ein Versorgerfahrzeug und eine dem Versorgerfahrzeug zugeordnete Transporteinrichtung vorgesehen ist, wobei das Kraftfahrzeug für einen Transport mit der Transporteinrichtung verbunden wird und ein elektrischer Energiespeicher des Kraftfahrzeugs durch einen von einem Verbrennungsmotor des Versorgerfahrzeugs angetriebenen Generator geladen wird.
Elektrofahrzeuge gewinnen heute zunehmend an Bedeutung. Die für den Antrieb von Elektrofahrzeugen benötigte Energie wird in elektrischen Energiespeichern gespeichert, die durch eine elektrische Maschine in mechanische Energie umgewandelt wird, mit der das Elektrofahrzeug angetrieben wird. Ein zentrales Problem bei Elektrofahrzeugen ist die vergleichsweise geringe Reichweite des Fahrzeugs aufgrund der begrenzten Kapazität von elektrischen Energiespeichern. So ergibt sich insbesondere bei längeren Fahrten die Notwendigkeit, Zwischenstopps zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers einzulegen.
In DE 10 2016 211 210 A1 ist ein Verfahren angegeben, bei dem elektrische Energie von einem Versorgerfahrzeug an ein Verbraucherfahrzeug übertragen wird. Dazu generiert das Verbraucherfahrzeuge eine Bedarfsmeldung, woraufhin ein Versorgerfahrzeug an einem vorgegebenen Ort auf das Verbraucherfahrzeug trifft. Die Energieübertragung erfolgt anschließend, während das Versorgerfahrzeug das Verbraucherfahrzeug abschleppt. Die zu übertragende Energie wird dabei von einem Generator des Versorgerfahrzeugs, der mit einem Verbrennungsmotor des Versorgerfahrzeugs gekoppelt ist, erzeugt und dem Verbraucherfahrzeug bereitgestellt. Die Fahrt muss mithin währen des Ladevorgangs nicht unterbrochen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Verfahren zur Breitstellung von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei zum Laden des Kraftfahrzeugs temporär eine Lastpunkterhöhung des Verbrennungsmotors eingestellt wird.
Durch die temporäre Erhöhung des Lastpunkts des Verbrennungsmotors ergibt sich der Vorteil, dass beim Aufladen des Kraftfahrzeugs nicht zwingend eine Reduzierung der vom Verbrennungsmotor für das Versorgerfahrzeug zur Verfügung gestellten Energie eintritt. So kann insbesondere der durch die Lastpunktverschiebung erzeugte Überschuss an Energie zweckmäßigerweise in etwa der Energiemenge entsprechen, die momentan zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs genutzt wird, wodurch die für den Antrieb des Versorgerfahrzeugs durch den Verbrennungsmotor bereitgestellte Energiemenge unabhängig davon ist, ob das Versorgerfahrzeug das Kraftfahrzeug auflädt oder nicht. Für einen Nutzer ergibt sich mithin kein merklicher Unterschied bezüglich des Fahr- beziehungsweise Beschleunigungsverhaltens des Versorgerfahrzeugs, insbesondere im Hinblick auf die Beschleunigungsleistung.
Das Versorgerfahrzeug kann ein Hybridfahrzeug mit insbesondere seriellem oder parallelem Antrieb sein. Bei dem parallelen Hybridantrieb ist vorgesehen, dass ein Moment des Verbrennungsmotors und/oder ein Moment der elektrischen Maschine mechanisch auf die Räder übertragen werden. Mithin setzt sich das gesamte Moment, mit dem das Versorgerfahrzeug angetrieben wird aus dem Moment des Verbrennungsmotors und/oder dem Moment der elektrischen Maschine zusammen. Beim seriellen Hybridantrieb dagegen ist vorgesehen, dass nur das Moment der elektrischen Maschine auf die Räder mechanisch übertragen wird. Der Verbrennungsmotor treibt in diesem Fall einen weiteren Generator des Versorgerfahrzeugs an, der wiederum einen elektrischen Energiespeicher des Versorgerfahrzeugs auflädt, aus dem die elektrische Maschine die zum Antrieb des Versorgerfahrzeugs benötigte Energie bezieht.
Die temporäre Lastpunkterhöhung kann dadurch erfolgen, dass die dem Verbrennungsmotor zugeführte Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit temporär erhöht wird, wodurch mithin die von dem Verbrennungsmotor momentan bereitgestellte Energie erhöht wird.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann zudem vorgesehen sein, dass die Lastpunkterhöhung des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit wenigstens einer erfassten Betriebsinformation des Kraftfahrzeugs und/oder des Versorgerfahrzeugs erfolgt. Dadurch wird beim erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht, dass die Lastpunkterhöhung in Abhängigkeit der aktuellen Situation optimal eingestellt wird.
Eine zweckmäßige Weiterbildung hiervon kann sein, dass die Betriebsinformation den Ladezustand des Kraftfahrzeugs und/oder den Ladezustand des Versorgerfahrzeugs und/oder eine vorgegebene Fahrtroute und/oder einen gewünschten Ladezustand des Kraftfahrzeugs und/oder den Fahrbetrieb des Versorgerfahrzeugs betrifft.
