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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage oder Maschine, die einen Energieträger wie Kraftstoff und/oder Strom verbraucht. Es kann sich bei der Anlage/Maschine insbesondere um ein Fahrzeug wie ein Kraftfahrzeug oder ein andersartiges Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug handeln.
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Technischer Hintergrund
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In Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren werden in (Unter)Steuergeräten einzelner Fahrzeugkomponenten, die einen Bezug zum Verbrennungsvorgang oder der Abgasnachbehandlung haben, meist aktuelle Daten über den verwendeten Kraftstoff benötigt. Diese Daten enthalten beispielsweise Angaben über physikalische und chemische Eigenschaften des Kraftstoffs, die den Verbrennungsvorgang oder die Abgasnachbehandlung beeinflussen und zur Anpassung der Ansteuerung der betreffenden Komponenten an den aktuell verwendeten Kraftstoff genutzt werden.
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Zu diesem Zweck werden im Stand der Technik für die benötigten Kraftstoffeigenschaften in der Regel Standardwerte verwendet, die im jeweiligen Untersteuergerät des Fahrzeugs abgespeichert sind und die jedes Untersteuergerät bei seinem Betrieb auf Basis von Sensorrückmeldungen, wie beispielsweise auf einer Drehmomenterfassung zur Korrektur des Standardwerts der volumetrischen Energiedichte des Kraftstoffs, zur Ansteuerung der zugehörigen Komponente, etwa eines Einspritzventils, anpasst.
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Jedes Untersteuergerät des Fahrzeugs muss dabei mit seiner eigenen, für die zugehörige Fahrzeugkomponente ausgelegten Anpassungsfunktion auf aktuelle Kraftstoffparameter ausgerüstet sein. Dies und die Ermittlung korrekter aktueller Kraftstoffparameter erfordert die Einbindung von entsprechenden zusätzlichen Mess- und Regelungssignalen sowie hierfür erforderlicher Rechenleistung an Bord des Fahrzeugs. Damit steigen wiederum auch der Stromverbrauch und der Zeitverlust bei seinem Betrieb. Denn die genannte Ableitung des jeweils korrekten Kraftstoffparameters in einem (Unter)Steuergerät ist stets mit einem zeitlichen Verlust in der Anpassung auf die jeweiligen Kraftstoffparameter verbunden. Dieser zeitliche Verlust kann insbesondere nach einer Betankung des Fahrzeugs durch nicht aktuelle Kraftstoffparameter zu Mehrverbrauch und gegebenenfalls auch zu erhöhten Emissionen führen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives oder verbessertes Verfahren und System zum Betreiben einer Anlage oder Maschine, insbesondere eines Fahrzeugs, die einen Energieträger wie Kraftstoff oder Strom verbraucht, bereitzustellen. Die Erfindung richtet sich dabei insbesondere auf die Anpassung der Ansteuerung einzelner Komponenten der Anlage/Maschine auf jeweils aktuelle Eigenschaften des verwendeten Energieträgers.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch eine entsprechende Anlage oder Maschine und ein entsprechend ausgebildetes und eingerichtetes System gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Alle in den Ansprüchen und der Beschreibung für das Verfahren genannten weiterführenden Merkmale und Wirkungen gelten auch in Bezug auf die Anlage oder Maschine sowie das System, wie auch umgekehrt.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage oder Maschine vorgesehen, die einen Energieträger wie Kraftstoff oder Strom verbraucht. Es kann sich bei der Maschine insbesondere um ein Fahrzeug, beispielsweise ein Kraftfahrzeug oder ein beliebiges anderes Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug, handeln. Die Anlage/Maschine umfasst dabei einen auffüllbaren Energiespeicher für den Energieträger sowie verschiedene Komponenten, deren Ansteuerung von vorbestimmten Daten des aktuell verwendeten Energieträgers abhängt.
