EP3661781A1 - Vorrichtung und verfahren zum erfassen eines betriebszustandes sowie kraftfahrzeug - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum erfassen eines betriebszustandes sowie kraftfahrzeug

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EP3661781A1
EP3661781A1 EP19742161.3A EP19742161A EP3661781A1 EP 3661781 A1 EP3661781 A1 EP 3661781A1 EP 19742161 A EP19742161 A EP 19742161A EP 3661781 A1 EP3661781 A1 EP 3661781A1
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EP
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motor vehicle
operating state
energy converter
detected
designed
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Withdrawn
Application number
EP19742161.3A
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French (fr)
Inventor
Juri Pawlakowitsch
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60W2710/24—Energy storage means

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for detecting an operating state of a motor vehicle, the motor vehicle having an electrical energy converter and a chemical energy converter.
  • the invention further relates to a motor vehicle with a device for detecting an operating state.
  • Devices and methods for detecting an operating state are known in principle. It is therefore an object of the present invention to provide a device and a method for detecting an operating state of a motor vehicle, as well as a motor vehicle, which improve the known devices and methods.
  • a device for detecting an operating state of a motor vehicle the motor vehicle having an electrical energy converter and a chemical energy converter
  • the device comprising: an operating detection device which is designed to provide an operating state of the chemical energy converter To capture motor vehicle; a position detection device which is designed to detect the position of the motor vehicle; and a transmission device that is designed to send a message to a location remote from the motor vehicle in response to a detected operating state and the detected position.
  • a chemical energy converter is an energy converter which is designed to convert the energy contained in a chemical source or in a chemical carrier, for example into a mechanical rotational energy.
  • a chemical energy source is typically a fossil energy source, such as a petroleum-based fuel, such as gasoline or diesel, or a natural gas fuel.
  • the chemical energy converter is a conventional internal combustion engine. This can either drive one or more axles of the motor vehicle directly, or alternatively it can be designed as a so-called range extender. Det and be the rotational energy to a generator to receive electrical energy. The electrical energy can then either be used directly to drive an electric motor or stored in an accumulator.
  • the chemical energy source or the chemical energy carrier hydrogen and the chemical energy converter is an engine driven by hydrogen, for example a hydrogen combustion engine, or as a fuel cell.
  • the chemical energy carrier or the chemical source is typically stored in one or more tanks designed for this purpose, for example a gasoline or diesel tank or a hydrogen tank, from which the chemical energy carrier is then made available to the chemical energy converter.
  • An electrical energy converter is designed - analogously to the chemical energy converter - to convert the energy contained in an electrical source or an electrical carrier, for example also into a mechanical rotational energy.
  • An electrical energy source is, for example, a battery or an accumulator.
  • the electrical energy converter is typically an electrical motor or an electrical machine which generates a rotational energy from electrical energy and thereby drives one or more axles of the motor vehicle.
  • the operating detection device is designed to detect the operating state of the actual energy converter of the motor vehicle.
  • An operating state of the chemical energy converter is either “on” or “off”. In the “on” operating state, the energy converter is operated, ie it consumes or converts energy; in the operating state "off", the energy converter is not operated, so it stands still and / or does not use or convert any energy.
  • the chemical energy converter is an internal combustion engine
  • the operating state “on” means that the engine is running and “off” means that the engine is not running.
  • the operating status can be recorded in various ways, either individually or in combination. For example, it is possible to detect the operating state via a rotation sensor on one or more driven axes.
  • the operating state can also be detected via a voltage or current applied to the generator connected to it. Detection of an exhaust gas in the exhaust gas flow of the internal combustion engine is also possible. borrowed. It can also be determined whether a chemical energy source or the chemical energy source is being used, for example via a fill level sensor in the tank or a flow sensor in an inflow line to the chemical energy converter.