Insbesondere anhand des Ladezustands des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs und der vorgegebenen Fahrtroute kann ermittelt werden, welche Energiemenge pro Zeiteinheit vom Versorgerfahrzeug an das Kraftfahrzeug übertragen werden muss, so dass das Kraftfahrzeug bis zum gewünschten Zielort voll aufgeladen ist. Die Lastpunkterhöhung kann zweckmäßigerweise in Abhängigkeit davon erfolgen. Alternativ dazu ist auch denkbar, dass das Kraftfahrzeug auf diese Art und Weise nicht komplett, sondern nur bis zu einem gewünschten Ladezustand geladen wird. Beispielsweise ist der gewünschte Ladezustand derjenige, bei dem die in dem elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs gespeicherte Energie dafür ausreicht, um nach dem Aufladen mit dem Kraftfahrzeug noch bis zu einem gewünschten Zielort fahren zu können.
Alternativ oder zusätzlich kann die Betriebsinformation neben der vorgegebenen Fahrtroute den Ladezustand des elektrischen Energiespeichers des Versorgerfahrzeugs und/oder einen Kraftstofffüllstand des Versorgerfahrzeugs betreffen. In diesem Fall kann die Lastpunkterhöhung beispielsweise niedriger eingestellt werden, wenn das Versorgerfahrzeug einen niedrigen Kraftstofffüllstand aufweist und der Kraftstoff gegebenenfalls noch während der Fahrt zu Ende gehen könnte. Vor diesem Hintergrund kann die Lastpunkterhöhung zusätzlich unter Verwendung von Positionsdaten von Tankstellen entlang der vorgegebenen Fahrtroute eingestellt werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist außerdem denkbar, dass die Betriebsinformation die für den Antrieb des Versorgerfahrzeugs momentan benötigte Energie betrifft. Beispielsweise kann es bei einer Bergfahrt zweckmäßig sein, wenn der Lastpunkt noch weiter erhöht wird. Die dadurch zusätzlich vom Verbrennungsmotor momentan bereitgestellte Energie kann, insbesondere beim parallelen Hybridantrieb, nicht nur zum Laden des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs, sondern zudem zum Antrieb des Versorgerfahrzeugs genutzt werden. Dementsprechend ist denkbar, dass bei einer Talfahrt der Lastpunkt entsprechend weniger erhöht bzw. gesenkt wird.
Vorteilhafterweise kann eine das Kraftfahrzeug betreffende Betriebsinformation über eine Kommunikationseinrichtung vom Kraftfahrzeug an das Versorgerfahrzeug übertragen werden. Dabei ist denkbar, dass die Kommunikation über ein Kabel oder per Funk von dem Kraftfahrzeug an das Versorgerfahrzeug erfolgt. Zur Steigerung des Bedienkomforts kann die das Kraftfahrzeug betreffende Betriebsinformation automatisch vom Kraftfahrzeug an das Versorgerfahrzeug übertragen werden, wodurch eine manuelle Eingabe der Betriebsinformation durch den Nutzer obsolet wird. Besonders zweckmäßig kann zudem sein, dass die das Kraftfahrzeug betreffende Betriebsinformation während des Ladens bzw. des Transports laufend aktualisiert wird.
Dadurch kann die Lastpunkterhöhung zu jedem Zeitpunkt optimal eingestellt werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass die zum Laden vorgesehene elektrische Energie vom Versorgerfahrzeug zum Kraftfahrzeug über eine Übertragungseinrichtung durch elektromagnetische Induktion oder durch ein zu einer Übertragungseinrichtung gehörendes Ladekabel übertragen wird.
Die Energieübertragung vom Versorgerfahrzeug zum Kraftfahrzeug kann mithin entweder über das Ladekabel erfolgen, das an eine als Steckdose beziehungsweise Ladebuchse ausgebildete Übertragungseinrichtung des Versorgerfahrzeugs und eine Steckdose des Kraftfahrzeugs angeschlossen wird. Gleichwohl ist denkbar, dass das Ladekabel mit dem Versorgerfahrzeug fest verbunden ist und nur kraftfahrzeugseitig angeschlossen werden muss.
Alternativ kann die Energieübertragung induktiv erfolgen. Dazu kann eine als Primärspule ausgebildete Übertragungseinrichtung des Versorgerfahrzeugs die Energie berührungslos an eine Sekundärspule des Kraftfahrzeugs übertragen. Die Effektivität der Übertragung hängt in diesem Fall von der relativen Position der Sekundärspule zu der Sekundärspule ab, wobei die Lastpunktverschiebung in Abhängigkeit der Effektivität der Übertragung erfolgen kann. Um die Effektivität zu maximieren, kann die Positionierung der Sekundärspule beziehungsweise des Kraftfahrzeugs unter Verwendung sensorisch erfasster Positionsdaten erfolgen. Die Positionierung kann durch eine Ansteuerung einer an die Transporteinrichtung angeordneten Positionierungseinrichtung, über die das Kraftfahrzeug relativ zur Transporteinrichtung bewegt wird, erfolgen. Die Ansteuerung der Positionierungseinrichtung kann insbesondere manuell durch den Nutzer oder automatisiert erfolgen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass der Ladevorgang und/oder die Lastpunkterhöhung in Abhängigkeit einer erfassten Anschlussinformation automatisch oder bei Vorliegen einer Bedienhandlung eines Nutzers gestartet wird, wobei die Anschlussinformation eine ein Laden ermöglichende Kopplung des Kraftfahrzeugs mit dem Versorgerfahrzeug beschreibt.