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Beim Kraftstoff kann es sich beispielsweise um einen beliebigen Brennstoff handeln, dessen chemische Energie durch Verbrennung in einer Verbrennungskraftmaschine, wie zum Beispiel einem Verbrennungsmotor oder einer Gasturbine, in der Anlage/Maschine in mechanische Energie umgewandelt wird. Im Fall eines flüssigen oder gasförmigen Kraftstoffs kann der Energiespeicher beispielsweise als ein auffüllbarer Kraftstofftank ausgebildet sein. Im Fall von Strom als Energieträger kann jeder geeignete aufladbare und/oder auswechselbare elektrische Energiespeicher als hierin genannter „auffüllbarer Energiespeicher“ zum Einsatz kommen. So kann beispielsweise ein Akku oder eine wiederaufladbare Batterie an einer hierzu vorgesehenen Ladestation aufgeladen werden, alternativ oder zusätzlich aber auch ein leerer Akku oder eine leere Batterie in einer hierzu vorgesehenen Wechselstation gegen einen vollen Akku oder eine volle Batterie ausgewechselt werden. Auch beliebige Kombinationen verschiedener Energieträger mit zugehörigen Energiespeichern sind dabei in einer und derselben Anlage/Maschine möglich. So kann das Fahrzeug beispielsweise als ein Plug-In-Hybrid ausgebildet sein, zu dessen Antrieb sowohl Kraftstoff nachgetankt als auch Strom nachgeladen werden können.
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Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
- Der Anlage/Maschine wird ein zentraler Datensatz des jeweils nachgefüllten Energieträgers bereitgestellt, beispielsweise durch eine automatisch und/oder manuell bei oder nach einem Tank- oder Ladevorgang ausgelöste drahtlose oder drahtgebundene Übertragung an ein in der Anlage/Maschine hierfür vorgesehenes Empfangsmodul. Zur Übertragung kann beispielsweise ein beim Auffüllvorgang des Energiespeichers benutzter Ladestecker einer Ladesäule bzw. eine Zapfpistole einer Zapfsäule zum Einsatz kommen. Aber auch ein passives oder aktives Auslesen eines an der Lade- bzw. Zapfsäule bereitgestellten QR-Codes kann zur Übertragung des zentralen Datensatzes des Energieträgers an die Anlage/Maschine dienen. Die Bereitstellung des zentralen Datensatzes an die Anlage/Maschine kann somit insbesondere an den Auffüllvorgang des Energiespeichers gekoppelt sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, denn auch eine nachträgliche Datenübertragung an die Anlage/Maschine kann zum selben Ziel führen.
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Der zentrale Datensatz umfasst dabei alle von den einzelnen Komponenten der Anlage/Maschine benötigten Daten des Energieträgers, die hierin kurz als „vorbestimmte Daten“ im Sinne von „vorbestimmter Art von Daten“ bezeichnet werden, deren Inhalt zusammen mit dem Energieträger variiert. Der bereitgestellte zentrale Datensatz wird in der Anlage/Maschine in einem hierfür bestimmten (Zentral)Datenspeicher oder (Zentral)Steuergerät gespeichert und entweder als Ganzes oder in Form individuell benötigter Daten des Energieträgers an Untersteuergeräte übertragen, die die einzelnen Komponenten ansteuern. Der genannte Zentraldatenspeicher oder das Zentralsteuergerät kann in der Anlage/Maschine extra hierfür vorgesehen oder aber ohnehin an Bord vorhanden sein.
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Dieses Verfahren ermöglicht eine zentrale Verfügbarkeit der gleichen und stets aktuellen Daten des zuletzt nachgefüllten Energieträgers für alle (Unter)Steuergeräte der Anlage/Maschine, die diese Daten zur Ansteuerung verschiedener Komponenten an Bord benötigen. Eine aus dem Stand der Technik bekannte Ermittlung aktueller Daten und Werte zum jeweils verwendeten Energieträger in einzelnen (Unter)Steuergeräten durch oft verschiedene Verfahren und mit Einsatz von Rückmelde-Sensoren wird dadurch überflüssig. Dadurch lässt sich auch die Einbindung entsprechender Mess- und Regelungssignale sowie hierfür erforderlicher Rechenleistung zur Ableitung der korrekten Energieträgerparameter an Bord der Anlage/Maschine, wie auch der damit verbundene Zeitverlust vermeiden.
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Mit dem hierin vorgestellten Konzept (Verfahren und System) erfolgt stattdessen eine Versorgung der (Unter)Steuergeräte einer Maschine/Anlage mit aktuellen Daten des jeweils verwendeten Energieträgers aus einem zentralen Datensatz. Die Komplexität einzelner (Unter)Steuergeräte kann dadurch deutlich verringert werden. Durch die Verringerung von deren Komplexität können wiederum Entwicklungszyklen dieser Untersteuergeräte verkürzt und (Bauteil)Kosten verringert werden.
