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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit
(Ansprüche
1 und 2), fahrzeugeigenes Terminal (Anspruch 7), eine Wasserstofftankstelle
(Anspruch 6), ein Verfahren zur Ladesteuerung der Wasserstofftankstelle
(Anspruch 10), sowie Speichervorrichtungen (Ansprüche 11 und
12) mit Computerprogrammprodukt für ein fahrzeugeigenes Terminal,
die dazu beitragen, Wasserstofffahrzeuge zu unterstützen, die
mit Wasserstoff in bordeigenen Wasserstoffbehältern fahren und zur Bewahrung
der Umwelt der Erde besonders vorteilhaft sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Wasserstoff
hat, als saubere Energiequelle im Hinblick auf das Verhindern der
Erderwärmung, umweltmäßig Aufmerksamkeit
angezogen. Im Gebiet von Fahrzeugen wurde Wasserstoff weitgehend
als alternativer Brennstoff anstatt von Kohlenwasserstoffbrennstoffen,
wie etwa Benzin, erkannt. Insbesondere ist ein Fahrzeug (Brennstoffzellenfahrzeug), an
dem eine Brennstoffzelle angebracht ist, die elektrochemisch Elektrizität erzeugt,
weltweit im Blickpunkt, und seine Entwicklung schreitet energisch
fort. Auch kommt ein anderes Fahrzeug in Diskussion, das durch eine
Brennkraftmaschine angetrieben ist, die mit Wasserstoff als Brennstoff
versorgt wird. Jedes dieser Wasserstofffahrzeuge hat einen Wasserstoffbehälter: entweder
einen Hochdruckwasserstoffbehälter
mit einigen zehn MPa oder einen Wasserstoffbehälter aus Metallhydrid (MH),
der Wasserstoff absorbierende Legierungen verwendet. Im Falle eines
Wasserstofffahrzeugs (Brennstoffzellen-Ausführung) wird eine Brennstoffzelle
mit Wasserstoff durch den Wasserstoffbehälter versorgt, um hierdurch Elektrizität zum Antrieb
eines Elektromotors zu erzeugen. Im Falle des anderen Wasserstofffahrzeugs (Brennkraftmaschinen-Ausführung) wird
der in dem Wasserstoffbehälter gespeicherte
Wasserstoff in der Brennkraftmaschine verbrannt, um Antriebskraft
zu erzeugen.
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Wenn
der Wasserstoffbehälter
jedes Wasserstofffahrzeugs leer ist, ist es notwendig, ihn mit Wasserstoff
zu beladen. Das Beladen des Wasserstoffs erfolgt an einer Wasserstofftankstelle,
die mit einer Wasserstoffladeeinheit ausgestattet ist. Für die Wasserstofftankstelle
ist es notwendig, dass ein Wasserstoffbehälter so schnell wie möglich mit
Wasserstoff beladen werden sollte, so dass ein Fahrer ein Wasserstofffahrzeug
wie ein herkömmliches
Fahrzeug handhaben kann. Wenn die Wasserstoffbeladung durchgeführt wird,
wird ein großes
Wasserstoffvolumen durch Überwachung
des Drucks und der Temperaturänderungen
des Wasserstoffbehälters gesteuert,
indem die Verbindungsleitungen der Wasserstofftankstelle mit dem
Wasserstofffahrzeug verbunden werden.
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Eine
Wasserstofftankstelle, die eine beträchtliche Anzahl von Wasserstofffahrzeugen
belädt,
benötigt
eine große
Anzahl großer
und unter hohem Druck stehender Wasserstoffbehälter (Gruppe) etc. Oder es
ist notwendig, einen Flüssigwasserstofftank
zu installieren und den verdampften Wasserstoff in einem Hochdruckwasserstofftank
zu speichern, wie etwa einem Puffertank. Auch wird ein Hochleistungskompressor
benötigt.
So ist in jedem Fall eine weiträumige
Fläche
unabdinglich, was eine ungewünscht
groß bemessene
Anlage zur Folge hat.
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Es
wird vorausgesetzt, dass im Hinblick auf die Profitabilität bei der
Markteinführung
von Wasserstofffahrzeugen groß bemessene
Wasserstofftankstellen nicht überwiegen
würden.
Klein bemessene Wasserstofftankstellen würden daher einen Großteil der
Tankstellen zum Beladen der Wasserstofffahrzeuge aufbieten, was
möglicherweise
Nachteile in Bezug auf den Mangel von Wasserstoff verursacht. Daher
ist es für
klein bemessene Wasserstofftankstellen erforderlich, die Kundenfahrzeuge
glattgängig ohne
Mangel mit Wasserstoff zu beladen.
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Es
ist dringend erforderlich, dass die Fahrzeuge (Wasserstofffahrzeuge),
an denen die Wasserstoffbehälter
zur Wasserstoffversorgung angebracht sind und die umweltmäßige Vorteile
haben, wie etwa das Verhindern des Erdtreibhauseffekts, in weiten
Gebrauch gebracht werden sollten. Das Imple mentieren einer stabilen
Versorgung und glatten Beladung mit Wasserstoff ist eine Voraussetzung,
um die Wasserstofffahrzeuge zu unterstützen.
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Aus
der
DE 199 41 085
A1 ist ein Verfahren zur Speicherung und Freisetzung von
Wasserstoff als salz- und/oder legierungsartiges Hydrid in Kraftfahrzeugen
bekannt. Das Freisetzen erfolgt durch Temperaturerhöhung.
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Aus
der
US 5,367,452 A ist
ein mobiles Handelsmanagementsystem bekannt, das eine Zwei-Wege-Datenkommunikation
zwischen einer stationären
Zentralcomputereinheit und mobilen Einheiten an Verkaufsfahrzeugen
und Kiosken erlaubt. Die Daten beinhalten Verkaufszahlen, Kassenberichte,
Inventurkontrolle etc.
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Aus
der WO 99/48033 A1 ist ein EDV-gestütztes Inventurisierungssystem
bekannt. An den Inventurgegenständen
sind Kennungen angebracht, die drahtlos abfragbar sind, um Art und
Ort der jeweiligen Gegenstände über stationäre Lokalisationskennungsgeber
erfassen und in einer entfernten Zentralstation überwachen zu können.
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Aus
der
US 5,400,253 A ist
ein Inventurisierungssystem einer Tankstelle bekannt, das mit den jeweiligen
Zapfsäulen,
einem Tanküberwachungsgerät und einem
Bedienungspult der Tankstelle verbunden ist, um Inventurfehler durch
Eichfehler, Diebstahl, Tankleckage etc. erkennen zu können.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit, ein
fahrzeugeigenes Terminal, eine Wasserstofftankstelle, ein Verfahren
zur Ladungssteuerung einer Wasserstofftankstelle sowie eine Speichervorrichtung
mit einem Computerprogrammprodukt für ein fahrzeugeigenes Terminal
vorzusehen, die es erlauben, dass auch eine kleine Wasserstofftankstelle
ein Wasserstofffahrzeug ohne Mangel glattgängig belädt. Es folgt daraus, dass diese
zu der Unterstützung von
Hybridfahrzeugen beitragen, die für die Erde umweltfreundlicher
sind.
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Zur
Lösung
der oben beschriebenen Aufgabe ist eine sorgfältige Studie durchgeführt worden, um
die Fertigstellung der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Die
Punkte, auf die Aufmerksamkeit gerichtet wird, werden wie folgt
zusammengefasst:
Es ist wichtig, Wasserstoff gemäß einem
Plan unter den Bedingungen zu laden, dass die Anzahl der Wasserstofftankstellen
und ihre Größe beide
klein sind. Es wird angenommen, dass es unter solchen Bedingungen
möglich
ist, die Anzahl von Wasserstofffahrzeugen zu schätzen, die zum Beladen zu einer
Wasserstofftankstelle kommen.
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Ein
Wasserstoffladeplan für
jedes der Wasserstofffahrzeuge kann implementiert werden, wenn das
Wasserstoffvolumen, das jedes Wasserstofffahrzeug benötigt, das
zum Besuch einer Wasserstofftankstelle erwartet wird, vorab bekannt
ist.
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Eine
glatte Wasserstoffbeladung jedes Wasserstofffahrzeugs kann mit einem
Wasserstoffladeplan ohne Wasserstoffmangel durchgeführt werden.
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a. Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit
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Gemäß Anspruch
1 wird zur Lösung
der oben erwähnten
Aufgabe eine Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit vorgesehen,
die in der Lage ist, durch ein Kommunikationsnetzwerk mit einer Mehrzahl
von Wasserstofffahrzeugen zu kommunizieren, die mit Wasserstoff
in fahrzeugeigenen Wasserstoffbehältern fahren, die an einer
Wasserstofftankstelle beladen werden, umfassend: einen Empfänger, der
von jedem der Wasserstofffahrzeuge durch das Kommunikationsnetzwerk
ein Wasserstoffvolumen jedes der Wasserstoffbehälter empfängt; und für die Wasserstofftankstelle
auf der Basis des Wasserstoffvolumen einen Plangenerator, der einen Wasserstoffladeplan
jedes der Wasserstofffahrzeuge erzeugt.
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Die
Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit empfängt das Wasserstoffvolumen
von jedem Wasserstofffahrzeug und bereitet einen Ladeplan dafür vor. Der
Ladeplan, der hier diskutiert wird, sollte zumindest die Information
enthalten, die das für
eine Wasserstofftankstelle benötigte
Wasserstoffvolumen ergibt. Dies ist eine große Hilfe für die Wasserstofftankstelle.
Das von jedem Wasserstofffahrzeug gemäß der Ausführung gesendete Wasserstoffvolumen ist
der Rest eines Wasserstoffbehälters.
In diesem Zusammenhang ist es unerheblich, ob diese Wasserstoffladesteuereinheit
eine Wasserstofftankstelle oder eine Mehrzahl von Wasserstofftankstellen
behandelt. Die Wasserstoffladesteuereinheit kann in einen Empfängerabschnitt
und einen Ladeplanerzeugungsabschnitt aufgeteilt sein, während beide
irgendein Mittel verwenden können,
solange es die benötigte
Funktion erfüllt.
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Gemäß Anspruch
2 wird auch eine Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit vorgesehen,
die in der Lage ist, durch ein Kommunikationsnetzwerk mit sowohl
einer Mehrzahl von Wasserstofffahrzeugen, die mit Wasserstoff in
fahrzeugeigenen Wasserstoffbehältern
fahren, die an einer Mehrzahl von Wasserstofftankstellen beladen
werden, sowie der Mehrzahl von Wasserstofftankstellen, die mit Wasserstoffladeeinheiten
ausgestattet sind, zu kommunizieren, umfassend: einen Empfänger, der
von jedem der Wasserstofffahrzeuge durch das Kommunikationsnetzwerk
ein Wasserstoffvolumen jedes der Wasserstoffbehälter empfängt; einen Plangenerator, der
für jede der
Wasserstofftankstellen auf der Basis des Wasserstoffvolumens einen
Wasserstoffladeplan jedes der Wasserstofffahrzeuge erzeugt; und
einen Sender zum Senden des Wasserstoffladeplans zu jeder der Wasserstofftankstellen.