Die Erfassung der Anschlussinformation kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Anstecken des Ladekabels sensorisch erfasst wird. Im Falle einer induktiven Energieübertragung kann die das Laden ermöglichende Kopplung des Kraftfahrzeugs mit dem Versorgerfahrzeug durch die sensorische Erfassung geeigneter physikalischer Größen erfolgen. Diese Größen können insbesondere die elektrische Stromstärke und/oder die magnetische Feldstärke der Primärspule betreffen, da diese Größen von der Anwesenheit beziehungsweise der Position der Sekundärspule relativ zur Primärspule abhängen.
Es ist denkbar, dass der Ladevorgang und/oder die Lastpunkterhöhung im Fall einer entsprechenden Detektion automatisch startet. Alternativ kann dazu noch eine Bedienhandlung des Nutzers nötig sein. Dies kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn der Transport und mithin das Laden erst zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen soll.
Zweckmäßigerweise kann der Ladevorgang durch den Nutzer über eine Bedieneinheit des Versorgerfahrzeugs gestartet und/oder beendet und/oder gesteuert werden. Die Bedieneinheit kann als eine im Fahrzeuginsassenraum des Versorgerfahrzeugs angeordnete Bedienkonsole oder als Touchscreen ausgebildet sein. Insbesondere ist auch denkbar, dass der Nutzer über die Bedieneinheit Einfluss auf die Lastpunkterhöhung nehmen kann. So kann er beispielsweise den Lastpunkt weiter anheben, wenn er beispielsweise mehr Leistung für den Antrieb des Versorgerfahrzeugs möchte. Außerdem kann die Betriebsinformation, sofern für die Übertragung keine Kommunikationseinrichtung vorgesehen ist, insbesondere vor Beginn des Transports über die Bedieneinheit manuell durch den Nutzer eingegeben werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass der Generator zum Laden über eine Kopplungseinrichtung des Versorgerfahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor oder einer Komponente eines Antriebsstrangs des Versorgerfahrzeugs gekoppelt wird. Unter dem Antriebsstrang werden sämtliche Komponenten verstanden, über die die mechanische Übertragung des Antriebsmoments einer Antriebsmaschine, insbesondere des Verbrennungsmotors oder der elektrischen Maschine, auf die Räder des Versorgerfahrzeugs erfolgt. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Kopplungseinrichtung den Generator mit einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors koppelt. Daraus ergibt sich vorteilhaft die Möglichkeit, dass der Generator mit dem Verbrennungsmotor nur während des Ladevorgangs des Kraftfahrezugs gekoppelt ist. Ansonsten, insbesondere bei Leerfahrten des Versorgerfahrzeugs, wird der Generator von dem Verbrennungsmotor entkoppelt, sofern die durch den Generator erzeugte elektrische Energie nicht für weitere Zwecke wie beispielsweise einer Einspeisung von Energie in das Bordnetz des Versorgerfahrezugs oder dem Aufladen des elektrischen Energiespeichers des Versorgerfahrezeugs genutzt werden soll. Zudem ist denkbar, dass zwischen dem Generator und dem Verbrennungsmotor bzw. der Komponente des Antriebsstrangs ein Getriebe geschaltet ist, das die Drehzahl der mit dem Generator gekoppelten Komponente auf die Drehzahl des Generators übersetzt.
Die Erfindung betrifft zudem ein Versorgerfahrzeug umfassend einen Verbrennungsmotor und eine Steuerungseinrichtung, wobei eine dem Versorgerfahrzeug zugeordnete und für den Transport eines Kraftfahrzeugs eingerichtete Transporteinrichtung vorgesehen ist, mit der das Kraftfahrzeug für einen Transport verbindbar ist, wobei ein elektrischer Energiespeicher des Kraftfahrzeugs durch einen von dem Verbrennungsmotor des Versorgerfahrzeugs angetriebenen Generator ladbar ist, wobei die Steuerungseinrichtung des Versorgerfahrzeugs dazu eingerichtet ist, temporär eine Lastpunkterhöhung des Verbrennungsmotors zum Laden des Kraftfahrzeugs einzustellen. Das Versorgerfahrzeug kann insbesondere ein Abschleppfahrzeug sein.
Für das erfindungsgemäße Versorgerfahrzeug kann vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, wenigstens eine erfasste Betriebsinformation des Kraftfahrzeugs und/oder des Versorgerfahrzeugs auszuwerten und in Abhängigkeit der Betriebsinformation die Lastpunkterhöhung des Verbrennungsmotors zu steuern. Die Betriebsinformation des Versorgerfahrzeugs kann mitunter durch wenigstens einen mit der Steuerungseinrichtung verbundenen Sensor erfasst werden.