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Zudem wird dadurch insbesondere eine gesamthafte, zentralisierte Steuerung verschiedener Komponenten der Anlage/Maschine, beispielsweise durch das genannte Zentralsteuergerät, möglich. Bis ein Fahrzeug oder eine Anlage/Maschine nur noch durch ein einzelnes (Zentral)Steuergerät betrieben werden kann, ist eine sichere Versorgung aller Untersteuergeräte mit den jeweils relevanten und aktuellen Daten aus dem zentralen Datensatz des Energieträgers sicherzustellen.
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Das hierin vorgestellte Verfahren ist somit insbesondere auf Fahrzeuge und andere Maschinen und/oder Anlagen anwendbar, die einen Energieträger verbrauchen, indem sie beispielsweise einen Kraftstoff verbrennen, und die an verschiedenen Stellen (wie einzelnen Komponenten und zugehörigen Untersteuergeräten) Regelung oder Korrekturfunktionen besitzen, die sich auf die jeweiligen Abweichungen eines aktuellen charakteristischen Werts des Energieträgers zum zugehörigen hinterlegten Standardwert beziehen und/oder den aktuellen Wert ermitteln und beim Betrieb benutzen.
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Insbesondere kann ein digitaler Zwilling des jeweils nachgefüllten Energieträgers zum Bereitstellen seines zentralen Datensatzes verwendet werden. Dabei ist der digitale Zwilling des Energieträgers eine digitale Darstellung des realen Energieträgers und kann beispielsweise ein geeignetes Modell des Energieträgers umfassen, aus dem die benötigten vorbestimmten Daten gewonnen werden können.
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Mit Hilfe eines digitalen Zwillings für Kraftstoffe und Strom können beispielsweise einem Fahrzeug alle für dessen Betrieb nützlichen oder erforderlichen Daten über deren Eigenschaften, die sowohl physikalisch-chemische als auch erneuerbare Eigenschaften betreffen können, bereitgestellt werden. Diese Daten werden zunächst in einem Zentraldatenspeicher oder Zentralsteuergerät in Form eines zentralen Datensatzes abgelegt, um anschließend oder bei Bedarf an Untersteuergeräte aller einzelnen Komponenten, die diese Daten für/bei deren Betrieb benötigen, weitergegeben zu werden.
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Die vorbestimmten Daten des Energieträgers, die in seinem zentralen Datensatz enthalten sind, können beispielsweise Werte vorbestimmter Parameter und/oder Angaben über das Vorhandensein vorbestimmter Eigenschaften und/oder sonstige vorbestimmte Charakteristiken, wie beispielsweise Kennlinien und vieles mehr, des Energieträgers umfassen.
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Beispielsweise kann der Energieträger ein Kraftstoff sein und seine vorbestimmten Daten Angaben zu seinen physikalischen und/oder chemischen Parametern, Eigenschaften und/oder Charakteristiken (wie beispielsweise zum Typ des Kraftstoffs, zu seiner Energiedichte, zum Anteil etwaiger Zusätze und anderen für die Verbrennung relevanten Parametern und Eigenschaften) umfassen, die einen Einfluss auf seinen Verbrennungsvorgang oder seine Abgasnachbehandlung haben. Insbesondere können diese Daten des Kraftstoffs in mindestens einer der genannten Komponenten der Anlage/Maschine zur Anpassung seines Verbrennungsvorgangs und/oder seiner Abgasnachbehandlung an seine tatsächlichen physikalisch-chemischen Parameter, Eigenschaften und/oder Charakteristiken verwendet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform wird der zentrale Datensatz des jeweils nachgefüllten Energieträgers beim Speichern in dem Zentraldatenspeicher oder Zentralsteuergerät der Anlage/Maschine mit einer in Bezug auf den zentralen Datensatz und/oder auf den Auffüllvorgang eindeutigen Zuordnungskennung versehen, die an die Untersteuergeräte zusammen mit dem zentralen Datensatz oder den darin enthaltenen vorbestimmten Daten des Energieträgers übertragen wird. Die Zuordnungskennung kann Werte eines oder mehrerer Prüfparameter, wie beispielswiese eine Prüfsumme aus vorbestimmten Datenwerten und/oder der Zeit des Auffüllvorgangs, umfassen. Bei dieser Ausführungsform wird das Übertragen des zentralen Datensatzes oder der darin enthaltenen vorbestimmten Daten des Energieträgers an die Untersteuergeräte der einzelnen Komponenten durch das Prüfen der in den Untersteuergeräten einerseits und in dem Zentraldatenspeicher oder Zentralsteuergerät der Anlage/Maschine andererseits gespeicherten Zuordnungskennung auf Übereinstimmung verifiziert und/oder initiiert. Die genannte Verifizierung einer korrekten und aktuell gültigen Übertragung der im zentralen Datensatz enthaltenen Daten auf das jeweilige Untersteuergerät wird hierin mitunter auch als Prüfung oder Feststellung der „Integrität dieser Daten“ bezeichnet.