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Die
Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit empfängt das Wasserstoffvolumen
von jedem Wasserstofffahrzeug und stellt für jede Wasserstofftankstelle
einen Wasserstoffladeplan auf. Der Ladeplan sollte zumindest die
Information enthalten, die das für
die Wasserstofftankstelle benötigte
Wasserstoffvolumen ergibt. Es ist nicht notwendigerweise erforderlich,
zu bestimmen, welche Wasserstofftankstelle jedes Wasserstofffahrzeug
regelmäßig zur Wasserstoffbeladung
benutzt. Wenn die reguläre Wasserstofftank
stelle eines Wasserstofffahrzeugs vorab bestimmt wird, können die
der Wasserstofftankstelle zugeordneten Daten in die Datenbank (DB)
des Wasserstofffahrzeugs oder in von dem Wasserstofffahrzeug gesendete
Daten geschrieben (gespeichert) werden, was später in der Beschreibung einer
Ausführung
diskutiert wird. Dies erlaubt somit eine leichtere Vorbereitung
des Ladeplans, da die reguläre
Wasserstofftankstelle eines Wasserstofffahrzeugs identifiziert werden
kann. Übrigens
ist es möglich,
zu schätzen,
welches Wasserstofffahrzeug welche Wasserstofftankstelle zur Wasserstoffbeladung
benutzt, solange die Anzahl der Wasserstofftankstellen klein ist.
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Als
anderes Merkmal kann die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit
die Ladezeit und/oder das Wasserstoffvolumen des Wasserstofffahrzeugs zu
der Kontaktadresse senden, die eine E-Mail-Adresse, eine Internetprotokoll-(IP)-Adresse und
dergleichen enthält.
Wasimmer gewählt
wird, ist es akzeptabel, eine ziehende oder schiebende Übertragung
zu benutzen. Die schiebende Übertragung bedeutet,
dass die Ladezeit und dgl. auf Anforderung zu einem Wasserstofffahrzeug
gesendet wird.
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In
einem weiteren Merkmal bereitet die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit
den Produktionsplan einer Wasserstoffgeneratoreinheit auf der Basis
des Wasserstoffladeplans vor. "Die
Vorbereitung des Produktionsplans" betrifft hier die Pegeleinstellung
der Wasserstoffgeneratoreinheit-Arbeitsmustertabelle
(siehe 23), die später beschrieben wird.
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In
anderen Merkmalen bereitet die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit
die Liste von Wasserstofftankstellen vor, die an geeigneten Plätzen angeordnet
sind, auf der Basis von Positionierungsdaten, die von dem Wasserstofffahrzeug
gesendet werden, und schickt die Liste zu dem Fahrzeug zurück. Der
Ort, zu dem die Liste zurückgeschickt
wird, kann den Absender der Positionierungsdaten enthalten und z.B.
die Kontaktadresse, die in einer Wasserstofffahrzeug-Datenbank (DB)
registriert ist. Die Liste ladefähiger
Wasserstofftankstellen (siehe 22) – in der
vierten Ausführung
und ihren später
zu beschreibenden Varianten – betrifft
eine "Liste von
Wasserstofftankstellen".
Wenn die Liste ladefähiger
Wasserstofftankstellen zurückgeschickt
wird, wie in der vierten Ausführung
und dgl. gezeigt, wird dies sowohl für den Fahrer als auch die Wasserstofftankstelle sehr
vorteilhaft. Ferner wird dies für
beide noch hilfreicher, wenn das Beladen an der gelisteten Wasserstofftankstelle
reserviert werden kann.
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b. Wasserstofftankstelle
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Die
vorliegende Erfindung sieht auch eine Wasserstofftankstelle vor,
die durch die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit gesteuert
wird. Die Wasserstofftankstelle ist in der Lage, ein Wasserstofffahrzeug
glattgängig
mit Wasserstoff zu beladen.
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c. Fahrzeugeigenes Terminal
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Gemäß Anspruch
7 wird ein fahrzeugeigenes Terminal vorgesehen, das an einem Wasserstofffahrzeug
angebracht ist, das mit an einer Wasserstofftankstelle beladenem
Wasserstoff als Brennstoff fährt,
umfassend: ein Erfassungsmittel zum Erfassen des Wasserstoffvolumens
eines an dem Fahrzeug angeordneten Wasserstoffbehälters; und
ein Sendemittel zum Senden des Wasserstoffvolumens mit einer vorbestimmten
Zeitgebung bzw. Timing durch ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk.
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Das
fahrzeugeigene Terminal, das z.B. auf die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit
angewendet wird, erfasst und sendet das Wasserstoffvolumen mit einer
vorbestimmten Zeitgebung.
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Das
fahrzeugeigene Terminal sendet das Wasserstoffvolumen bei Beendigung
des Fahrzeugbetriebs, indem er es erfasst. Das Wasserstoffvolumen
wird konstant sein, nachdem der Fahrzeugbetrieb beendet ist, so
dass die bei der Beendigung erhaltenen Daten die letzten Daten repräsentieren,
die für
eine Wasserstoffvolumensteuereinheit verwertbar sind.
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Die
Erfindung sieht zusätzlich
das fahrzeugeigene Terminal vor, das in der Lage ist, den Fahrer über die
Wasserstoffladezeit und/oder das Wasserstoffvolumen des Wasserstofffahrzeugs
zu informieren.
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d. Verfahren zur Ladesteuerung
einer Wasserstofftankstelle
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Gemäß Anspruch
10 wird ein Verfahren zur Ladesteuerung einer Wasserstofftankstelle
vorgesehen, das die Schritte umfasst: Empfangen von einer Mehrzahl
von Wasserstofffahrzeugen, die mit Wasserstoff in fahrzeugeigenen
Wasserstoffbehältern fahren,
die an einer Mehrzahl von Wasserstofftankstellen beladen sind, eines
Wasserstoffvolumens jedes der Wasserstoffbehälter durch ein Kommunikationsnetzwerk;
Erzeugen eines Wasserstoffladeplans für jede der Wasserstofftankstellen
auf der Basis des Wasserstoffvolumens; Bestimmen einer Wasserstoffladezeit
und/oder eines Wasserstoffladevolumens für jedes der Wasserstofffahrzeuge
auf der Basis des Wasserstoffladeplans; Senden der Wasserstoffladezeit
und/oder des Wasserstoffladevolumens für jedes der Wasserstofffahrzeuge
durch das Kommunikationsnetzwerk.
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Es
ist jede Anzahl von Wasserstofftankstellen, von einer bis irgendeiner
großen
Anzahl, auswählbar.
Das Verfahren erlaubt es, dass eine Wasserstofftankstelle Wasserstofffahrzeuge
glattgängig mit
Wasserstoff belädt.
Der Ladeplan sollte, wie zuvor beschrieben, zumindest die Information
enthalten, die das für
eine Wasserstofftankstelle benötigte Wasserstoffvolumen
ergibt.
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e. Speichervorrichtung
mit einem Computerprogrammprodukt
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Gemäß Ansprüchen 11
und 12 wird eine Speichervorrichtung mit einem Computerprogrammprodukt
vorgesehen, das direkt in den internen Speicher eines Computers
eines fahrzeugeigenen Terminals ladbar ist, das an einem Wasserstofffahrzeug angebracht
ist, das mit Wasserstoff in einem Wasserstoffbehälter fährt, der an einer Mehrzahl
von Wasserstofftankstellen aufgeladen ist, worin das Computerprogrammprodukt
Software enthält,
die den Computer anweist, als Empfängermittel zum Empfangen eines
Wasserstoffvolumens von einem Detektormittel zu dienen, das das
Wasserstoffvolumen des Wasserstoffbehälters des Wasserstofffahrzeugs
erfasst, sowie als Sendemittel zum Senden des Wasserstoffvolumens
mit einer vorbestimmten Zeitgebung durch ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk.
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Die
Software, die in einem Speichermedium, wie etwa einer CD-ROM und
dgl., gespeichert ist, ist auf dem Markt oder ist an dem Netzwerk.
Ein Computer, der mit der Software installiert ist, dient als ein fahrzeugeigenes
Terminal.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Gesamtstruktur-Figur, die das Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystem
gemäß der ersten
Ausführung
zeigt, auf die die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit der vorliegenden
Erfindung angewendet wird.
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2 ist
eine Figur, die die Struktur des in 1 gezeigten
fahrzeugeigenen Terminals zeigt.
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3 ist
eine Figur, die das Format des Restvolumens zeigt, das durch das
in 2 gezeigte fahrzeugeigene Terminal übertragen
wird.
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4 zeigt
ein Beispiel eines Ladeplans, der durch den in 1 gezeigten
Steuerserver erzeugt wird.
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5 ist
eine Figur, die das Format der Wasserstofffahrzeug-DB zeigt, die
in dem in 1 gezeigten Steuerserver gespeichert
ist.
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6(a) und 6(b) sind
Flussdiagramme, die den Betrieb des in 2 gezeigten
fahrzeugeigenen Terminals beschreiben, jeweils (a) eine Hauptroutine und
(b) eine Unterroutine.
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7 ist
ein Flussdiagramm, das den Betrieb des in 1 gezeigten
Steuerservers beschreibt.
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8 ist
eine Gesamtstruktur-Figur, die ein Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystem
gemäß der zweiten
Ausführung
zeigt, auf die die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit der vorliegenden
Erfindung angewendet wird.
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9 zeigt
ein Beispiel eines Ladeplans und einer Ladezeit, die durch den in 8 gezeigten Steuerserver
erzeugt werden.
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10 ist
eine Figur, die das Format der Wasserstofffahrzeug-DB zeigt, die
in dem in 8 gezeigten Steuerserver gespeichert
ist.
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11 ist
eine Figur, die die Struktur des in 8 gezeigten
fahrzeugeigenen Terminals zeigt.
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12 ist
ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Mitteilung der Ladezeit durch
den in 8 gezeigten Steuerserver beschreibt.
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13 ist
eine Gesamtstruktur-Figur, die das Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystem
gemäß der dritten
Ausführung
zeigt, auf die die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit der vorliegenden
Erfindung angewendet wird.
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14 ist
eine Figur, die das Format der Wasserstofffahrzeug-DB zeigt, die
in dem in 13 gezeigten Steuerserver gespeichert
ist.