Als eine Weiterbildung hiervon kann die Betriebsinformation den Ladezustand des Kraftfahrzeugs und/oder den Ladezustand des Versorgerfahrzeugs und/oder eine vorgegebenen Fahrtroute und/oder einen gewünschten Ladezustand des Kraftfahrzeugs und/oder den Fahrbetrieb des Versorgerfahrzeugs betreffen.
Es kann zudem vorgesehen sein, dass eine Empfangseinrichtung des Versorgerfahrzeugs zum Empfangen einer das Kraftfahrzeug betreffenden Betriebsinformation vorgesehen ist. Die Empfangseinrichtung kann ein Funksensor einer Kommunikationseinrichtung sein, über den ein Signal von insbesondere einer Sendeeinrichtung des Kraftfahrzeugs erfassbar ist. Für die Kommunikationseinrichtung des Versorgerfahrzeugs ist zudem denkbar, dass Informationen bidirektional mit einer entsprechenden Kommunikationseinrichtung des Kraftfahrzeugs ausgetauscht werden können.
Für ein erfindungsgemäßes Versorgerfahrzeug kann eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung der zum Laden vorgesehenen elektrischen Energie vom Versorgerfahrzeug zum Kraftfahrzeug durch elektromagnetische Induktion oder durch ein zu der Übertragungseinrichtung gehörendes Ladekabel vorgesehen sein.
Das Versorgerfahrzeug sowie das Kraftfahrzeug können dazu zweckmäßigerweise jeweils eine Steckdose aufweisen, in die das Ladekabel eingesteckt werden kann. Durch das Ladekabel kann eine elektrische Verbindung des Generators des Versorgerfahrzeugs mit dem elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung weiterer Spannungswandler oder dergleichen, realisiert werden.
Alternativ dazu kann das Versorgerfahrzeug eine Primärspule umfassen, über die Energie drahtlos an eine Sekundärspule des zu ladenden Kraftfahrzeugs übertragbar ist. In diesem Fall kann die Primärspule an einer Außenseite des Versorgerfahrzeugs angeordnet sein, die während des Transports der Sekundärspule des Kraftfahrzeugs zugewandt ist, wobei die Sekundärspule insbesondere im Bereich eines Unterbodens des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
Die Primärspule kann stattdessen an der Transporteinrichtung angeordnet sein. In diesem Fall kann die Primärspule über weitere geeignete elektrische Verbindungsmittel, insbesondere weiterer lösbarer Kabel, mit dem Generator des Versorgerfahrzeugs verbunden werden.
Zudem kann für ein erfindungsgemäßes Versorgerfahrzeug vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, eine erfasste Anschlussinformation auszuwerten und in Abhängigkeit davon den Ladevorgang und/oder die Lastpunkterhöhung automatisch oder bei Vorliegen einer Bedienhandlung eines Nutzers zu starten, wobei die Anschlussinformation eine ein Laden ermöglichende Kopplung des Kraftfahrzeugs mit dem Versorgerfahrzeug beschreibt.
Außerdem kann der Ladevorgang bei einem erfindungsgemäßen Versorgerfahrzeug durch den Nutzer über eine Bedieneinheit des Versorgerfahrzeugs startbar und/oder beendbar und/oder steuerbar ist. Die Bedieneinrichtung kann insbesondere im Fahrgastraum des Versorgerfahrzeugs angeordnet und als Bedienkonsole mit mehreren Drucktasten oder als Touchscreen ausgebildet sein.
Bei einem erfindungsgemäßen Versorgerfahrzeug kann zudem eine Kopplungseinrichtung zum Koppeln des Generators mit dem Verbrennungsmotor oder einer Komponente eines Antriebsstrangs des Versorgerfahrzeugs vorgesehen sein.
Die dem Versorgerfahrzeug zugeordnete Transporteinrichtung kann als ein Anhänger oder eine mit dem Versorgerfahrzeug fest verbundene oder verbindbare Vorrichtung ausgebildet sein.
Der Anhänger kann über eine Anhängerkupplung mit dem Versorgerfahrzeug verbindbar sein. Ferner kann der Anhänger dazu eingerichtet sein, das Kraftfahrzeug insbesondere unter Verwendung geeigneter Verbindungsmittel aufzunehmen. Der Generator des Versorgerfahrzeugs kann, wie bereits erläutert, mit dem elektrischen Energiespeicher über wenigstens ein Ladekabel elektrisch verbindbar sein, wobei gegebenenfalls zusätzlich Bauteile, insbesondere Steckdosen und elektrische Verbindungsmittel, des Anhängers zwischengeschaltet werden können.
Anstelle der elektrischen Verbindung per Ladekabel kann die Energieübertragung induktiv erfolgen, wobei die Primärspule in einer Ladefläche des Anhängers eingebettet ist. Die Sekundärspule des Kraftfahrzeugs befindet sich während des Ladens zweckmäßigerweise direkt über der Primärspule. Für die Primärspule im Anhänger kann vorgesehen sein, dass diese wiederum per Kabel mit dem Generator des Versorgerfahrzeugs verbindbar ist.