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Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform wird vor der Übertragung eines aktuellen zentralen Datensatzes oder der darin enthaltenen vorbestimmten Daten des Energieträgers an ein Untersteuergerät eine zweistufige Prüfung durchgeführt: Bei einer ersten Prüfungsstufe wird nur die im betreffenden Untersteuergerät einerseits und in dem Zentraldatenspeicher oder Zentralsteuergerät andererseits gespeicherte Zuordnungskennung auf Übereinstimmung geprüft. Dadurch lässt sich ein unnötiger Datenaustausch vermeiden, wenn nach der letzten Aktualisierung im Untersteuergerät kein neuer Tank- oder Ladevorgang stattgefunden hat, d. h. immer noch derselbe Energieträger in der Anlage/Maschine verwendet wird. Nur wenn bei der ersten Prüfungsstufe eine Abweichung festgestellt wurde (was bedeutet, dass der Energieträger zwischenzeitlich nachgefüllt wurde), wird bei einer zweiten Prüfungsstufe zusätzlich der im Untersteuergerät einerseits und in dem Zentraldatenspeicher oder Zentralsteuergerät andererseits gespeicherte zentrale Datensatz oder die darin enthaltenen vorbestimmten Daten des Energieträgers auf Übereinstimmung geprüft. Dadurch lässt sich ein unnötiger Datenaustausch vermeiden, wenn der zwischenzeitlich nachgefüllte Energieträger die gleichen vorbestimmten Daten wie derjenige zuvor besitzt. Eine Übertragung des zentralen Datensatzes oder der darin enthaltenen vorbestimmten Daten des Energieträgers mit der aktuellen Zuordnungskennung an das Untersteuergerät wird bei dieser Ausführungsform nur dann durchgeführt (und gegebenenfalls anschließend verifiziert), wenn bei beiden Stufen dieser Prüfung eine Nicht-Übereinstimmung festgestellt wurde. Auf diese Weise lässt sich die Versorgung aller (Unter)Steuergeräte mit stets aktuellen spezifischen Daten des Energieträgers besonders sparsam im Hinblick auf den zeitlichen und/oder informationstechnischen Aufwand gestalten.
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Gemäß einer Ausführungsform wird das Übertragen des jeweils aktuellen zentralen Datensatzes oder der darin enthaltenen vorbestimmten Daten des Energieträgers an die Untersteuergeräte der einzelnen Komponenten in der Anlage/Maschine zentral vom Zentralsteuergerät und/oder durch den zentralen Datensatz initiiert. Im letzteren Fall kann der zentrale Datensatz beispielsweise ein Computerprogramm mit hierzu geeigneten Befehlen umfassen, die beim Laden und Ausführen des zentralen Datensatzes in einem Prozessor der Anlage/Maschine die genannte Übertragung veranlassen. Mit anderen Worten fragt bei dieser Ausführungsform nicht das jeweilige Untersteuergerät den zentralen Datensatz ab, sondern der zentrale Datensatz bzw. das Zentralsteuergerät, in dem es gespeichert oder geladen ist, meldet aktiv und von sich aus die für die jeweilige Komponente relevanten Daten an das zugehörige (Unter)Steuergerät. Auf diese Weise können unnötige Anfragen oder Datenübertragungen erspart werden, wenn zwischenzeitlich kein neuer Tank- oder Ladevorgang (Auffüllung des Energiespeichers) erfolgt oder der zwischenzeitlich nachgefüllte Energieträger von seinen Daten her dem vorherigen gleicht. Andererseits kann durch diese Ausführungsform eine sofortige Aktualisierung der Daten sichergestellt werden, wenn sich der nachgefüllte Energieträger von dem vorherigen unterscheidet. Die Prüfung der Integrität der Daten kann dabei weiterhin erfolgen, beispielsweise wie weiter oben oder weiter unten beschrieben.
