DE4113806C2 - Vorrichtung zum automatischen Betanken von Kraftfahrzeugen in einer Befüllstation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automati­ schen Betanken von Kraftfahrzeugen in einer Befüllsta­ tion nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei dieser bekannten Vorrichtung (US-PS 3 642 036) wird der Datenträger der Groblokalisiereinrichtung von der stationsseitigen Empfangseinheit erfaßt, welche die Da­ ten dem Rechner übermittelt. Mit seiner Hilfe wird das Handhabungsgerät zusammen mit der Zapfpistole in die Nähe des Befüllstutzens des Kraftfahrzeuges bewegt. Inner­ halb des Einführbereiches des Befüllstutzens befindet sich das Positionselement der Feinlokalisiereinrichtung.

Es ist auch eine Vorrichtung bekannt (DE-OS 39 30 981), bei der an der Abgabeeinrichtung ein Fernsensor als Grob­ lokalisiereinrichtung vorgesehen ist, der die Außenwand der Karosserie des zu betankenden Fahrzeuges überprüft. Außer der Entfernung der Karosseriefläche prüft er auch, ob diese Fläche zumindest im Bereich üblicher Befüll­ stutzenpositionen eine geschlossene Fläche ist oder Un­ terbrechungen aufweist, die als geöffnete Tankklappe zu interpretieren sind. Am Handhabungsgerät ist ein Nah­ feldsensor vorgesehen, der für den Tankvorgang eine Ko­ dierung am Tankstutzen des Kraftfahrzeuges abtastet.

Es ist ferner eine Vorrichtung zum automatischen Betan­ ken von Kraftfahrzeugen bekannt (US-PS 3 095 020), bei der mit einem Positionsarm ein Rad des zu betankenden Kraftfahrzeuges abgetastet wird. Sobald der Positionsarm am Kraftfahrzeug anliegt, wird davon ausgegangen, daß eine Zapfhülse einem Kupplungsteil einer Tankleitung des Kraftfahrzeuges genau gegenüberliegt, so daß die Tank­ hülse mit dem Kupplungsteil verbunden werden kann. Darum können mit dieser Vorrichtung nur solche Kraftfahrzeuge betankt werden, bei denen der Abstand zwischen abzuta­ stendem Kraftfahrzeug und Kupplungsteil einer Tanklei­ tung jeweils gleich ist. Fahrzeuge mit hiervon unter­ schiedlichen Abständen bedürfen einer anderen Ausbildung des Positionsarmes.

Es ist auch bekannt (EP-PS 0 204 384), einen Transponder in der Nähe des Einlasses oder Auslasses eines Tankes anzuordnen und durch eine Antenne abzufragen. Der Trans­ ponder enthält Angaben über die Art des im Tank gelager­ ten Stoffes. Ferner kann er Daten über die zum Tanken berechtigten Personen enthalten.

Es ist ferner bekannt (DE-OS 29 29 129), über Sensorein­ richtungen Kupplungseinheiten eines Fahrzeuges und einer Betriebsstation automatisch zusammenzuführen, wobei zur Längspositionierung des Fahrzeuges eine Mulde in der Fahrbahn und zur Querpositionierung Führungen in der Fahrbahn oder Abtast­ einrichtungen vorgesehen sein können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungs­ gemäße Vorrichtung so auszubilden, daß zur Feinlokali­ sierung des Befüllstutzens des Kraftfahrzeuges die Lage ihres Positionierelementes in bezug auf den Befüllstut­ zen beliebig sein kann.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Der Datenträger der Groblokalisiereinrichtung enthält als Daten die Lage des Positionselementes der Feinloka­ lisiereinrichtung relativ zum kraftfahrzeugseitigen Be­ zugspunkt (beispielsweise des Vorderrades des Kraftfahr­ zeuges) sowie die Lage des Befüllstutzens des Kraft­ fahrzeuges relativ zum Positionselement. Die stations­ seitige Empfangseinheit liest die auf dem Datenträger gespeicherten Daten und übermittelt sie dem Rechner. Aufgrund dieser Daten kann er die genaue Lage des Be­ füllstutzens ermitteln, so daß das Handhabungsgerät die Zapfpistole genau in den Befüllstutzen einführen kann. Das Positionselement selbst kann an den unterschiedlich­ sten Lagen des Kraftfahrzeuges vorgesehen sein, da seine Lage relativ zum kraftfahrzeugseitigen Bezugspunkt sowie die Lage des Befüllstutzens relativ zum Positionselement auf dem Datenträger der Groblokalisiereinrichtung ge­ speichert sind.