Die Transporteinrichtung kann zudem als eine Ladefläche mit entsprechenden Fixierungsmöglichkeiten für das Kraftfahrzeug ausgebildet sein. In diesem Fall und im Fall, dass die Transporteinrichtung ein Anhänger ist, kann vorgesehen sein, dass die Transporteinrichtung ein auf- und einklappbares Rampenelement aufweist, wobei das Kraftfahrzeug über das ausgeklappte Rampenelement auf die Transporteinrichtung fahren oder über eine Seilwinde des Versorgerfahrzeugs gezogen werden kann. Das Positionieren des Kraftfahrzeugs auf der Transporteinrichtung kann alternativ über einen Schwenkkran oder einer Hubbrille des Versorgerfahrzeugs oder des Anhängers eingerichtet sein.
Sämtliche Merkmale und Vorteile des Verfahrens können auf das erfindungsgemäße Versorgerfahrzeug übertragen werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den in dem Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigt schematisch:

1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Versorgerfahrzeugs zusammen mit einem Kraftfahrzeug zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines weiteren erfindungsgemäßen Versorgerfahrzeugs zusammen mit einem weiteren Kraftfahrzeug zur Durchführung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Versorgerfahrzeugs 1. Das Versorgerfahrzeug 1 ist ein Hybridfahrzeug und umfasst einen Verbrennungsmotor 2, der über einen Antriebsstrang 3 mit den Rädern 14 des Versorgerfahrzeugs 1 verbunden ist. Der Antriebsstrang 3 umfasst alle Komponenten, die nötig sind, um ein Moment des Verbrennungsmotors 2 sowie einer elektrischen Maschine 5 auf die Räder 14 des Versorgerfahrzeugs 1 zu übertragen. Weitere Komponenten des Antriebsstrangs 3 sind aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Die elektrische Maschine 5 wandelt elektrische Energie aus einem Energiespeicher 6 des Versorgerfahrzeugs 1 in mechanische Energie zum Antrieb des Versorgerfahrzeugs 1 um. Zudem erzeugt der Verbrennungsmotor 2 durch die Verbrennung von Kraftstoff ebenfalls mechanische Energie zum Antrieb des Versorgerfahrzeugs 1. Bei der vorliegenden Antriebstechnologie des Versorgerfahrzeugs 1 handelt es sich mithin um einen parallelen Hybridantrieb.
Ein Generator 4 ist mit dem Verbrennungsmotor 2 über eine als Abtriebswelle des Verbrennungsmotors 2 ausgebildete Komponente 7 des Antriebsstrangs 3 mechanisch gekoppelt, wobei der Generator 4 mechanische Energie des Verbrennungsmotors 2 in elektrische Energie umwandelt, mit der ein elektrischer Energiespeicher 8 eines Kraftfahrzeugs 9 geladen wird. Das Versorgerfahrzeug 1 umfasst zu diesem Zweck eine als Ladefläche ausgebildete Transporteinrichtung 32, wobei das Kraftfahrzeug 9 über Fixierungselemente 10 mit der Transporteinrichtung 32 beziehungsweise dem Versorgerfahrzeug 1 verbunden ist. Für das Versorgerfahrzeug 1 ist vorgesehen, dass der Ladevorgang während des Abschleppens des Kraftfahrzeugs 9 erfolgt.
Das Versorgerfahrzeug 1 umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung 11, die dazu eingerichtet ist, temporär eine Lastpunkterhöhung des Verbrennungsmotors 2 zum Laden des Kraftfahrzeugs 9 einzustellen. Dabei ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass die aufgrund der Lastpunkterhöhung zusätzlich bereitgestellte Energie zum Laden des elektrischen Energiespeichers 8 des Kraftfahrzeugs 9 genutzt werden kann. Dies bietet die Möglichkeit, dass insbesondere die zum Vortrieb des Versorgerfahrzeugs 1 bereitgestellte Energie des Verbrennungsmotors 2 während des Ladevorgangs des Kraftfahrzeugs 9 nicht reduziert ist.
Für einen Nutzer 12 bzw. Fahrer des Versorgerfahrzeugs 1 ergibt sich folglich in vorteilhafter Weise kein merklicher Unterschied bezüglich des Fahrverhaltens des Versorgerfahrzeugs 1 in Abhängigkeit davon, ob das Kraftfahrzeug 9 momentan geladen wird oder nicht. Dies betrifft insbesondere die für den Vortrieb des Verbrennungsmotors 2 des Versorgerfahrzeugs 1 bereitgestellte Energie bzw. Leistung. Zudem kann eine durch das Kraftfahrzeug 9 zurückzulegende Strecke während des Abschleppens durch das Versorgerfahrzeugs 1 fortgesetzt werden, wobei das Kraftfahrzeug 9 ohne zusätzliche Pause bzw. Zeitverlust währenddessen aufgeladen wird.
Die Steuerungseinsrichtung 11 ist dazu eingerichtet, die Lastpunkterhöhung des Verbrennungsmotors 2 in Abhängigkeit einer Betriebsinformation vorzunehmen. Die Betriebsinformation betrifft bevorzugt den Ladezustand des Kraftfahrzeugs 9 sowie z. B. eine durch eine Navigationseinrichtung 13 des Kraftfahrzeugs 9 vorgegebene Fahrtroute. Die Steuerungseinrichtung 11 wertet zu diesem Zweck die Betriebsinformation aus und ermittelt gestützt hierauf die aktuell optimale Lastpunkterhöhung des Verbrennungsmotors 11.