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Bei einer hierzu alternativen oder zusätzlichen Verfahrensausgestaltung wird die Prüfung oder die Abfrage des zentralen Datensatzes von den Untersteuergeräten durchgeführt, wobei eine zumindest zweistufige Abfrage stattfindet. Hierbei wird zunächst eine möglichst kleine Abfrage des Versionsstands des Kraftstoffs durchgeführt, etwa durch Prüfung der oben erwähnten Zuordnungskennung oder durch die oben erwähnte zweistufige Prüfung. Erst danach wird eine Übertragung der Daten ausgelöst und eine separate Prüfung der Daten durchgeführt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein System vorgesehen, das zum Ausführen eines hierin vorgestellten Verfahrens ausgebildet und eingerichtet ist. Hierzu umfasst das System eine oder mehrere Anlagen oder Maschinen, insbesondere Fahrzeuge, wobei jede Anlage/Maschine einen Energieträger wie Kraftstoff oder Strom verbraucht und hierzu einen auffüllbaren Energiespeicher für den Energieträger sowie verschiedene Komponenten, deren Ansteuerung von vorbestimmten Daten des aktuell verwendeten Energieträgers abhängt, aufweist. Ferner umfasst das System eine oder mehrere Zapf- und/oder Ladesäulen, die zum Bereitstellen des jeweiligen Energieträgers und eines zugehörigen zentralen Datensatzes an die Anlagen/Maschinen des Systems (beispielsweise beim jeweiligen Auffüllvorgang) ausgebildet sind. Dabei umfasst der zentrale Datensatz die genannten vorbestimmten Daten des Energieträgers. Alle hierin für das Verfahren beschriebenen weiterführenden Merkmale und Ausführungsformen gelten sinngemäß auch für das System, sodass zur Vermeidung der Wiederholung auf die ausführliche Beschreibung des hierin vorgestellten Verfahrens weiter oben und weiter unten verwiesen wird. Wie weiter oben erwähnt, kann im Fall des elektrischen Stroms der hierin genannte Auffüllvorgang des Energiespeichers neben dem Aufladen eines Akkus oder einer wiederaufladbaren Batterie an einer Ladesäule auch darin bestehen, dass ein leerer Akku oder eine leere Batterie in einer hierzu vorgesehenen Wechselstation gegen einen vollen Akku oder eine volle Batterie ausgewechselt wird. Für eine solche Wechselstation und den dadurch bereitgestellten Strom gilt alles, was hierin für eine Ladesäule beschrieben ist, gleichermaßen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Anlage oder Maschine vorgesehen, die mindestens einen Energieträger wie Kraftstoff oder Strom verbraucht. Die Maschine/Anlage kann insbesondere als ein Fahrzeug, beispielsweise ein Kraftfahrzeug oder ein beliebiges anderes Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug, ausgebildet sein. Sie umfasst mindestens einen auffüllbaren Energiespeicher für den Energieträger sowie verschiedene Komponenten, deren Ansteuerung durch zugehörige Untersteuergeräte von vorbestimmten Daten des aktuell verwendeten Energieträgers abhängt. Ferner ist die Maschine/Anlage dazu ausgebildet und eingerichtet, einen zentralen Datensatz des jeweils nachgefüllten Energieträgers zu empfangen oder auszulesen, beispielsweise beim jeweiligen Auffüllen des Energiespeichers. Dabei umfasst der zentrale Datensatz die genannten vorbestimmten Daten des Energieträgers. Die Maschine/Anlage ist auch dazu ausgebildet und eingerichtet, den empfangenen oder ausgelesenen zentralen Datensatz in einem hierfür bestimmten (extra oder ohnehin vorgesehenen) Zentraldatenspeicher oder Zentralsteuergerät an Bord der Maschine/Anlage zu speichern und den zentralen Datensatz als Ganzes oder die vom jeweiligen Untersteuergerät individuell benötigten Daten, die darin enthalten sind, an einzelne Untersteuergeräte zu übertragen. Die Maschine/Anlage kann insbesondere als Bestandteil des obigen Systems ausgebildet und eingerichtet sein, sodass für die Beschreibung ihrer weiterführenden Merkmale und Ausführungsformen zur Vermeidung der Wiederholung auf die entsprechende ausführlichere Beschreibung des hierin vorgestellten Verfahrens weiter oben und weiter unten verwiesen wird.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Oben beschriebene Ausführungsformen und Ausgestaltungsvarianten werden nachfolgend anhand der in beigefügten Zeichnungen dargestellten Beispiele näher erläutert. Die Zeichnungen sind als schematisch zu verstehen, d. h. sie dienen in erster Linie einer Veranschaulichung des allgemeineren Wirkungsprinzips der Erfindung. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel des hierin vorgestellten Systems, wobei stellvertretend für mehrere Anlagen und/oder Maschinen ein einzelnes Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und stellvertretend für mehrere Zapf- und/oder Ladesäulen eine Zapfsäule dargestellt ist; und
- 2 ein schematisches Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels des hierin vorgestellten Verfahrens, das im System der 1 ablaufen kann.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Alle weiter oben in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen erwähnten verschiedenen Ausführungsformen, Varianten und spezifischen Ausgestaltungsmerkmale des Verfahrens, des entsprechenden Systems und der Anlage/Maschine, insbesondere des Fahrzeugs, der hierin vorgestellten Art können sinngemäß bei den in den 1 und 2 gezeigten Beispielen einzeln oder in oben erwähnten Kombinationen implementiert sein. Sie werden daher nachfolgend nicht alle nochmals wiederholt. Das Gleiche gilt entsprechend für die weiter oben bereits angegebenen Begriffsdefinitionen und Wirkungen in Bezug auf einzelne Merkmale, die in den 1-2 gezeigt sind.