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15 ist
eine Figur, die das Format der Wasserstofftankstellen-DB zeigt,
die in dem in 13 gezeigten Steuerserver gespeichert
ist.
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16 ist
ein Flussdiagramm, das den Betrieb des in 13 gezeigten
Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerks zeigt.
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17 ist
eine Figur, die konzeptmäßig die Übertragung
des Ladeplans und der Ladezeit zeigt, die durch den in 13 gezeigten
Steuerserver erzeugt wird.
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18 ist
eine Gesamtstruktur-Figur, die das Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystem
gemäß der vierten
Ausführung
zeigt, auf die die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit der vorliegenden
Erfindung angewendet wird.
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19 ist
eine Figur, die das Format der Wasserstofftankstellen-DB zeigt,
die in dem in 18 gezeigten Steuerserver gespeichert
ist.
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20 ist
ein Flussdiagramm, das den Betrieb des in 18 gezeigten
Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerks beschreibt.
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21 ist
eine Figur, die die Ladeanfrageseite zeigt, die auf dem in 18 gezeigten
fahrzeugeigenen Terminal angezeigt wird.
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22 ist
eine Figur, die die Seite der ladefähigen Wasserstofftankstellen
zeigt, die auf dem in 18 gezeigten fahrzeugeigenen
Terminal angezeigt wird.
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23 ist
eine Figur, die die Wasserstoffgeneratoreinheit-Arbeitsmustertabelle
zeigt, die eine der Varianten der vorliegenden Erfindung ist.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Die
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung werden nun in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Die
Beschreibungen werden in erste bis vierte Ausführungen kategorisiert. Die
dritten und vierten Ausführungen
beziehen sich auf eine Mehrzahl von Wasserstofftankstellen, die
durch ein Netzwerk verbunden sind.
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1. Erste Ausführung
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Die
erste Ausführung
wird in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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In
der ersten Ausführung
empfängt
eine Wasserstofftankstelle mit vorbestimmtem Timing (Zeitgebung)
den Restwasserstoff des fahrzeugeigenen Wasserstoffbehälters von
jedem einer Mehrzahl von Wasserstofffahrzeugen, die mit der Wasserstofftankstelle
registriert sind. Ein Wasserstoffladeplan jedes Wasserstofffahrzeugs
wird für
die Wasserstofftankstelle auf der Basis der empfangenen Information
vorbereitet. 1 ist eine Gesamtstruktur-Figur, die
das Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerk gemäß der ersten
Ausführung
darstellt, auf die die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit der vorliegenden Erfindung
angewendet wird.
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Wie
in 1 gezeigt, enthält ein Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystem
einen Steuerserver 10, eine Mehrzahl von Wasserstofffahrzeugen 2,
an denen eine Mehrzahl von fahrzeugeigenen Terminals 20 angebracht
sind, sowie eine Wasserstofftankstelle 1, in der eine Wasserstoffladeeinheit 30 angeordnet
ist. Gemäß dieser
Ausführung ist
die Anzahl der Wasserstofftankstelle 1 eins, und jene der
Wasserstofffahrzeuge 2 variiert von einigen bis irgendwo
zwischen zehn und zwanzig.
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a. Wasserstofffahrzeug – fahrzeugeigenes
Terminal
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Die
Wasserstofffahrzeuge 2 und die fahrzeugeigenen Terminals 20 werden
zuerst beschrieben. 2 ist eine Figur, die die Struktur
jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 zeigt. 3 zeigt
das Format der Restvolumendaten, die durch jedes der fahrzeugeigenen
Terminals 20 gesendet werden.
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Wie
in 1 gezeigt, sind die fahrzeugeigenen Terminals 20 und
eine Mehrzahl von Wasserstoffbehältern
T an den Fahrzeugen 2 angebracht. Wie in 2 gezeigt,
enthält
jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 eine Steuereinheit 21,
einen Speicher 22, einen Restwasserstoffsensor 23 und
eine Kommunikationseinheit 24.
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Die
Wasserstofffahrzeuge 2, an denen die Wasserstoffbehälter T angebracht
sind, sind z.B. Brennstoffzellenfahrzeuge und Wasserstoffmaschinen-Fahrzeuge,
obwohl sie nicht auf diese Typen beschränkt sind. Ein Brennstoffzellenfahrzeug
mit reformiertem Benzin und ein Brennkraftmaschinenfahrzeug, in
dem sowohl Benzin als auch Wasserstoff verbrannt werden, und an
denen Wasserstoffbehälter T
angebracht sind, werden als Wasserstofffahrzeuge kategorisiert.
Der Grund hierfür
ist, dass sie Wasserstoff als Brennstoff verwenden, der in die Wasserstoffbehälter T geladen
wird, und sie daher in der Lage sind, zur Bewahrung der Umwelt der
Erde beizutragen. Auch sie müssen
durch die Wasserstofftankstelle 1 mit Wasserstoff beladen
werden.
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Die
Steuereinheit 21 jedes der in 2 gezeigten
fahrzeugeigenen Terminals 20 umfasst eine zentrale Prozessoreinheit
(CPU), einschließlich
einer Restwasserstoffinformations-Empfangsfunktion 21a, einer
Restvolumendatengeneratorfunktion 21b und einer Kommunikationsverarbeitungsfunk tion 21c. Der
Speicher 22, der aus RAMs und ROMs zusammengesetzt ist,
speichert die Programme (die Restwasserstoffinformations-Empfangsfunktion 21a,
die Restvolumenatengeneratorfunktion 21b, die Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c,
etc.), die in der Steuereinheit 21 ausgeführt werden,
sowie verschiedene Daten.
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Der
Restwasserstoffsensor (ein Erfassungsmittel zum Erfassen von Wasserstoffvolumen) 23 ist ein
Drucksensor, der den Druck jedes der Wasserstoffbehälter T erfasst
und ihn zu der Steuereinheit 21 als druckreferenzierte
Restvolumeninformation überträgt, wenn
jeder der Wasserstoffbehälter
T vom Hochdrucktyp ist. Andererseits kann der Restwasserstoffsensor 23 ein
Flussratensensor sein, der die Flussrate des verbrauchten Wasserstoffs
erfasst, da eine akkurate Restwasserstoffmenge mit der Einschränkung des
Plateaudrucks von Wasserstoff absorbierenden Legierungen nicht gemessen
werden kann, wenn jeder der Wasserstoffbehälter T vom Metallhydrid-(MH)-Typ ist. Die
Wasserstoffbehälter
T vom Hochdrucktyp sind relativ leicht. Andererseits sind die Wasserstoffbehälter T vom
MH-Typ relativ kompakt. Ein Wasserstoffbehälter vom Hochdrucktyp mit einem
Volumen von 100 Litern kann etwa 35N Kubikmeter Wasserstoff aufnehmen,
wenn er mit einem Druck von 35 MPa beladen wird.
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Die
Kommunikationseinheit 24 jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 ist
ein Sender zum Senden der Restvolumendaten mit dem in 3 gezeigten
Format zu dem Steuerserver 10 durch ein drahtloses Paketkommunikationsnetzwerk,
z.B. PPP (Punkt-zu-Punkt-Protokolle) & TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet
Protocol), das durch einen Kommunikationsträger (Zellulartelefon-Gesellschaft) bereitgestellt
wird. Für
die Kommunikationseinheit 24 sind verschiedene Einheitstypen
im Handel erhältlich.
Es wird eine Methode der drahtlosen Übertragung ausgewählt, da
die Übertragung
der Restvolumendaten durchgeführt
werden sollte, während
das Fahrzeug fährt.
Da eine Kommunikationsgebühr
an den Kommunikationsträger
zu zahlen ist, in Abhängigkeit
von der Menge der gesendeten und empfange nen Pakete, spart die Verwendung
drahtloser Paketkommunikationen Gebühren, wenn kleine Informationsstücke, wie
etwa Restvolumendaten, häufig gesendet
und empfangen werden. Dies ist auch für den Kommunikationsträger vorteilhaft,
da durch die Anwendung einer Funkwelle, die von mehreren Verwendern
nacheinander gesendete Pakete trägt,
eine effiziente Funkwellennutzung erreicht wird.
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Die
Restwasserstoffinformations-Empfangsfunktion 21a der Steuereinheit 21 empfängt die
Restvolumeninformation von dem Restwasserstoffsensor 23.
Die Restvolumendatengeneratorfunktion 21b erzeugt die Restvolumendaten
des in 3 gezeigten Formats auf der Basis der Restvolumeninformation und
der in dem speicher 22 gespeicherten Empfängeradresse.
Von den Restvolumendaten definiert die Empfängeradresse die Adresse des
Steuerservers 10, zu dem die Restvolumendaten gesendet
werden. Die Absenderadresse betrifft die Adresse des Absenders der
Restvolumendaten, die als die ID bzw. Identifikation jedes der Hybridfahrzeuge 2 benutzt
werden kann. Das Restvolumen bezieht sich auf das restliche Wasserstoffvolumen
(N Kubikmeter) jedes der Wasserstoffbehälter T. Die Restvolumendatengeneratorfunktion 21b übersetzt
das Restvolumen in jenes, das in der Einheit von N Kubikmeter ausgedrückt wird.
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Die
Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c sendet die Restvolumendaten,
die mit einem vorbestimmten Timing erzeugt werden, durch die Kommunikationseinheit 24 zu
dem Steuerserver 10. Das vorbestimmte Timing kann einen
EIN-Status des Hauptschalters SW jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 enthalten,
die regulären
Intervalle (regulären
Distanzen) sowie den AUS-Status des Hauptschalters SW. Die Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c hat
die folgenden Funktionen: (1) EIN-AUS-Erfassen des Hauptschalters
SW und Erkennen desselben als das vorbestimmte Timing, (2) Erfassen
eines regulären
Zeitintervalls (z.B. 10 Minuten) durch einen Timer (Zeitglied) und
Erkennen desselben als das vorbestimmte Timing und (3) Senden der
Restvolumendaten, die durch das Hauptschal ter-AUS-Signal getriggert
werden, und Ausschalten des Stroms. "Ein Sendemittel zum Senden des Wasserstoffvolumens
mit einem vorbestimmten Timing durch ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk" bezieht sich auf
die Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c (und die Kommunikationseinheit 24). "Ein Bewertungsdurchführungsmittel,
das in der Lage ist, ein Betriebsende des Wasserstofffahrzeugs zu
erfassen" bezieht
sich auf die Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c.
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b. Steuerserver – Wasserstofftankstelle
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Der
Steuerserver 10 und die Wasserstofftankstelle 1 werden
in Bezug auf die 1, 4 und 5 beschrieben. 4 zeigt
ein Beispiel eines Ladeplans, der durch den Steuerserver 10 erzeugt
wird. 5 zeigt ein Format der Wasserstofffahrzeug-DB,
die in dem Speicher des Steuerservers 10 gespeichert ist. "Eine Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit" gemäß den Ansprüchen bezieht sich
auf den Steuerserver 10.