Dadurch wird insbesondere vermieden, dass die Lastpunkterhöhung unnötig hoch eingestellt wird und das Kraftfahrzeug 9 bereits vor Beendigung des Abschleppens voll aufgeladen ist. Eine unnötig hohe Lastpunkterhöhung würde sich nachteilhaft auf den Wirkungsgrad des Versorgerfahrzeugs 1 auswirken.
Die Steuerungseinsrichtung 11 ist ferner z. B. dazu eingerichtet, durch Sensoren zu erfassen, ob unter Berücksichtigung der vorgegebenen Fahrtroute der Ladezustand des Energiespeichers 6 oder der Kraftstofffüllstand des Versorgerfahrzeugs 1 nicht mehr ausreichend ist, um das Kraftfahrzeug 9 zur gewünschten Position abzuschleppen und dabei aufzuladen. In diesem Fall ermittelt die Steuerungseinrichtung 11 einen gewünschten Ladezustand des Kraftfahrzeugs 9, bis zu dem dieses während des Abschleppens durch das Versorgerfahrzeugs 1 aufgeladen wird. Der gewünschte Ladezustand wird dabei zweckmäßigerweise so gewählt, dass das Versorgerfahrzeugs 1 nach dem Abschleppen und Laden des Kraftfahrzeugs 9 noch genug Kraftstoff und/oder im elektrischen Energiespeicher 6 verbleibende Restenergie zur Verfügung hat, um zur nächsten Ladestation bzw. Tankstelle zu gelangen.
Die Steuerung der Lastpunkterhöhung des Verbrennungsmotors 2 durch die Steuerungseinrichtung 11 erfolgt außerdem beispielsweise unter Berücksichtigung des Fahrbetriebs des Versorgerfahrzeugs 1, insbesondere die momentan für den Antrieb des Versorgerfahrzeugs 1 benötigte Energie. Für den Fall, dass beispielsweise während einer Bergfahrt mehr Energie für den Antrieb des Versorgerfahrzeugs 1 benötigt wird, dann wird durch eine weitere Erhöhung des Lastpunkts noch mehr momentane Energie durch den Verbrennungsmotor 2 bereitgestellt, die zum Antrieb des Versorgerfahrzeugs 1 genutzt werden kann. Dementsprechend wird in dem Fall, dass weniger Energie zum Antrieb des Versorgerfahrzeugs 1 benötigt wird, die Lastpunkterhöhung entsprechend verringert.
Weiterhin ist vorgesehen, dass eine das Kraftfahrzeug 9 betreffende Betriebsinformation über eine Kommunikationseinrichtung 15 vom Kraftfahrzeug 9 an das Versorgerfahrzeug 1 übertragen wird. Die Kommunikationseinrichtung 15 umfasst seitens des Versorgerfahrzeugs 1 eine Empfangseinrichtung 16 und seitens des Kraftfahrzeugs 9 eine Sendeeinrichtung 17. Die Empfangseinrichtung 16 ist mit der Steuerungseinrichtung 11 verbunden, wobei die Auswertung der von der Empfangseinrichtung 16 empfangenen Informationen durch die Steuerungseinrichtung 11 erfolgt. Zudem ist die Kommunikationseinrichtung 15 eine Funkverbindung, kann jedoch alternativ auch als eine Kabelverbindung vorliegen und/oder einer bidirektionalen Kommunikation zwischen Versorgerfahrzeug 1 und Kraftfahrzeug 9 dienen.
Das Versorgerfahrzeugs 1 weist zur Übertragung der zum Laden vorgesehenen elektrischen Energie vom Generator 4 zum elektrischen Energiespeicher 8 eine als Steckdose ausgebildete Übertragungseinrichtung 18 auf. Die Energieübertragung erfolgt dabei durch ein Ladekabel 19, das die Stecker 20 und 21 aufweist, wobei der Stecker 20 in der Übertragungseinrichtung 18 und der Stecker 21 in einer als Steckdose ausgebildeten Übertragungseinrichtung 22 des Kraftfahrzeugs 9 aufgenommen ist.
Zudem ist die Steuerungseinrichtung 11 dazu eingerichtet, eine sensorisch erfasste Anschlussinformation auszuwerten und in Abhängigkeit davon den Ladevorgang und/oder die Lastpunkterhöhung bei Vorliegen einer Bedienhandlung des Nutzers 12 zu starten. Die Anschlussinformation gibt an, ob der zu ladende elektrischer Energiespeicher 8 über das Ladekabel 19 mit dem Generator 4 elektrisch verbunden ist. Zu diesem Zweck ist im Fahrgastraum des Versorgerfahrzeugs 1 eine z. B. als Touchscreen ausgebildete Bedieneinheit 23 vorgesehen, wobei die Bedienhandlung des Nutzers 12 vorliegt, wenn dieser das Touchscreen an einer vorgegebenen Stelle berührt. Zweckmäßigerweise führt der Nutzer 12 die Bedienhandlung zu Beginn des Abschleppens durch. Die Steuerungseinrichtung 11 ist mit der Bedieneinheit 23 verbunden und dazu eingerichtet, die Bedienhandlung auszuwerten.