Mit der Vorrichtung können Kraftfahrzeuge mit den erforderlichen flüssigen oder gasförmigen Betriebsstoffen betankt werden. Unter Betriebsstoffe sind nicht nur die für den Betrieb des Kraftfahrzeuges selbst notwendigen Stoffe, sondern bei­ spielsweise auch Nutzladungen zu verstehen, wie Heizöl, Benzin, Flüssiggas und dergleichen, die in Tanks von Tankfahrzeugen transportiert werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung und in Draufsicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum automa­ tischen Betanken von Kraftfahrzeugen.

Das zu betankende Kraftfahrzeug 1 ist mit einem Datenträger 2 versehen, der an einer beliebigen Stelle des Kraftfahr­ zeuges vorgesehen sein kann. Er enthält in noch zu be­ schreibender Weise wesentliche Daten des Kraftfahrzeuges, die von einer Antenne 3 einer Befüllstation 4 abgefragt werden können. Die Befüllstation 4 hat eine Führung 5 für das Kraftfahrzeug 1. Diese Führung 5 wird im Ausführungsbei­ spiel durch eine Führungsleiste gebildet, die auf der Fahr­ bahn angeordnet ist und dem Fahrer des Kraftfahrzeuges 1 beim Einfahren in die Befüllstation 4 als Einfahrhilfe dient. Die Befüllstation 4 ist mit einer Abgabeeinrichtung 6 versehen, die ein oder mehrere Zapfsäulen aufweist. Außerdem ist die Abgabeeinrichtung 6 mit einer Sende- und Empfangsanlage 7 ausgestattet, die als Peileinrichtung für ein am Kraft­ fahrzeug vorgesehenes Positionselement 8 dient. Dieses ist vorteilhaft ein passiver Transponder, kann aber auch jedes andere geeignete Positionselement sein. Es befindet sich in der Nähe eines Befüllstutzens 9 des Kraftfahrzeuges 1.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist an dem in Einfahr­ richtung 10 vorderen Bereich der Befüllstation 4 eine Grob­ positioniereinrichtung 11 für das Kraftfahrzeug 1 vorgesehen. Bevorzugt wird diese Grobpositioniereinrichtung 11 durch eine elektrische Schaltleiste gebildet, die in der Fahrbahn der Befüllstation angeordnet ist. Das Kraftfahrzeug 1 wird so in die Befüllstation 4 gefahren, daß mindestens eines seiner Räder 12 auf dieser Schaltleiste 11 zum Stehen kommt. Diese Schaltleiste ist an einen Rechner 14 angeschlossen, der beispielsweise an einem Display anzeigt, wenn eines der Fahrzeugräder 12 auf der Schaltleiste 11 zu stehen kommt. Dann kann in diesem Display dem Fahrer angezeigt werden, daß er nun das Fahrzeug 1 anhalten muß.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel befindet sich diese Grob­ positioniereinrichtung 11 im Boden einer Mulde 13, die sich von der Abgabeeinrichtung 6 aus in Richtung auf die Führung 5, vorzugsweise bis zur Führung 5, erstreckt. Sie liegt quer zur Einfahrrichtung 10 und gewährleistet, daß das Kraftfahrzeug 1 zuverlässig mit seinem Rad 12 auf der Grobpositioniereinrichtung 11 zu stehen kommt. Eine be­ sondere Anzeige am Rechnerdisplay ist in diesem Fall nicht erforderlich, da der Fahrer des Kraftfahrzeuges deutlich merkt, wenn er mit seinem Rad 12 in die Mulde 13 gelangt. Sobald das Fahrzeug 1 mit seinem Rad 12 auf der Grobpositio­ niereinrichtung 11 zu stehen kommt, gibt sie ein Signal an den Rechner 14. Dadurch erhält er eine Information darüber, daß ein Fahrzeug 1 in die Befüllstation 4 eingefahren ist.