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Wie
in 1 gezeigt, ist die Wasserstofftankstelle 1 mit
einem Steuerserver ausgestattet, der der zentrale Kern des Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerks
ist. Der Steuerserver 10 enthält eine Hauptsteuereinheit 11,
eine Speichereinheit 12, eine Kommunikationseinheit 13 und
IO-(Eingabe/Ausgabe)-Einheiten
(nicht gezeigt), wie etwa einen Drucker, einen Monitor, eine Tastatur
und eine Maus.
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Die
Hauptsteuereinheit 11 des Steuerservers 10 ist
hauptsächlich
aufgebaut aus einer zentralen Prozessoreinheit (CPU), einschließlich einer
Datenempfangsfunktion 11a, einer Ladeplangeneratorfunktion 11b und
einer Ladeplanausgabefunktion 11c. Die Speichereinheit 12 hat
eine Wasserstofffahrzeug-DB 12a und eine Wasserstoffladeeinheitinformation
(nicht gezeigt). Die Kommunikationseinheit 13 ist aus einem
Terminaladapter und dgl. aufgebaut.
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Die
Datenempfangsfunktion 11a der Hauptsteuereinheit 11 empfängt die
Restvolumendaten, die von jedem der fahrzeugeigenen Terminals 20 jedes
der Wasserstofffahrzeuge 2 durch das drahtlose Paketkommunikationsnetzwerk
und die Kommunikationseinheit 13 übertragen werden. Die Ladeplangeneratorfunktion 11b erzeugt
den in 4 gezeigten Ladeplan auf der Basis des Restvolumens,
das in den empfangenen Restvolumendaten gespeichert ist. Die Ladeplanausgabefunktion 11c verarbeitet den
in 4 gezeigten Ladeplan, um ihn mit dem Drucker (nicht
gezeigt) auszudrucken und ihn auf dem Monitor (nicht gezeigt) anzuzeigen.
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In
dem in 4 gezeigten Ladeplan bezieht sich das Restvolumen
(a) auf das Restvolumen (N Kubikmeter), das in den Restvolumendaten
gespeichert ist, und das Wasserstoffbehältervolumen (b) bezieht sich
auf die Daten (N Kubikmeter), die in der Wasserstofffahrzeug-DB 12a gespeichert
sind. Die Ladeplangeneratorfunktion 11b führt an der
Beladung eine Bewertung aus dahingehend, dass das Beladen jedes
der Wasserstofffahrzeuge 2 in der nahen Zukunft notwendig
ist, wenn das Restvolumen (a) nicht mehr als 30% des Wasserstoffbehältervolumens
(b) ist, was mit einem Kreis in der in 4 gezeigten
Beladebewertungsspalte identifiziert wird. Andererseits bestimmt
sie, dass das Laden in der nahen Zukunft nicht notwendig ist, wenn
das Verhältnis 30% überschreitet,
was mit einem Kreuz in der Spalte identifiziert wird.
-
Das
Vorratsvolumen (e) des Ladeplans der Wasserstofftankstelle 1,
das ist das in einem Puffer einer Wasserstoffladeeinheit 30 bevorratete
Wasserstoffvolumen, wird von Hand durch die Eingabe/Ausgabeeinheit
des Steuerservers 10 eingegeben oder wird von der Wasserstoffladeeinheit 30 in
Echtzeit durch ein LAN-Kabel gesendet (eingegeben). Wenn das Vorratsvolumen
durch das LAN-Kabel eingegeben wird, wird der Steuerserver 10,
der mit einer Netzwerkschnittstellenkarte (NIC) ausgestattet ist, mit
der Wasserstoffladeeinheit 30 verbunden, die mit einem
LAN-kompatiblen Restwasserstoffdetektor (nicht gezeigt) ausgestattet
ist.
-
Die
in der Speichereinheit 12 gespeicherte Wasserstofffahrzeug-DB 12a ist
so formatiert, wie in 5 gezeigt. Das Restvolumen in
dem Format bezieht sich auf jenes, das in den letzten Restvolumendaten
gespeichert ist. Der Typ des Wasserstoffbehälters gibt den Behältertyp
an, wie etwa einen Hochdrucktyp, einen MH-Typ oder ein Hybrid von
Hochdruck- und MH-Typ. Zu der Wasserstofffahrzeug-DB 12a können Wasserstofffahrzeug-Typen
hinzugefügt werden,
wie etwa reiner Wasserstoff-Typ, Reformertyp und Wasserstoffmaschine
etc.
-
Die
Wasserstofftankstelle 1 hat eine Wasserstoffgeneratoreinheit 40,
die durch Elektrolyse aus Wasser Wasserstoff herstellt. In der Nacht,
falls das Sonnenlicht nicht ausreichend ist oder falls allein durch
photovoltaische Stromerzeugung ein Wasserstoffmangel anzunehmen
ist, wird zur Wasserstofferzeugung handelsüblicher Nachtstrom verwendet.
-
c. Betrieb
-
Das
Verfahren zum Steuern/Regeln der oben beschriebenen jeweiligen Dinge
(das Verfahren zur Ladungssteuerung der Wasserstofftankstelle) wird
in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die 6A und 6B sind
Flussdiagramme, die den Funktionsfluss jedes der fahrzeugeigenen
Terminals 20 (der Steuereinheit 21) zeigen: 6A zeigt
die Hauptroutine und 6B die Unterroutine. 7 ist ein
Flussdiagramm, das den Funktionsfluss des Steuerservers 10 zeigt.
-
Der
Betrieb jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 wird zusammen
mit den Flussdiagrammen der 6A und 6B in
Bezug auf die 1–5 beschrieben.
-
Ein
Fahrer steigt in ein Wasserstofffahrzeug 2 ein und schaltet
den Hauptschalter SW ein, um es zu starten. Dann wird das fahrzeugeigene
Terminal 20 initiiert (S11). Die Steuereinheit 21 liest
verschiedene Programme aus dem Speicher 22, wie etwa ein Programm
zum Ausführen
der Restwasserstoffinformations-Empfangsfunktion 21a. Der
Systemcheck wird nach Bedarf durchgeführt. Da das EIN des Hauptschalters
SW einem der vorbestimmten Timings entspricht, sendet die Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c die
Restvolumendaten, die von der Restvolumendatengeneratorfunktion 21b erzeugt sind
(S12).
-
Wie
in der Unterroutine von 6B gezeigt, empfängt die
Restwasserstoffinformations-Empfangsfunktion 21a der Steuereinheit 21 die
Restvolumeninformation von jedem der Wasserstoffbehälter T,
die von dem Restwasserstoffsensor 23 geschickt wird (S21).
Anschließend
erzeugt die Restvolumendatengeneratorfunktion 21b die Restvolumendaten, die
wie in 3 gezeigt formatiert sind, auf der Basis der Restvolumeninformation
(S22). Die Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c befiehlt
der Kommunikationseinheit 24, die erzeugten Restvolumendaten zu
senden (S23). Die Restvolumendaten (Restvolumen) werden hierdurch
zu dem Steuerserver 10 gesendet.
-
Nach
dem Abschluss der Übertragung
der Restvolumendaten in S12 bestimmt das fahrzeugeigene Terminal 20,
ob eine vorbestimmte Zeit (z.B. 10 Minuten) seit der vorherigen Übertragung
der Restvolumendaten abgelaufen ist oder nicht (S13). Im Falle von
NEIN, wartet das fahrzeugeigene Terminal 20 auf das folgende
Timing. Im Falle von JA sendet das fahrzeugeigene Terminal 20 die
Restvolumendaten, die die in 6B gezeigte
Unterroutine ausführen,
da sie das vorbestimmte Timing erfüllt (S21–S23). Das fahrzeugeigene Terminal 20 bestimmt,
ob der Hauptschalter SW eingeschaltet ist oder nicht (S15). Wenn
der Hauptschalter SW nicht AUS ist (NEIN), kehrt das fahrzeugeigene
Terminal 20 zu S13 zurück
und sendet die Restvolumendaten zu jeder Zeitperiode (z.B. 10 Minuten).
Die Restvolumenda ten werden somit zu dem Steuerserver 10 gesendet.
Die Datenübertragung
kann alternativ für eine
vorbestimmte Wegstrecke durchgeführt
werden. Sie kann nämlich
zu vorbestimmten regulären
Intervallen, entweder zeitlich oder wegstreckenmäßig, durchgeführt werden.
-
Wenn
anderreseits in S15 der Hauptschalter SW AUS ist (JA), erkennt die
Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c das Timing, sendet
die Restvolumendaten unter Ausführung
der in 6B gezeigten Unterroutine (S21-S23) und schaltet
den Strom zu der Steuereinheit 21 aus, um hierdurch den
Verbrauch der Stromquelle zu verhindern (S17). Das Wasserstoffvolumen
(Restvolumen) jedes der Wasserstoffbehälter T jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 wird
als Restvolumendaten sicher mit geeignetem Timing zu dem Steuerserver 10 geschickt.
-
Der
Betrieb des Steuerservers 10 wird zusammen mit dem Flussdiagramm
von 7 in Bezug auf die 1–5 beschrieben.
-
Der
Steuerserver 10 wartet auf den Empfang der Restvolumendaten
(Restvolumen) (S31). Wenn der Steuerserver 10 das Restvolumen
empfängt (JA),
erzeugt oder aktualisiert er den Ladeplan auf der Basis der empfangenen
Restvolumendaten, sucht Daten der Wasserstofffahrzeug-DB 12a und der
eingegebenen Daten des Vorratsvolumens (S32). Der Steuerserver 10 zeigt
den Ladeplan auf dem Monitor (nicht gezeigt) (S33) an. Der Ladeplan wird
auf dem Monitor so dargestellt, wie in 4 gezeigt.
Der in 7 gezeigte Steuerfluss wird wiederholt mit Intervallen
von einigen Minuten ausgeführt.
-
Der
Verwalter des Steuerservers 10 kann nun durch die angezeigte
Information auf dem Monitor vorab erkennen, dass eines der Wasserstofffahrzeuge 2 mit
der Registriernummer 04 die Wasserstofftankstelle 1 in
Kürze zum
Beladen besuchen wird. Und er kann den gegenwärtigen Status des Wasserstoffvolumens – einen Überschuss
oder Mangel – auf
der Basis des angezeigten Wasserstoffüberschuss/mangel-Volumens schätzen. Wenn
ein Mangel erwartet wird, erzeugt er Wasserstoff mit der Wasserstoffgeneratoreinheit 40 und
speichert ihn in der Wasserstoffladeeinheit 30. Wenn der
Mangel gering ist, wird der Wasserstoff aus Wasser durch Elektrolyse
unter Verwendung des elektrischen Stroms erzeugt, der allein durch
die photovoltaische Stromerzeugung eines Solarpaneels 40a erzeugt
wird. Wenn der Mangel groß ist,
wird der Wasserstoff unter Verwendung des Nachtstroms erzeugt. Wenn
er noch größer ist,
wird darüber
hinaus zusätzlich
der Tagstrom verwendet, um den Wasserstoff zu erzeugen, obwohl eine
Kostenzunahme die Folge ist.