Der Nutzer 12 kann zudem über weitere Bedienhandlungen an der Bedieneinheit 23 den Ladevorgang steuern. Er kann insbesondere für den Fall, dass zusätzlich Energie für den Antrieb des Versorgerfahrzeugs 1 benötigt wird, den Lastpunkt weiter erhöhen.
Zur Kopplung und Entkopplung des Generators 4 mit der als Abtriebswelle des Verbrennungsmotors 2 ausgebildete Komponente 7 des Antriebsstrangs 3 ist eine Kopplungseinrichtung 24 des Versorgerfahrzeugs 1 vorgesehen. Die Steuerungseinrichtung 11 ist dazu eingerichtet, die Kopplungseinrichtung 24 für den Fall, dass das Aufladen des elektrischen Energiespeicher 8 des Kraftfahrzeugs 9 nicht erfolgt, den Generator 4 vom Verbrennungsmotor 2 über einen elektromechanischen Aktor (nicht dargestellt) zu entkoppeln. Schließlich ist ein Getriebe 25 vorgesehen, das die Drehzahl der Komponente 7 auf die Drehzahl des Generator 4 übersetzt, wenn diese Bauteile über die Kopplungseinrichtung 24 aneinander gekoppelt sind.
Zusätzlich kann das Kraftfahrzeug 9 eine weitere Steuerungseinrichtung 26 aufweisen, die mit der Navigationseinrichtung 13 verbunden ist und dazu eingerichtet ist, den Ladezustand des elektrischen Energiespeicher 8 über einen Sensor zu erfassen und auszuwerten, wobei die weitere Steuerungseinrichtung 26 mit der Sendeeinrichtung 17 verbunden ist, so dass diese Informationen über die Kommunikationseinrichtung 15 an das Versorgerfahrzeugs 1 bzw. die Steuerungseinrichtung 11 übermittelt werden können.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Versorgerfahrzeugs 1. Gleiche Bauteile tragen der Einfachheit halber die gleichen Bezugszeichen wie im zuvor gezeigten Ausführungsbeispiel.
Die Transporteinrichtung 27 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Anhänger, der über eine Anhängerkupplung 28 an das Versorgerfahrzeugs 1 gekoppelt ist, ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 9 ist über Fixierungselemente 10 fest mit der Transporteinrichtung 27 verbunden.
Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen diesem Ausführungsbeispiel und dem zuvor gezeigten liegt darin, dass ein Ladekabel 19, umfassend die beiden Stecker 20, 21, eine als Steckdose ausgebildete Übertragungseinrichtung 18 des Versorgerfahrzeugs 1 mit einer Steckdose 29 der Transporteinrichtung 27 verbindet. Dadurch wird eine elektrische Verbindung zwischen einem Generator 4 und einer Primärspule 30 der Transporteinrichtung 27 hergestellt. Die Übertragung der Energie, mit der der elektrische Energiespeicher 8 aufgeladen wird, erfolgt induktiv von der Primärspule 30 zu einer Sekundärspule 31 des Kraftfahrzeugs 9. Die Primärspule 30 ist in der Ladefläche der Transporteinrichtung 27 eingebettet, wobei die Sekundärspule 31 im Unterboden des Kraftfahrzeugs 9 angeordnet ist. Über die weitere Steuerungseinrichtung 26 des Kraftfahrzeugs 9 wird sensorisch die Position der Sekundärspule 31 relativ zur Primärspule 30 erfasst, wobei unter Verwendung dieser Information die Positionierung des Kraftfahrzeugs 9 bzw. der Sekundärspule 31 bezüglich einer möglichst effizienten Energieübertragung von der Primärspule 30 zur Sekundärspule 31 erfolgt. Diese Positionierung kann entweder manuell durch den Nutzer 12 oder automatisch erfolgen.
Alternativ dazu ist auch denkbar, dass die Transporteinrichtung 32 wie im ersten Ausführungsbeispiel als Ladefläche ausgebildet ist, wobei die Übertragungseinrichtung 18 des Versorgerfahrzeugs 1 als in der Transporteinrichtung 32 eingebettete Primärspule ausgebildet ist und die Energieübertragung vom Versorgerfahrzeug 1 zum Kraftfahrzeug 9 mithin induktiv über eine Sekundärspule im Unterboden des Kraftfahrzeugs 9 erfolgt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016211210 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Bereitstellung von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug (9), wobei ein Versorgerfahrzeug (1) und eine dem Versorgerfahrzeug (1) zugeordnete Transporteinrichtung (27, 32) vorgesehen ist, wobei das Kraftfahrzeug (9) für einen Transport mit der Transporteinrichtung (27, 32) verbunden wird und ein elektrischer Energiespeicher (8) des Kraftfahrzeugs (9) durch einen von einem Verbrennungsmotor (2) des Versorgerfahrzeugs (1) angetriebenen Generator (4) geladen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Laden des Kraftfahrzeugs (9) temporär eine Lastpunkterhöhung des Verbrennungsmotors (2) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastpunkterhöhung des Verbrennungsmotors (2) in Abhängigkeit wenigstens einer erfassten Betriebsinformation des Kraftfahrzeugs (9) und/oder des Versorgerfahrzeugs (1) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsinformation den Ladezustand des Kraftfahrzeugs (9) und/oder den Ladezustand des Versorgerfahrzeugs (1) und/oder eine vorgegebene Fahrtroute und/oder einen gewünschten Ladezustand des Kraftfahrzeugs (9) und/oder den Fahrbetrieb des Versorgerfahrzeugs (1) betrifft.