Um eine erste Information über den Abstand des Kraftfahr­ zeuges 1 von der Abgabeeinrichtung 6 zu erhalten, ist die Grobpositioniereinrichtung 11 durch eine aus mehreren Schutzleistensegmenten 11a bis 11c bestehende elektrische Schaltleiste gebildet, wobei nur dasjenige Schalt­ leistensegment ein Signal abgibt, auf dem das Fahrzeugrad 12 aufsteht. Da diese Schaltleistensegmente 11a bis 11c quer zur Einfahrrichtung 10 hintereinander, d. h. in Einfahrrichtung 10 gesehen nebeneinander, liegen, kann somit ein­ fach der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und der Abgabeeinrichtung 6 festgestellt werden.

Durch die beschriebene Grobpositioniereinrichtung 11 wird so­ mit nach dem Einfahren des Kraftfahrzeuges 1 in die Be­ füllstation 4 eine grobe Positionsbestimmung des Kraft­ fahrzeuges 1 durchgeführt.

Die Befüllstation 4 hat wenigstens ein Handhabungs­ gerät 15, das an sich bekannt ist und das eine Zapfpistole der Zapfsäule in der Abgabeeinrichtung 6 erfassen, in den Be­ füllstutzen des Kraftfahrzeuges 1 stecken und nach dem Tanken wieder zur Zapfsäule zurückführen und dort ablegen kann. Dieses Handhabungsgerät 15 ist ebenso wie die Sende- und Empfangsanlage 7 an den Rechner 14 angeschlossen.

Zum Betanken wird das Kraftfahrzeug 1 in Einfahrrichtung 10 in die Befüllstation 4 gefahren. Mittels der Führung 5 wird die Orientierung des Kraftfahrzeuges 1 in Einfahrrichtung 10 und damit in Fahrzeuglängsrichtung grob festgelegt. Das Fahrzeug 1 wird so in die Befüllstation 4 gefahren, daß sein rechtes Vor­ der- und Hinterrad im Bereich zwischen der Führung 5 und der Abgabeeinrichtung 6 oder einer weiteren Führung liegen. Das Fahrzeug wird so weit gefahren, bis das vordere rechte Rad 12 in die Mulde 13 gelangt. Die Grobpositioniereinrichtung 11 in der Mulde 13 gibt dann ein entsprechendes Signal an den Rechner 14. Je nach dem, welches Schaltleistensegment 11a bis 11c das Signal abgibt, wird eine Information darüber erhalten, welchen Abstand das Kraft­ fahrzeug 1 quer zur Einfahrrichtung 10 von der Abgabeein­ richtung 6 hat. Außerdem wird durch dieses Signal dem Rechner 14 mitgeteilt, daß ein Fahrzeug 1 in der Befüllstation 4 steht. Somit sind die Freiheitsgrade des Kraftfahrzeuges 1 in der Fahrbahnebene grob bestimmt.

Während der Einfahrt des Kraftfahrzeuges 1 in die Befüll­ station 4 oder nach dessen Stillstand in der Mulde 13 wird der passive Datenträger 2 über die Antenne 3 abgefragt. Der passive Datenträger 2 enthält als wichtigste Informationen die Kraftstoffart, mit der dieses Fahrzeug betankt werden muß und die Position des Positionselementes 8 relativ zu dem in der Mulde 13 befindlichen Rad 12 und die Position des Befüllstutzens 9 relativ zur Positionselement 8. Diese Informationen erhält der Rechner 14 über die Antenne 3 der Befüllstation 4.

Zusätzlich kann der Datenträger 2 in bekannter Weise (EP-PS 0 204 384) weitere Daten enthalten. So kann der Datenträger Angaben über den Kraftfahrzeugtyp, die Kraftfahrzeugart, die Füllgeschwindigkeit während des Tankvorganges oder über Ölstand, Füllstand im Tank, über Bremsflüssigkeit, über Zustand der Zündkerzen und der­ gleichen enthalten.

Wesentlich ist aber, daß anhand des Datenträgers 2 die Lage des Positionselementes 8 in bezug auf das in der Mulde 13 befindliche Rad 12 und somit die ungefähre Lage des Befüllstutzens 9 erhalten wird.

Nach dem Abfragen des Datenträgers 2 durch die Antenne 3 ist es somit bekannt, wo sich der Befüllstutzen 9 in bezug auf das Kraftfahrzeugrad 12 befindet. Zusammen mit der über die Grobpositioniereinrichtung 11 ermittelten Fahrzeug­ position in der Befüllstation 4 liegt damit auch die Position des Befüllstutzens 9 in der Befüllstation 4 grob fest.