-
Das
Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystem gemäß der ersten
Ausführung gestattet,
dass die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit 10, die
mit dem Netzwerksystem verbunden ist, vorab mit einer ziemlich genauen
Zeit den Besuch von jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 zum
Laden von Wasserstoff kennt, ohne dass der Fahrer jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 irgendeine
Kenntnis davon hat. Die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit 10 kann
auch den gegenwärtigen
Status des Wasserstoffvolumens – einen Überschuss
oder Mangel – der
Wasserstofftankstelle 1 genau abschätzen. Sie bewirkt die Produktion
(Erzeugung und Vorsorge) von Wasserstoff gemäß dem Plan, um hierdurch zu erlauben,
dass die Wasserstofftankstelle 1 jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 glattgängig ohne
Mangel mit Wasserstoff belädt,
auch wenn die Größe der Wasserstofftankstelle 1 klein
ist. In anderen Worten, die klein bemessene Wasserstofftankstelle 1 kann
das effektive Beladen mit Wasserstoff jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 durchführen, unter
Verwendung des Ladeplans, der durch die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit 10 erzeugt
wird. Andererseits kann ein Fahrer die Fahrt eines Wasserstofffahrzeugs 2 genießen, da
er nicht der Unannehmlichkeit ausgesetzt ist, die durch den Mangel
an der Wasserstofftankstelle 1 verursacht wird, was zur
Unterstützung der
Wasserstofffahrzeuge 2 beiträgt, die für die Umwelt der Erde freundlicher
sind.
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Die
Bewertung der in 4 gezeigten Wasserstoffbeladung
kann auf der Basis des Ladezeitverlaufs jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 durchgeführt werden,
der in der Speichereinheit 12 gespeichert sein kann. Das
Wasserstoffüberschuss/mangelvolumen
des in 3 gezeigten Ladeplans ist kein zwingendes Merkmal.
Wenn dieses Merkmal weggelassen wird, ist die Eingabe des Vorratsvolumens
nicht notwendig.
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Die
Fahrplandaten der Wasserstofffahrzeuge 2 können zu
den Daten hinzugefügt
werden, die jedes der Fahrzeugterminals 20 zu dem Steuerserver 10 sendet
(siehe 11. Die Fahrplandaten enthalten
z.B. die Wegstrecke (oder das Ziel oder den Reiseweg), der für den Tag
geplant werden soll, die der Fahrer durch ein Eingabemittel (nicht
gezeigt) eingibt, wenn er den Hauptschalter SW einschaltet. Der Steuerserver 10 kann
somit eine genauere Bewertung der Wasserstoffbeladung durchführen oder
diese mit einer Vorhersage durchführen, die die Fahrplandaten
berücksichtigt.
-
2. Zweite
Ausführung
-
Die
vorliegende Erfindung gemäß der zweiten
Ausführung
wird in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
-
In
der zweiten Ausführung
wird, zusätzlich
zu dem Prozess der ersten Ausführung,
die Wasserstoffladezeit gesetzt, die zu dem fahrzeugeigenen Terminal
und dem Zellulartelefon des Halters eines Wasserstofffahrzeugs gesendet
wird. Gemäß dieser Ausführung informiert
die Wasserstofftankstelle das Wasserstofffahrzeug über die
Ladezeit, um es dem Fahrer zu erlauben, die Ladezeit zu wählen. Für jene Merkmale
der zweiten Ausführung,
die die gleichen wie in der ersten Ausführung sind, wobei sie die gleichen
Namen und Symbole tragen, werden die Beschreibungen weggelassen.
-
8 ist
eine Gesamtstruktur-Figur, die das Kommunikationsnetzwerk der Wasserstofftankstelle gemäß der zweiten
Ausführung
darstellt, auf die die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit
der vorliegenden Erfindung angewendet wird. 9 ist eine Figur,
die Beispiele eines Ladeplans und einer Ladezeit zeigt, die durch
den in 8 gezeigten Steuerserver erzeugt werden. 10 ist
eine Figur, die das Format der Wasserstofffahrzeug-DB zeigt, die
in der Speichereinheit des in 8 gezeigten
Steuerservers gespeichert ist. 11 ist
eine Figur, die die Struktur des in 8 gezeigten
fahrzeugeigenen Terminals zeigt.
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a. Steuerserver
-
Wie
in 8 gezeigt, hat eine Hauptsteuereinheit 11 eines
Steuerservers 10 gemäß der zweiten Ausführung eine
Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11d. Diese Funktion
gemäß der vorliegenden Ausführung setzt
die jeweiligen Wasserstoffladezeiten für die Wasserstofffahrzeuge 2 auf
der Basis des Wasserstoffladeplans (siehe 9) und sendet
sie per E-Mail zu vorbestimmten Adressen. Die Adressen sind in einer
Wasserstofffahrzeug-DB 12a gespeichert,
wie in 10 gezeigt. Das Timing der Mitteilung
(Senden einer E-Mail) ist z.B. mit der Zeit synchronisiert, zu der
das Wasserstoffüberschuss/mangel-Volumen
des Ladeplans das negative Vorzeichen hat, identifiziert mit einem
in 9 gezeigten schwarzen Dreieck.
-
Die
Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11d teilt dem Fahrer
jedes der Wasserstofffahrzeuge 2, von dem bewertet wird,
dass es beladen werden muss, identifiziert in der Spalte von 9 mit
einem Kreis, die Empfehlung mit, um Wasserstoff zu laden, mit der
Mitteilung "Volles
Aufladen ist nun jederzeit verfügbar", wenn die Wasserstofftankstelle 1 normalerweise
ein ausreichendes Wasserstoffvolumen hat. Für die Wasserstofftankstelle 1 ist
es vorteilhaft, wenn die Beladung durchgeführt wird, während sie einen ausreichenden
Wasserstoffvorrat hat, da dann ein Abweichen von dem Ladeplan verhindert
wird. Wenn ein Mangel an Wasserstoffvolumen auftritt (das Wasserstoffüberschuss/mangel-Volumen
hat ein negatives Vorzeichen, identifiziert mit einem einem schwarzen
Rechteck), auf der Basis davon, ob das Beladen von Wasserstoff für alle Wasserstofffahrzeuge 2 ausgeführt wird,
die in der Spalte der Beladebewertung mit Kreisen identifiziert
sind, gibt die Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion die Prioritätsfolge
für diese
Wasserstofffahrzeuge 2 aus. Die Priorität wird z.B. in der Reihenfolge
des geringsten Restwasserstoffvolumens jedes der Wasserstoffbehälter T gesetzt.
Die Priorität
kann auch unter Berücksichtigung
der Fahrplandaten gesetzt werden, die in der ersten Ausführung beschrieben
sind. Es wird für
jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 auf der Basis der Priorität eine Ladezeit
gesetzt. Die Kapazität
der Wasserstoffgeneratoreinheit 40 wird beim Setzen der
Ladezeit berücksichtigt.
Wenn das Setzen der Ladezeit abgeschlossen ist, wird jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 durch
E-Mail benachrichtigt. Die Mitteilung der Ladezeit liest zum Beispiel "Volles Aufladen verfügbar, wenn
sie am XY (Monat Tag) zum Laden kommen". Die Funktion jeder Aufgabe wird später in Bezug
auf das Flussdiagramm beschrieben.
-
b. Fahrzeugeigenes Terminal
-
Wie
in 11 gezeigt, enthält jedes der fahrzeugeigenen
Terminals 20 der zweiten Ausführung eine Ladezeitempfangsfunktion 21d in
einer Steuereinheit 21. Sie hat auch eine Eingabe/Ausgabeeinheit 25,
die einen Monitor und Steuertasten enthält. Die Ladezeitempfangsfunktion 21d ist
in der Lade, die E-Mail der Ladezeitmitteilung zu empfangen und die
Inhalte der E-Mail
auf dem Monitor der Eingabe/Ausgabeeinheit 25 anzuzeigen.
Diese Funktion kann stattdessen durch durch Zellulartelefone CP
gehandhabt werden, wie in 8 gezeigt.
In diesem Fall kann die Ladezeitmitteilung durch die Zellulartelefone
CP empfangen und angezeigt werden.
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c. Betrieb
-
Der
Betrieb des Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystems
gemäß der zweiten
Ausführung
wird beschrieben, wobei der Steuerserver 10 von den fahrzeugeigenen
Terminals 20 getrennt ist.
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Der
Betrieb des Steuerservers 10 gemäß der zweiten Ausführung wird
in Bezug auf 12 beschrieben. 12 ist
ein Flussdiagramm, das die Schritte zeigt, die der Ladezeitmitteilung
zugeordnet sind.
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Der
Steuerserver 10 erzeugt einen Ladeplan, der die Restvolumendaten
von jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 genauso empfängt wie
die der ersten Ausführung
(siehe 12, S41). Er führt eine Bewertung
durch, ob ein Wasserstoffmangel auftreten könnte oder nicht (S42). Für diesen
Schritt ist eine Ladeplangeneratorfunktion 11b verantwortlich. Normalerweise
kommt ein Wasserstoffmangel nicht vor, wobei die Ladezeitsetz- und
-mitteilungsfunktion 11d per E-Mail die Ladezeitmitteilung, "Volles Aufladen ist
nun jederzeit verfügbar", zu jenen Wasserstofffahrzeugen 2 sendet,
von denen bewertet wird, dass sie beladen werden müssen, identifiziert
mit Kreisen in der Ladungsbewertungsspalte (S43). Die Kontaktadressen,
die in der in 10 gezeigten Wasserstofffahrzeug-DB 12a gespeichert
sind, werden beim Senden der E-Mails genannt. Dies beendet alle
Schritte.
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Wenn
in S42 ein Wasserstoffmangel vorhergesagt wird, gibt die Ladezeitsetz-
und -mitteilungsfunktion 11d jenen Wasserstofffahrzeugen 2 Priorität, die mit
einem Kreis in der Ladebewertungsspalte identifiziert sind (S44),
und bestimmt jede Ladezeit unter Berücksichtigung des generierten
Wasserstoffvolumens (S45). Sie verschickt per E-Mail die Ladezeitmitteilung "Volles Aufladen verfügbar, wenn
sie am XY (Monat, Tag) zum Laden kommen" (S46). Die Kontaktadressen, die in
der in 10 gezeigten Wasserstofffahrzeug-DB 12a gespeichert
sind, werden beim Verschicken der E-Mails genannt. Dies beendet alle Schritte.