Verfahren nach Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Kraftfahrzeug (9) betreffende Betriebsinformation über eine Kommunikationseinrichtung (15) vom Kraftfahrzeug (9) an das Versorgerfahrzeug (1) übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Laden vorgesehene elektrische Energie vom Versorgerfahrzeug (1) zum Kraftfahrzeug (9) über eine Übertragungseinrichtung (18) durch elektromagnetische Induktion oder durch ein zu einer Übertragungseinrichtung (18) gehörendes Ladekabel (19) übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladevorgang und/oder die Lastpunkterhöhung in Abhängigkeit einer erfassten Anschlussinformation automatisch oder bei Vorliegen einer Bedienhandlung eines Nutzers (12) gestartet wird, wobei die Anschlussinformation eine ein Laden ermöglichende Kopplung des Kraftfahrzeugs (9) mit dem Versorgerfahrzeug (1) beschreibt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladevorgang durch den Nutzer (12) über eine Bedieneinheit (23) des Versorgerfahrzeugs (1) gestartet und/oder beendet und/oder gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (4) zum Laden über eine Kopplungseinrichtung (24) des Versorgerfahrzeugs (1) mit dem Verbrennungsmotor (2) oder einer Komponente (7) eines Antriebsstrangs (3) des Versorgerfahrzeugs (1) gekoppelt wird.
Versorgerfahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor (2) und eine Steuerungseinrichtung (11), wobei eine dem Versorgerfahrzeug (1) zugeordnete und für den Transport eines Kraftfahrzeugs (9) eingerichtete Transporteinrichtung (27, 32) vorgesehen ist, mit der das Kraftfahrzeug (9) für einen Transport verbindbar ist, wobei ein elektrischer Energiespeicher (8) des Kraftfahrzeugs (9) durch einen von dem Verbrennungsmotor (2) des Versorgerfahrzeugs (1) angetriebenen Generator (4) ladbar ist, wobei die Steuerungseinrichtung (11) des Versorgerfahrzeugs (1) dazu eingerichtet ist, temporär eine Lastpunkterhöhung des Verbrennungsmotors (2) zum Laden des Kraftfahrzeugs (9) einzustellen.
Versorgerfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (11) dazu eingerichtet ist, wenigstens eine erfasste Betriebsinformation des Kraftfahrzeugs (9) und/oder des Versorgerfahrzeugs (1) auszuwerten und in Abhängigkeit der Betriebsinformation die Lastpunkterhöhung des Verbrennungsmotors (2) zu steuern.
Versorgerfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsinformation den Ladezustand des Kraftfahrzeugs (9) und/oder den Ladezustand des Versorgerfahrzeugs (1) und/oder eine vorgegebenen Fahrtroute und/oder einen gewünschten Ladezustand des Kraftfahrzeugs (9) und/oder den Fahrbetrieb des Versorgerfahrzeugs (1) betrifft.
Versorgerfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Empfangseinrichtung (16) zum Empfangen einer das Kraftfahrzeug (9) betreffenden Betriebsinformation vorgesehen ist.
Versorgerfahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Übertragungseinrichtung (18) zur Übertragung der zum Laden vorgesehenen elektrischen Energie vom Versorgerfahrzeug (1) zum Kraftfahrzeug (9) durch elektromagnetische Induktion oder durch ein zu der Übertragungseinrichtung (18) gehörendes Ladekabel (19) vorgesehen ist.
Versorgerfahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (11) dazu eingerichtet ist, eine erfasste Anschlussinformation auszuwerten und in Abhängigkeit davon den Ladevorgang und/oder die Lastpunkterhöhung automatisch oder bei Vorliegen einer Bedienhandlung eines Nutzers (12) zu starten, wobei die Anschlussinformation eine ein Laden ermöglichende Kopplung des Kraftfahrzeugs (9) mit dem Versorgerfahrzeug (1) beschreibt.
Versorgerfahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladevorgang durch den oder einen Nutzer (12) über eine Bedieneinheit (23) des Versorgerfahrzeugs (1) startbar und/oder beendbar und/oder steuerbar ist.
Versorgerfahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopplungseinrichtung (24) zum Koppeln des Generators (4) mit dem Verbrennungsmotor (2) oder einer Komponente (7) eines Antriebsstrangs (3) des Versorgerfahrzeugs (1) vorgesehen ist.
Versorgerfahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (27, 32) als ein Anhänger oder einer mit dem Versorgerfahrzeug (1) fest verbundene oder verbindbare Vorrichtung ausgebildet ist.