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1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Systems 1 der hierin vorgestellten Art in einer perspektivischen Seitenansicht. Rein beispielhaft ist in 1 stellvertretend für mehrere Anlagen und/oder Maschinen des Systems 1 ein einzelnes Kraftfahrzeug 2 mit einem Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) dargestellt, das Kraftstoff (beispielsweise Benzin oder Dieselkraftstoff) als nachfüllbaren Energieträger verbraucht und hierfür einen auffüllbaren Energiespeicher in Form eines Kraftstofftanks 3 aufweist. Zum Auffüllen des Kraftstofftanks 3 ist stellvertretend für mehrere Zapf- und/oder Ladesäulen des Systems 1 eine Zapfsäule 4 mit einer Zapfpistole 5 und einem Display 6 gezeigt. Das Display 6 dient hierbei zur Darstellung verschiedener Informationen rund um den Auffüllvorgang für einen Nutzer (beispielsweise Fahrer, nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs 2.
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Anstelle der Zapfsäule 4 mit der Zapfpistole 5 kann auch eine Ladesäule mit einem Ladestecker vorgesehen sein, falls es sich beim Kraftfahrzeug 2 um ein Elektrofahrzeug oder ein Plug-In-Hybrid handelt, das ausschließlich bzw. zusätzlich Strom als Energieträger verbrauchen und bei einem Ladevorgang an der Ladesäule in einem elektrischen Energiespeicher an Bord speichern kann. Die nachfolgende Beschreibung gilt daher auch für diesen Fall sinngemäß.
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Das Kraftfahrzeug 2 weist ferner ein Zentralsteuergerät 7 auf, das zu einer drahtgebundenen und/oder drahtlosen Befehls- und Datenübertragung von und zu mehreren verschiedenen Untersteuergeräten 8 an Bord des Kraftfahrzeugs 2 ausgebildet ist. Die Untersteuergeräte 8 sind zum Ansteuern einzelner Komponenten des Kraftfahrzeugs 2, wie beispielsweise einzelner Komponenten eines Antriebssystems und einer Abgasnachbehandlung, aber auch eines oder mehrerer Displays zur Darstellung für den Nutzer oder Fahrer wichtiger Informationen im Zusammenhang mit dem Kraftstoffverbrauch etc., ausgebildet.