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Der
Fluss wird mit vorbestimmten regelmäßigen Intervallen wiederholt
ausgeführt.
Es wird ein Sendeflag vorbereitet, so dass dieselbe Ladezeitmitteilung
in einer vorbestimmten Zeitdauer (z.B. einem Tag) nicht erneut gesendet
werden kann. In diesem Zusammenhang wird ein Ladeplan bei S41 erzeugt, wenn
der in 12 gezeigte Fluss erneut ausgeführt wird.
Die Ladezeitmitteilung wird erneut durchgeführt, wenn der Ladeplan aktualisiert
wird.
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Jedes
der fahrzeugeigenen Terminals 20, zu dem die Ladezeitsetz-
und -mitteilungsfunktion 11d die Ladezeitmitteilung per
E-Mail schickt, empfängt diese
und zeigt sie an. Somit kennt der Fahrer die Ladezeit.
-
Gemäß der zweiten
Ausführung
wird der Fahrer jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 über die
Ladezeit informiert, die auf dem Ladeplan beruht, der durch die
Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11d erzeugt wird,
wenn ein Wasserstoffmangel vorhergesagt wird. Auf diese Weise erfährt der
Fahrer jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 nicht die Unannehmlichkeit
eines Wasserstoffmangels an der Wasserstofftankstelle 1.
Die Wasserstoffbeladung kann glattgängig ohne Wasserstoffmangel
ausgeführt
werden, auch wenn die Größe der Wasserstofftankstelle 1 klein
ist. Anders gesagt, die vorliegende Erfindung gestattet es der Wasserstofftankstelle 1,
die Wasserstofffahrzeuge 2 mit Wasserstoff zu beladen,
ohne die Abmessungen der Tankstelle zu vergrößern.
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Es
ist eine Beschreibung für
den Ansatz der Ladezeitmitteilung in dieser zweiten Ausführung durchgeführt worden,
wobei aber alternativ das zu ladende Wasserstoffvolumen mitgeteilt
werden könnte. Als
das verfügbare
Ladevolumen könnte
das Volumen mitgeteilt werden, das erhalten wird aus dem Wasserstoffvorratsvolumen,
geteilt durch die Anzahl der Wasserstofffahrzeuge 2, die
mit Kreisen in der Ladebewertungsspalte identifiziert sind. Die
Mitteilung ist z.B. "xxN
Kubikmeter Wasserstoff sind nun zum Beladen verfügbar, 80% des Behälters".
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Die
Ladezeitmitteilung kann durch die fahrzeugeigenen Terminals 20 empfangen
werden, die Zellulartelefone CP und Personalcomputer im Büro und zu
Hause.
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3. Dritte
Ausführung
-
Die
dritte Ausführung
wird in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
-
In
der dritten Ausfürhung
sind mehrere Wasserstofftankstellen durch ein Netzwerk verbunden.
für jene
Merkmale der dritten Ausführung,
die die gleichen sind wie in den ersten und zweiten Ausführungen,
welche die gleichen Namen und Symbole tragen, werden die Beschreibungen
weggelassen.
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a. Steuerserver
-
Ein
Steuerserver 10 wird beschrieben. 13 ist
eine Figur, die die Gesamtstruktur des Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystems
gemäß der dritten
Ausführung
zeigt, auf die die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit der vorliegenden Erfindung
angewendet wird. 14 ist eine Figur, die das Format
der Wasserstofffahrzeug-DB zeigt, die in der Speichereinheit des
in 13 gezeigten Steuerservers gespeichert ist. 15 ist
eine Figur, die das Format der Wasserstofftankstellen-DB zeigt,
die in der Speichereinheit des in 13 gezeigten
Steuerservers gespeichert ist.
-
Wie
in 13 gezeigt, ist ein Steuerserver 10A mit
einer Mehrzahl von Wasserstofftankstellen 1A und einer
Mehrzahl von Wasserstofffahrzeugen 2 durch ein Kommunikationsnetzwerk
und ein drahtloses Paketkommunikationsnetzwerk verbunden. Der Steuerserver 10A der
dritten Ausführung
ist an einem ASP (Anwendungs-Service-Provider) installiert, der verschiedene
Anwendungen, wie etwa Straßeninformation,
zu Verwendern liefert (Fah rer, Benzintankstellen, Raststätten, Transportgesellschaften
etc.). Der Betrieb und die Steuerung des Steuerservers 10A wird
durch den ASP durchgeführt.
-
Wie
in 13 gezeigt, enthält eine Hauptsteuereinheit 11A des
Steuerservers 10A der dritten Ausführung eine Datenempfangsfunktion 11Aa,
eine Ladeplangeneratorfunktion 11Ab und eine Ladezeitsetz-
und -mitteilungsfunktion 11Ad. Die Datenempfangsfunktion 11Aa empfängt das
Vorratsvolumen (Wasserstoffvorratsvolumen) von jeder der Wasserstofftankstellen 1A,
zusätzlich
zu dem Restvolumen (Restvolumendaten) von jedem der Wasserstofffahrzeuge 2.
Die Ladeplangeneratorfunktion 11Ab erzeugt einen Ladeplan
für jede
der Wasserstofftankstellen 1A auf der Basis der empfangenen
Restvolumendaten und des Vorratsvolumens. Die Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11Ad erzeugt
eine Ladezeit für
jedes der Wasserstofffahrzeuge 2, die zu jeder der Wasserstofftankstellen 1A zum
Beladen kommen, auf der Basis des Ladeplans jeder der Wasserstofftankstellen 1A.
Die Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11Ad sendet
(mitteilt) die Ladezeit und den Ladeplan zu jeder der Wasserstofftankstellen 1A durch
das Kommunikationsnetzwerk. Sie sendet auch die Ladezeit zu jedem
der fahrzeugeigenen Terminals 20 jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 per E-Mail
durch das drahtlose Paketkommunikationsnetzwerk. Die Details über diese
Prozesse werden später
in Bezug auf das Flussdiagramm beschrieben.
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Die
in einer Speichereinheit 12A gespeicherte Wasserstofffahrzeug-DB 12Aa hat
ein in 14 gezeigtes Format. Sie enthält die Information
der regulären
Wasserstofftankstelle, die aussagt, welche Wasserstofftankstelle
jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 regelmäßig benutzt, was sich von der
zweiten Ausführung
unterscheidet. Der Ladeplan und die Ladezeit werden unter Berücksichtigung
dieser Information erzeugt. Ähnlich
enthält
eine Wasserstofftankstellen-DB 12Ab der Speichereinheit 12A die Daten,
wie etwa die Wasserstofftankstellennummer, Name des Verwalters,
Kapazität
der Wasserstoffgeneratoreinheit, Vorratsvolumen (Wasserstoffvorrats volumen)
und Kontaktadresse. Die reguläre
Wasserstofftankstelle und die Wasserstofftankstellenzahlen werden
miteinander korreliert.
-
Eine
Kommunikationseinheit 13A unterstützt nicht nur die Kommunikation
mit den fahrzeugeigenen Terminals 20 und den Zellulartelefonen
CP, sondern auch Tankstellenterminals 50, die an den Wasserstofftankstellen 1A installiert
sind, durch das Kommunikationsnetzwerk.
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b. Wasserstofftankstelle
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Wie
in 13 gezeigt, ist jede der Wasserstofftankstellen 1A mit
jedem der Tankstellenterminals 50 ausgestattet, die durch
das Kommunikationsnetzwerk mit dem Steuerserver 10A kommunizieren. Jedes
der Tankstellenterminals 50 ist in der Lage, das Wasserstoffvorratsvolumen
jedes der Wasserstofftankstellen 1A zu dem Steuerserver 10A für z.B. jeweils
10 Minuten durch das Kommunikationsnetzwerk zu übertragen. Auch empfängt jedes
der Tankstellenterminals 50 den Ladeplan, der durch den Steuerserver 10A durch
das Kommunikationsnetzwerk gesendet (mitgeteilt) wurde. Jedes der
Tankstellenterminals 50 ist fortlaufend eingeschaltet,
so dass es den Ladeplan (und die Ladezeit) empfangen kann, der von
dem Steuerserver 10A gesendet wird. Jede der Wasserstofftankstellen 10A enthält eine Wasserstoffladeeinheit 30 und
eine Wasserstoffgeneratoreinheit 40 ähnlich jenen der ersten Ausführung (siehe 1).
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c. Fahrzeugeigenes Terminal
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Die
Erläuterung
der fahrzeugeigenen Terminals 20 wird weggelassen, da sie
die gleichen sind wie jene der zweiten Ausführung.
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d. Betrieb
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Der
Betrieb des Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerks gemäß der dritten Ausführung wird
zusammen mit dem in 16 gezeigten Flussdiagramm (Sequenzdiagramm)
in Bezug auf die 13–15 beschrieben.
Dieses Sequenzdiagramm zeigt typischerweise nur eines der fahrzeugeigenen
Terminals 20 (eines der Wasserstofffahrzeuge 2)
und eines der Tankstellenterminals 50 (einer der Wasserstofftankstellen 1A).
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Die
Restvolumendaten werden zu dem Steuerserver 10A durch jedes
der fahrzeugeigenen Terminals 20 jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 durch das
Paketkommunikationsnetzwerk gesendet (S101, siehe 6).
Das Wasserstoffvorratsvolumen wird zu dem Steuerserver 10A durch
jede der Wasserstofftankstellen 1A durch das Kommunikationsnetzwerk
gesendet (S102). Das Zeitintervall der Übertragung beträgt z.B.
10 Minuten. Die Ladeplangeneratorfunktion 11Ab des Steuerservers 10A erzeugt
einen Ladeplan für
jede der Wasserstofftankstellen 1A auf der Basis des Restvolumens
jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 und des Vorratsvolumens
jeder der Wasserstofftankstellen 1A, in Bezug auf die Wasserstofffahrzeug-DB 12Aa und
die Wasserstofftankstellen-DB 12Ab (S103).
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Die
Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11Ad des Steuerservers 10A setzt
die Ladezeit jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 für jede der
Wasserstofftankstellen 1A (S104). Und in S105 sendet (mitteilt) die
Ladezeitsetz- und
-mitteilungsfunktion 11Ad den Ladeplan und die Ladezeit
zu jeder der Wasserstofftankstellen 1A. 17 stellt
das Ausgabebild im Konzept dar, worin der Ladeplan und die Ladezeit
jeder der Wasserstofftankstellen in der in der Figur gezeigten Weise
sendet (mitteilt), wie etwa A Wasserstofftankstelle, B Wasserstofftankstelle,
C Wasserstofftankstelle ... Jedes der Tankstellenterminals 50 ist
auf 24-Stunden-Basis in Betrieb und zeigt den empfangenen Ladeplan
und die Ladezeit auf dem Monitor jeder der Eingabe/Ausgabeeinheiten 25 (siehe 11)
jedes der Tankstellenterminals 50 an (S106). Jede der Wasserstofftankstellen 1A kann nun
ihren eigenen Ladeplan und die Ladezeit erkennen.