Diese grobe Positionsbestimmung des Befüllstutzens 9 reicht jedoch für einen automatischen Andockvorgang der Zapfpistole an den Befüllstutzen 9 nicht aus, weil Toleranzen durch verbleibende Positionierungsungenauigkeiten des Kraft­ fahrzeuges 1 und unterschiedliche Beladungs- und Fahrwerks­ zustände die genaue Position des Befüllstutzens 9 unsicher machen. So kann beispielsweise das Kraftfahrzeug 1 nicht exakt parallel zur Einfahrrichtung 10 stehen, sondern unter einem Winkel. Ferner kann durch Reifenart, Reifenluftdruck, durch den Zustand von Stoßdämpfern, von Federn und dgl. ebenfalls die Position des Befüllstutzens 9 variieren. Aus diesem Grunde ist das Positionselement 8 vorge­ sehen, mit der die Lage des Befüllstutzens 9 exakt erfaßt werden kann.

Das Positionselement 8 ist bevorzugt ein passiver Transponder, der mit der Sende- und Empfangsanlage 7 in der Abgabeeinrichtung 6 gepeilt werden kann. Dieses Peil­ verfahren mit Hilfe eines Transponders und einer Sende- und Empfangsanlage ist an sich bekannt und wird darum nicht näher beschrieben. Die Peilung des Transponders (8) liefert nunmehr die genaue Position des Befüllstutzens 9 in bezug auf die Abgabeeinrichtung 6. Die Sende- und Empfangsanlage 7 liefert die empfangenen Signale an den Rechner 14, der diese mit den vom Datenträger 2 und von der Grobpositionierein­ richtung 11 gelieferten Signalen der Ablaufsteuerung für das Handhabungsgerät 15 zur Verfügung stellt. Nach dieser ein­ deutigen Positionsbestimmung des Befüllstutzens 9 kann das Handhabungsgerät 15 alle nötigen Vorgänge zur Öffnung des gesamten Verschließmechanismus des Befüllstutzens 9 ein­ schließlich evtl. vorhandener Abdeckungen oder Klappen, zum Ankoppeln der Zapfpistole, zum Starten des Tankvor­ ganges, zum Abkoppen der Zapfpistole und zum Verschließen des Befüllstutzens 9 einschließlich evtl. Abdeckungen oder Klappen automatisch durchführen. Alle Informationen, die durch den Datenträger 2, die Grob­ positioniereinrichtung 11 und das Positionselement 8 (Transponder) dem Rechner 14 geliefert werden, werden dann der Ablaufsteuerung für das Handhabungsgerät 15 zu­ geführt. Es kann dann den Tankvorgang in der beschriebenen Weise vollautomatisch durchführen.

Zur genauen Lagebestimmung des Befüllstutzens 9 ist eine Abtastung der Außenkontur des Kraftfahrzeuges 1 hinsichtlich Länge und Breite nicht erforderlich. Es kann jede mit einem Datenträger 2 und einem Positions­ element 8 entsprechend ausgestattete Art von Kraftfahrzeug, bei­ spielsweise Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Omnibusse und dgl., vollautomatisch betankt werden. Der Datenträger 2 liefert die Informationen hinsichtlich der Position des Positionselementes bzw. Transponders 8 relativ zum in der Mulde 13 stehenden Rad 12 und hinsichtlich der Position des Befüllstutzens 9 relativ zum Transponder 8. Außerdem wird durch Peilung des Transponders 8 mittels der Sende- und Empfangsanlage 7 die genaue Position des Befüllstutzens 9 unter Berück­ sichtigung der vom Datenträger 2 gelieferten Informationen exakt ermittelt. Es kommt darum auf die Kenntnis der Länge des Kraftfahrzeuges 1 oder auf die Kenntnis des Abstandes des Befüllstutzens 9 beispielsweise vom Heck des Kraftfahr­ zeuges 1 nicht an. Darum werden Fehlfunktionen beispielsweise aufgrund baulicher Änderungen der Außenkontur des Kraftfahrzeugs 1 weitgehend vermieden.

Da es auf die Abmessungen des Kraftfahrzeuges 1 an sich nicht ankommt, kann der Datenträger 2 an beliebigen Stellen des Kraft­ fahrzeuges angebracht sein. Der Datenträger 2 und das Positionselement bzw. der Transponder 8 können z. B. auf einem gemeinsamen Träger angeordnet oder jeweils für sich als funktionale Einheit am Kraftfahrzeug ange­ bracht sein.