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2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel des hierin vorgestellten Verfahrens, das insbesondere im System 1 der 1 ablaufen kann, veranschaulicht. Dabei ist beispielsweise ein folgender Verfahrensablauf möglich:
- In einem Schritt S1 wird mittels eines digitalen Zwillings für den jeweiligen Energieträger (in diesem Beispiel Kraftstoff oder Strom) beispielsweise in der Zapfsäule 4 oder einem mit ihr verbundenen externen (Cloud)Server 9 ein zentraler Datensatz mit vorbestimmten Informationen/Daten über Kraftstoff- bzw. Stromeigenschaften, die für den Betrieb des Kraftfahrzeugs 2 relevant sind, erzeugt und in einem Schritt S2 dem Kraftfahrzeug 2 bereitgestellt. Der zentrale Datensatz des Energieträgers wird im Kraftfahrzeug 2 zentral gespeichert, beispielsweise im Zentralsteuergerät 7 oder einem zugehörigen Zentraldatenspeicher (nicht dargestellt). Dies kann beispielsweise beim Auffüllen des Kraftstofftanks 3 mit neuem Kraftstoff automatisch und/oder manuell durch eine drahtlose oder drahtgebundene Übertragung zwischen der Zapfsäule 4 und dem Zentralsteuergerät 7 oder Zentraldatenspeicher realisiert sein. Zur Übertragung kann beispielsweise ein beim Auffüllvorgang des Energiespeichers benutzter Ladestecker einer Ladesäule bzw. die Zapfpistole 5 der Zapfsäule 4 zum Einsatz kommen. Aber auch ein passives oder aktives Auslesen eines an der Lade- bzw. Zapfsäule 4, etwa am Display 6, bereitgestellten QR-Codes kann zur Übertragung des zentralen Datensatzes des Energieträgers an das Kraftfahrzeug 2 dienen.
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Der zentrale Datensatz wird beim Schritt S1 oder S2 mit einer eindeutigen Zuordnungskennung (z. B. einer Prüfsumme aus Datenwerten und/oder der Zeit und/oder anderen Prüfparameterwerten) versehen. Die Untersteuergeräte 8 des Kraftfahrzeugs 2, die zum Ansteuern zugehöriger Fahrzeugkomponenten vorbestimmte Daten aus dem zentralen Datensatz benötigen, prüfen in einem Schritt S3, der beispielsweise bei jeder Aktivierung der Zündung automatisch ausgeführt werden kann, ob ihre jeweilige eindeutige Zuordnungskennung der vorbestimmten Daten aktuell ist (d. h. ob die in den Untersteuergeräten 8 gespeicherten Prüfparameterwerte mit denjenigen, die aktuell im Zentralsteuergerät 7 gespeichert sind, übereinstimmen). Ist sie aktuell, so melden sie in einem Schritt S4 ein Freigabesignal. Ist der Abgleich negativ (d. h. Prüfparameter ungleich sind), so beziehen die Untersteuergeräte 8 in einem Schritt S5 die aktuellen vorbestimmten Daten aus dem zentralen Datensatz, prüfen diese in einem anschließenden Schritt S6 auf Integrität (z. B. wiederum über eine geeignete Prüfsumme) und geben erst danach ein Freigabesignal (Schritt S4). Ist die Integrität der Daten nicht gegeben („Prüfparameter ungleich“), so erfolgt eine vorgegebene Anzahl an Abrufversuchen durch wiederholte Ausführung der Schritte S5 und S6.
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Kann eines der Untersteuergeräte 8 die für seinen Betrieb relevanten Daten aus dem zentralen Datensatz innerhalb der vorgegebenen Anzahl an Abrufversuchen nicht aktualisieren und/oder ist die Integrität dieser Daten nicht gegeben, so erfolgt in diesem Beispiel bei einem anschließenden Schritt S7 zunächst ein Eintrag in einen Fehlerspeicher in einem Schritt S8. In einem weiteren Schritt S9 kann ferner geprüft werden, ob es sich bei den betroffenen Daten um Parameterwerte des Energieträgers handelt, die für zulassungsrelevante Funktionen (beispielswiese in Bezug auf die Emission) des Kraftfahrzeugs 2 benötigt werden. Ist dies der Fall („relevant für Zulassung“), so kann (gegebenenfalls in Abhängigkeit einer absoluten und/oder relativen Abweichung zum jeweils vorherigen Parameterwert) eine Restriktion im Fahrzeugbetrieb, z. B. in Form einer Drehmomentbegrenzung im Antriebsstrang, erfolgen. In diesem Fall kann in einem Schritt S10 über eine Benutzerschnittstelle (HMI, Human Machine Interface) und/oder eine telemetrische Schnittstelle des Kraftfahrzeugs 2 zusätzlich ein Hinweis an den Fahrer und/oder eine Fernleitstelle/warte ausgegeben werden. Ist hingegen die Abweichung nicht zulassungsrelevant, wird ein Freigabesignal ausgegeben (Schritt S4).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- System
- 2
- Kraftfahrzeug
- 3
- Kraftstofftank
- 4
- Zapfsäule
- 5
- Zapfpistole
- 6
- Display
- 7
- Zentralsteuergerät
- 8
- Untersteuergerät(e)
- 9
- externen (Cloud)Server