-
Ferner
teilt die Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11Ad jedem
der Wasserstofffahrzeuge 2 (fahrzeugeigene Terminals 20)
per E-Mail die Ladezeit mit (S107). Jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 empfängt die
E-Mail und zeigt sie an (S108). Der Fahrer kann somit erkennen,
wann seiner eigenen regulären
Wasserstofftankstelle 1A die Wasserstoffbeladung zur Verfügung steht.
-
Das
Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerk gemäß der dritten
Ausführung
gibt jeder der Wasserstofftankstellen 1A und jedem der
Wasserstofffahrzeuge 2 die gleichen Vorteile, wie sie von der
zweiten Ausführung
erreicht werden. Jede der Wasserstofftankstellen 1A kann
daher jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 glattgängig beladen,
ohne die Abmessungen der Tankstelle zu vergrößern. Auch können die
Wasserstofffahrzeuge 2 die glattgängige Wasserstoffbeladung nutzen.
Die dritte Ausführung
gestattet es jeder der Wasserstofftankstellen 1A, den Server
(den Steuerserver 10A) zur Kommunikation mit den Wasserstofffahrzeugen 2 wegzulassen.
Alles, was die Wasserstofftankstellen 1A benötigen, sind
somit die Tankstellenterminals 50. Ein billiger Personalcomputer
mit einer Browserfunktion ist für
jedes der Tankstellenterminals 50 ausreichend, was ermöglicht,
dass jede der Wasserstofftankstellen 1A eine billige Einrichtung
ist. Obwohl zur Wartung eines Servers die technische Kenntnis allgemein
erforderlich ist, ist jede der Wasserstofftankstellen 1A frei
von den Schwierigkeiten, die mit der Wartung einhergehen, da es
nicht erforderlich ist, an jeder der Wasserstofftankstellen 1A einen
Steuerserver 10A zu installieren. Der ASP, der den Steuerserver 10A betreibt
und steuert, erhält
die notwendigen Gelder zur Wartung in der Form von Gebühren und
Werbungskosten für
die Wasserstofftankstellen 1A und Sponsoren.
-
Für den Fall
der dritten Ausführung
wurde eine Beschreibung durchgeführt,
worin der Ladeplan erzeugt wird, indem eine reguläre Wasserstofftankstelle
für jedes
der Wasserstofffahrzeuge 2 gesetzt wird. Alternativ ist
es möglich,
einen Ladeplan zu erzeugen unter der Annahme, dass jedes der Was serstofffahrzeuge 2 an
der nächsten
der Wasserstofftankstellen 1A beladen wird, unter Verwendung
der Positionierungsdaten von jedem der Wasserstofffahrzeuge 2,
die durch GPS etc. erhalten sind.
-
4. Vierte
Ausführung
-
Die
vierte Ausführung
wird in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
-
In
der vierten Ausführung
ist eine Mehrzahl von Wasserstofftankstellen durch ein Netzwerk
verbunden, um hierdurch zu erlauben, dass eine Wasserstofffahrzeug
auf dem Wege mit Wasserstoff beladen wird, wenn das Wasserstofffahrzeug
eine lange Strecke fährt.
Für jene
Merkmale, die die gleichen sind wie jene der ersten bis dritten
Ausführungen,
die die gleichen Namen und Symbole tragen, werden die Beschreibungen
weggelassen.
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18 ist
eine Figur, die die Gesamtstruktur eines Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystems
zeigt, auf das die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung angewendet wird. 19 ist
eine Figur, die das Format der Wasserstofftankstellen-DB zeigt,
die in dem Steuerserver gespeichert ist.
-
a. Steuerserver
-
Ein
Steuerserver 10A gemäß der vierten Ausführung wird
beschrieben.
-
Der
Steuerserver 10A der in 18 gezeigten
vierten Ausführung
empfängt
die Ladeanfrage über
die Verfügbarkeit
von Wasserstofftankstellen 1A von Wasserstofffahrzeugen 2 (fahrzeugeigenen
Terminals 20) und Zellulartelefonen CP. Der Steuerserver 10A teilt
jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 eine Liste von zum Laden
verfügbarer
Wasserstofftankstellen 1A mit, die sich in der Nähe der Fahrzeugposition
befinden, wobei er eine Wasserstofftankstellen-DB 12Ab auf
der Basis der Positionierungsdaten, die in der Ladeanfrage enthalten
sind, sucht.
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Eine
Hauptsteuereinheit 11 des Steuerservers 10A hat
eine Ladefähigkeits-Wasserstofftankstellen-Mitteilungsfunktion 11Ae,
die hauptsächlich für das Antworten
auf die Ladeanfrage verantwortlich ist. Eine Wasserstofftankstellen-DB 12Ab der
Speichereinheit 12A hat das in 19 gezeigte
Format. Das Wasserstoffmangelvolumen, das in der Wasserstofftankstellen-DB 12Ab gespeichert
ist, bezieht sich auf das Wasserstoffmangelvolumen des in den 4 und 9 gezeigten
Ladeplans. Die Ladefähigkeits-Wasserstofftankstellen-Mitteilungsfunktion 11Ae erstellt
eine Liste der ladefähigen
Wasserstofftankstellen 1A, die ein größeres Wasserstoffvolumen haben
als es ausreicht, um mehr als die Hälfte jeder der Wasserstoffbehälter T jedes
der Wasserstofffahrzeuge 2 zu beladen, und teilt jedem
der fahrzeugeigenen Terminals 20 die Liste mit. Wenn die
Liste der ladefähigen
Wasserstofftankstellen erzeugt wird, können die in der Nähe eines
Wasserstofffahrzeugs befindlichen Wasserstofftankstellen erhalten
werden, unter Verwendung der allgemein angewendeten Methode mit
der Postleitzahlen-Datenbank.
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Die
Ladefähigkeits-Wasserstofftankstellen-Mitteilungsfunktion 11Ae empfängt die
Wasserstofftankstellen-Auswahlinformation, die, in Antwort auf die
mitgeteilten ladefähigen
Wasserstofftankstellen, von den fahrzeugeigenen Terminals 20 gesendet wird.
Sie schickt auch die empfangene Wasserstofftankstellen-Auswahlinformation
zu den ausgewählten
Wasserstofftankstellen 1A und weist die Ladeplangeneratorfunktion 11Ab an,
den Ladeplan zu aktualisieren.
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b. Fahrzeugeigenes Terminal
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Die
Steuereinheiten 21 der Fahrzeugterminals 20 sind
browserfähig,
wobei sie bei dem Steuerserver 10A über das Laden und die Auswahl
der Wasser stofftankstellen 1A anfragen, zusätzlich zu den
Funktionen der zweiten und dritten Ausführungen.
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c. Betrieb
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Der
Betrieb des Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystems
gemäß der vierten
Ausführung
wird zusammen mit dem in 20 gezeigten
Flussdiagramm in Bezug auf die 1, 8, 19, 21 und 22 beschrieben. 20 ist
ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerks
gemäß der vierten
Ausführung
darstellt. 21 ist eine Seite, die die Ladeanfrage
zeigt, die auf dem fahrzeugeigenen Terminal angezeigt wird. 22 ist
eine Seite, die die Liste der ladefähigen Wasserstofftankstellen
zeigt, die auch auf dem fahrzeugeigenen Terminal angezeigt wird.
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Es
wird für
die vierte Ausführung
angenommen, dass jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 fortlaufend
das Restvolumen zu dem Steuerserver 10A schickt. Und jede
der Wasserstofftankstellen 1A schickt fortlaufend das Vorratsvolumen
zu dem Steuerserver 10A.
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Wie
in 20 gezeigt, greift jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 auf
den Steuerserver 10A zu, um nach Service anzufragen (S121).
Die Schritte des Anfragens nach Service sind die gleichen wie jene,
die allgemein beim drahtlosen Internet angewendet werden. Der Steuerserver 10A schickt
die Daten der in 21 gezeigten Ladeanforderungsseite (S122).
Die angenäherte
gegenwärtige
Position jeder der Wasserstofffahrzeuge 2 wird eingegeben,
wenn die durch den Steuerserver 10A gesendete Ladeanforderungsseite
auf jedem der fahrzeugeigenen Terminals 20 angezeigt wird
(S123). In 21 wird z.B. "Utsunomiya city" eingegeben. Und
jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 sendet die gegenwärtige Position
(S124). Die Schritte S122-S124 können weggelassen
werden, wenn durch GPS er fasste Positionierungsdaten gesendet werden,
während
in S121 nach Service angefragt wird, oder während das Restvolumen gesendet
wird.
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Der
Steuerserver 10A (die Ladefähigkeits-Wasserstofftankstellen-Mitteilungsfunktion 11Ae)
erzeugt die Ladefähigkeits-Wasserstofftankstellen-Information in Bezug
auf die Wasserstofffahrzeug-DB 12Aa und die Wasserstofftankstellen-DB 12Ab,
wenn der Steuerserver 10A die gegenwärtige Position jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 empfängt (S125).
Der Steuerserver 10A sendet dann die Ladefähigkeits-Wasserstofftankstellen-Information
zu jedem der fahrzeugeigenen Terminals 20A (S126). Auf jedem
der fahrzeugeigenen Terminals 20A wird die in 22 gezeigte
Seite angezeigt. Der Fahrer kann nun die Wasserstofftankstellen 1A erkennen,
die sich nahe seiner gegenwärtigen
Position befinden und zur Wasserstoffbeladung zur Verfügung stehen.
Der Fahrer wählt
die Wasserstofftankstelle, an der er sein Wasserstofffahrzeug beladen
möchte
(S127). Das fahrzeugeigene Terminal sendet die Daten der gewählten Wasserstofftankstelle
zu dem Steuerserver 10A (S128). Der Steuerserver 10A sendet
die Daten der gewählten
Wasserstofftankstelle, wenn der Steuerserver 10A diese
empfängt
(S129). Die gewählte Wasserstofftankstelle
kann somit vorab erkennen, dass das Wasserstofffahrzeug, das nicht
erwartet worden ist, zur Wasserstoffbeladung kommt, um hierdurch
das Beladen vorbereiten zu können.
Der Steuerserver 10A aktualisiert den Ladeplan (S130).