Sobald das Kraftfahrzeug 1 mit seinem einen Rad 12 die Mulde 13 und damit die Grobpositioniereinrichtung 11 verläßt, gibt diese ein entsprechendes Signal an den Rechner 14. Sollte versehentlich während eines Befüll­ vorganges das Kraftfahrzeug 1 aus der Mulde 13 heraus­ fahren, wird durch dieses Signal über den Rechner 14 das Handhabungsgerät 15 schlagartig zurückgezogen, um eine Beschädigung des Kraftfahrzeuges 1 bzw. seines Befüllstutzens 9 und/oder des Handhabungsgerätes 15 zu verhindern.

Die Grobpositioniereinrichtung 11 kann auch an dem in Einfahrrichtung 10 rückwärtigen Bereich der Befüllstation 4 angeordnet sein, so daß das Kraftfahrzeug 1 in diesem Falle mit einem seiner hinteren Räder auf dieser Grob­ positioniereinrichtung steht. Der beschriebene Befüll­ vorgang wird dadurch nicht geändert.

Bei Ausbildung der Grobpositioniereinrichtung 11 als Schaltleiste mit quer zur Einfahrrichtung 10 hintereinander angeordneten Schaltleistensegmenten 11a, 11b, 11c haben die Segmente quer zur Einfahrrichtung 10 eine Länge von etwa der Breite der Reifenaufstandsfläche, die in der Größenordnung von etwa 10 bis 15 cm liest. Die ent­ sprechende Länge dieser einzelnen Schaltsegmente 11a bis 11c kann auch kürzer sein, so daß eine genauere Grobpositionierung des Kraftfahrzeuges 1 möglich ist.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum automatischen Betanken von Kraftfahr­ zeugen (1) in einer Befüllstation, mit wenigstens einer Abgabe­ einrichtung (6) für den Betriebsstoff, mit einer Fahrspur neben der Abgabeeinrichtung (6) für das zu betankende Kraft­ fahrzeug (1), mit mindestens einer Grobpositioniereinrich­ tung (11) für das Kraftfahrzeug (1), mit einer einen am Kraft­ fahrzeug (1) vorgesehenen Datenträger (2) aufweisenden Grobloka­ lisiereinrichtung (2, 3) zur Heranführung mindestens eines von einem Rechner (14) gesteuerten Handhabungsgerätes (15) an einen Befüllstutzen (9) des Kraftfahrzeuges (1), mit einer stations­ seitigen Empfangseinheit (3), welche die Daten des Datenträ­ gers (2) der Groblokalisiereinrichtung (2, 3) dem Rechner (14) übermit­ telt, mit einer zur genauen Lagebestimmung des Befüll­ stutzens (9) des Kraftfahrzeuges (1) dienenden Feinlokalisier­ einrichtung (7, 8), die ein kraftfahrzeugseitiges Positionsele­ ment (8) und eine stationsseitige Sende- und Empfangsein­ richtung (7) aufweist, die an den Rechner (14) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger (2) der Grob­ lokalisiereinrichtung (2, 3) die Lage des Positionsele­ mentes (8) der Feinlokalisiereinrichtung (7, 8) relativ zu einem kraftfahrzeugseitigen Bezugspunkt (12) und die Lage des Befüllstutzens (9) des Kraftfahrzeuges (1) re­ lativ zum Positionselement (8) als Daten enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionselement (8) ein Transponder ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionselement (8) nahe dem Befüllstutzen (9) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grobpositionierein­ richtung (11) eine quer zur Einfahrrichtung (10) des Kraftfahrzeuges (1) in der Fahrbahn liegende Schalt­ leiste ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltleiste (11) quer zur Einfahrrichtung (10) hintereinander liegende Schaltleistensegmente (11a bis 11c) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Einfahr­ richtung (10) gemessene Länge jedes Schaltleisten­ segmentes (11a bis 11c) etwa der Breite einer Reifenaufstandsfläche entspricht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grobpositionierein­ richtung (11) in einer quer zur Einfahrrichtung (10) in der Fahrbahn sich erstreckenden Mulde (13) für mindestens ein Kraftfahrzeugrad (12) liegt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger (2) als kraftfahrzeugseitigen Bezugspunkt das auf der Grob­ positioniereinrichtung (11) stehende Kraftfahrzeug­ rad (12) enthält.