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Die
vierte Ausführung
kann viele Vorteile erreichen, da ein Fahrer eine ladefähige Wasserstofftankstelle
durch das Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystem leicht
herausfinden kann, auch wenn er mit seinem Wasserstofffahrzeug eine Langstreckenfahrt
durchführt.
Die Wasserstofftankstelle, die ein ausreichendes Vorratsvolumen
hat, wird ausgewählt,
so dass ein glattes Beladen ohne Mangel durchgeführt werden kann. Es ist auch
möglich,
ein unerwartetes Beladen zu verhindern, was für die Wasserstofftankstellen 1A wünschenswert
ist.
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In
der vierten Ausführung
verschickt jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 die Anfrage über die Wasserstoffbeladung.
Die Information über
die ladefähigen
Wasserstofftankstellen kann stattdessen auch nach Wunsch durch den
Steuerserver 10A jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 zugeführt werden. Der
Steuerserver 10A besitzt immer das Restwasserstoffvolumen
jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 und bestimmt, wenn ein
Beladen erforderlich ist, wobei er das Ergebnis in der Ladebewertungsspalte
anzeigt. Somit ist es möglich,
die Liste der ladefähigen
Wasserstofftankstellen zu den fahrzeugeigenen Terminals 20 zu
verschicken, die diese anzeigen, wie in 22 gezeigt,
und um die Wasserstoffbeladung für ein
Wasserstofffahrzeug zu empfehlen, wenn es als Fahrzeug, das beladen
werden muss, mit einem Kreis in der Ladebewertungsspalte identifiziert
wird. Es ist somit möglich,
das Auftreten von Fahrschwierigkeiten aufgrund von Kraftstoffmangel
zu verhindern.
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Statt
der fahrzeugeigenen Terminals 20 können Zellulartelefone CP und
mobile Personalcomputer verwendet werden, mit denen der Steuerserver 10A kommuniziert.
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In
der vierten Ausführung
sucht ein Fahrer während
der Fahrt nach Wasserstofftankstellen 1A. Sie kann so modifiziert
werden, dass der Fahrer die Wasserstofftankstellen 1A reservieren
kann, bevor er losfährt.
Insbesondere wird die in 21 gezeigte Ladeanfrageseite
in eine Ladereservierungsseite modifiziert, so dass der Fahrer das
Ziel eingeben kann und der Steuerserver 10A eine Liste
von Wasserstofftankstellen 1A anzeigen kann, die sich in
geeigneten Gebieten befinden, und eine Reservierung akzeptieren
kann. Es ist somit möglich,
das unerwartete Beladen an den Wasserstofftankstellen 1A zu verhindern,
um hierdurch die plangemäße Wasserstoffbeladung
zu ermöglichen.
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Es
wird nun aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, dass die
vorliegende Erfindung nicht auf die oben diskutierten, besonders
dargestellten Ausführungen
(die ersten bis vierten Ausführungen) beschränkt ist
und in zahlreichen modifizierten Formen ausgeführt werden kann.
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Der
Wasserstoff kann erzeugt werden durch Betrieb einer Wasserstoffgeneratoreinheit 40 gemäß einer
Tabelle, die den Arbeitspegel der Wasserstoffgeneratoreinheit 40 (siehe 1)
auf der Basis des Wasserstoffüberschuss/mangel-Volumens
und der Kapazität
der Wasserstoffgeneratoreinheit 40 definiert, wie etwa
der in 23 gezeigten Wasserstoffgeneratoreinheit-Arbeitsmustertabelle,
die den Pegel des Wasserstoffüberschuss/-mangel-Volumens
und des Arbeitsmusters definiert. In diesem Zusammenhang bedeutet "ein Produktionsplanmittel,
das einen Produktionsplan für
die Wasserstoffgeneratoreinheit vorbereitet" die Definition des Pegels der Wasserstoffgeneratoreinheit-Arbeitsmustertabelle.
Die Tabelle kann mit der Wasserstoffgeneratoreinheit 40 integriert
sein, so dass sie automatisch betrieben werden kann. Die Wasserstoffgeneratoreinheit 40 ist nicht
auf eine Elektrolysebauart beschränkt, sondern Generatoren, die
Stadtgas (Methangas) verwenden und Methanol reformieren, können Alternativen
sein. Für
eine Wasserstofftankstelle kann jede Art von Wasserstoffgeneratoreinheit
angewendet werden. Wenn eine Solarpaneele 40a zur photovoltaischen Stromerzeugung
verwendet wird, kann ein anderer Arbeitspegel von sowohl Nacht-
als auch Tagstrom definiert werden, wenn es regnerisch oder bewölkt ist,
einschließlich
der Daten der Wettervorhersage.
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In
den dritten und vierten Ausführungen
(siehe 13) ist eine dritte Organisation,
die auf Netzwerk-bezogenes Gewerbe, wie etwa den ASP, spezialisiert
ist, für
den Betrieb und die Steuerung des Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerks verantwortlich.
Stattdessen kann eine gewerbliche Einheit von Wasserstofftankstellen
das Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerk
betreiben und steuern. Es kommt nicht darauf an, ob die gewerbliche
Einheit eine Tankstelle oder mehrere Tankstellen hat.
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Jeder
der Steuerserver 10 und 10A (siehe 1 und 13)
ist nicht notwendigerweise aus einer Computereinheit aufgebaut.
Sie können
stattdessen aus dezentralisierten Computern aufgebaut sein, die
durch LAN und WAN verbunden sind. Auch ist die jeweilige Position
der Steuerserver 10 und 10A nicht notwendigerweise
eingeschränkt.
Der Steuerserver 10 befindet sich an der Wasserstofftankstelle 1,
wie in 1 gezeigt, kann sich jedoch auch in einer anderen
Stadt (einem fremden Land) befinden, die von der Position der Wasserstofftankstelle 1 weit
entfernt ist.
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Das
Restvolumen (die Restvolumendaten) kann von jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 zu
dem Steuerserver 10 durch jede der Wasserstofftankstellen 1A der
dritten und vierten Ausführungen
(siehe 13) geschickt werden. Es kommt
nicht darauf an, wie der mittlere Kommunikationsweg für das Restvolumen
gewählt
wird, das von jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 zu dem Steuerserver 10 gesendet
wird. Anders gesagt, der Server und der Routen (Zugriffspunkt und
Relaispunkt), durch die das Restvolumen (die Restvolumendaten) laufen,
sind nach Belieben ausgewählt.
Dies gilt auch für
die erste Ausführung. Ähnlich kann
das Vorratsvolumen durch die mehreren Wasserstofftankstellen 1A nacheinander
zu dem Steuerserver 10A geschickt werden.
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Wenn
ein Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerk zwischen den verschiedenen
Wasserstofftankstellen in der Nachbarschaft eingerichtet ist, ist
die reguläre
Wasserstofftankstelle der in 14 gezeigten
Wasserstofffahrzeug-DB unnötig. Unter
den Bedingungen einer kleinen Anzahl von Wasserstofftankstellen 1A ist
es leicht zu schätzen, welches
Wasserstofffahrzeug zu welcher Wasserstofftankstelle zum Beladen
kommt. (Es besteht eine geringe Möglichkeit, dass der auf der
Basis der Schätzung
erzeugte Ladeplan von dem Original abweichen wird.)
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Wenn
in den ersten bis vierten Ausführungen (siehe 1 und 13)
ein unerwartetes Wasserstofffahrzeug zu einer Wasserstofftankstelle
zum Beladen kommt, kann die Anordnung so sein, dass die Wasserstofftankstelle
andere ladefähige
Wasserstofftankstellen in das Wasserstofffahrzeug eingibt.
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Wenn
ein unerwartetes Wasserstofffahrzeug zu einer Wasserstofftankstelle
zum Beladen kommt, kann die Anordnung auch so sein, dass die Wasserstofftankstelle
das Fahrzeug mit Wasserstoff auch dann belädt, wenn sein Wasserstoffüberschuss/mangel-Volumen
ein negatives Vorzeichen hat (schwarzes Rechteck). Das unerwartete
Beladen spiegelt sich in dem Ladeplan direkt wider, und hierdurch
wird der Ladeplan aktualisiert. Somit wird gemäß dem neuen Ladeplan ein glattgängiges Beladen
mit Wasserstoff ohne Mangel vorgesehen. Dies spiegelt sich auch
in dem Wasserstoffüberschuss/mangel-Pegel der
Wasserstoffgeneratoreinheit 40 wider (in der in 23 gezeigten
Wasserstoffgeneratoreinheit-Arbeitspegelmustertabellel, und hierdurch
wird der Pegel aktualisiert. Somit kann der benötigte Wasserstoff gemäß dem neuen
Pegel produziert werden. Obwohl die Ladefähigkeits-Wasserstofftankstellen-Information
(siehe 22) auf der Basis der Wasserstofftankstellen
erzeugt wird, deren Wasserstoffüberschuss/mangel-Volumina
die positiven Vorzeichen in der vierten Ausführung haben (siehe 18),
kann sie auch auf der Basis anderer zusätzlicher Wasserstofftankstellen
der negativen Vorzeichen erzeugt werden.
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Andere
Kombinationen zwischen den ersten bis vierten Ausführungen
und Varianten davon können
Alternativen sein.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit
anzugeben, die in der Lage ist, die Wasserstofffahrzeuge mit Wasserstoff
glattgängig
zu beladen, um hierdurch die weite Verwendung von Wasserstofffahrzeugen
zu unterstützen,
die für
die Umwelt der Erde vorteilhaft sind. Die vorliegende Erfindung
sieht einen Steuerserver (Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit) 10A vor,
der in der Lage ist, durch ein Kommunikationsnetzwerk mit einer
Mehrzahl von Wasserstoff fahrzeugen 2 zu kommunizieren,
die mit Wasserstoff in fahrzeugeigenen Wasserstoffbehältern T
fahren, die an einer Mehrzahl von Wasserstofftankstellen 1A beladen
werden, und mit der Mehrzahl von Wasserstofftankstellen 1A,
die mit Wasserstoffladeeinheiten ausgestattet sind. Der Steuerserver 10A enthält eine Kommunikationseinheit 13A zum
Empfangen eines Restvolumens von jedem der fahrzeugeigenen Wasserstoffbehälter T,
das von jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 durch das Kommunikationsnetzwerk
gesendet wird, eine Datenempfangsfunktion 11Aa, eine Wasserstofffahrzeug-DB 12Aa,
die eine reguläre Wasserstofftankstelle
jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 speichert, eine Ladeplangeneratorfunktion 11Ab zum
Erzeugen eines Ladeplans für
jede der Wasserstofftankstellen 1A auf der Basis des Restvolumens sowie
eine Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11Ad zum Senden
des Ladeplans für
jede der Wasserstofftankstellen 1A durch das Kommunikationsnetzwerk.