  • the motor vehicle can be designed as a so-called hybrid vehicle, where it typically has three operating modes: a purely electrical operating mode in which the operating state of the chemical energy converter is “off” and that of the electrical energy converter “on”, a purely chemical operating mode in which the operating state of the electrical energy converter is “off” and that of the chemical energy converter is “on”, and a hybrid mode in which both the operating state of the chemical energy converter and that of the electrical energy converter is “on” at least at times, be it for the purpose of a combined on - Drive or for purely electrical drive by the electrical energy converter and to charge a battery by the chemical energy converter, for example as a range extender.
  • the position detection device is designed to detect the position of the motor vehicle.
  • the position detection device can be arranged, for example, in or on the motor vehicle.
  • the position detection device is designed to detect the position of the motor vehicle in geographic coordinates.
  • the position typically relates to a specific area or is typically detected by the position detection device or ascertains whether or not the current position of the motor vehicle is in a specific area.
  • a database is stored in the position detection device, for example, or the position detection device has access to a database in which the possible geographic coordinates that relate to the specific area are stored.
  • the specific area can be, for example, an area with special requirements for motor vehicles, for example an area with restricted access and / or an inner city area.
  • the transmitting device is designed to send a message to a location remote from the motor vehicle in response to a detected operating state and the detected position.
  • the sending device is typically designed to send the message via a wireless radio system.
  • the message can be Car2X communication, for example Car2 infrastructure communication.
  • the wireless radio system can be, for example, a mobile radio system, for example 2G, 3G, 4G, etc.
  • the message can also be sent via Bluetooth, WLAN or another wireless communication standard.
  • the message typically contains the detected position of the motor vehicle and the detected operating state of the chemical energy converter.
  • the message can also contain further information, for example a driven speed, a measured average speed, a measured consumption of the chemical energy converter, a measured quantity of chemical energy carriers, a measured quantity of electrical energy carriers and / or further the motor vehicle, the chemical one Energy converter and / or data or information relating to the electrical energy converter.
  • further information for example a driven speed, a measured average speed, a measured consumption of the chemical energy converter, a measured quantity of chemical energy carriers, a measured quantity of electrical energy carriers and / or further the motor vehicle, the chemical one Energy converter and / or data or information relating to the electrical energy converter.
  • the location distant from the motor vehicle is typically one or more servers, which are arranged, for example, in a central data center and receive messages from several motor vehicles there and evaluate them.
  • the server (s) at the remote location is managed by an agency or government agency that controls emissions in inner city areas.
  • a vehicle owner or fleet operator controls or has access to the server or servers at the remote location.
  • the device has the advantage that a third, independent body can record, control or check whether a motor vehicle is operating a chemical energy converter in an inner city or restricted area or with a switched on chemical energy converter in an inner city or restricted area drives in and thereby causes emissions. This also makes it possible to levy certain taxes or fees on the motor vehicle owner and / or driver.
  • the device can be developed in that the position detection device is designed to detect the position by means of a navigation satellite system.
  • the position detection device comprises a GPS reception device which is designed to calculate the geographical position of a satellite on the basis of the GPS system.
  • This development has the advantage that the position of the motor vehicle can be detected particularly precisely and particularly quickly.
  • the device can be further developed in that the position detection device is designed to detect the position by means of a signal received from a remote location.
  • the position detection device has, for example, a receiving device which is designed to receive a wireless signal.
  • the reception can be implemented, for example, by a mobile radio system, for example 2G, 3G, 4G, etc.
  • the signal can also be received via Bluetooth, WLAN or another wireless communication standard.
  • the position detection device can receive the position of the motor vehicle by driving through or by passing a Bluetooth or WLAN beacon or a toll station, which is arranged at a fixed location with a known position.
  • This development has the advantage that the position of the motor vehicle can be detected particularly easily and inexpensively.
  • This further development has the advantage that it works independently of a satellite connection, for example in tunnels.
  • the device can be further developed in that the position detection device is designed to detect the position via an image detection device, such as a camera, integrated in the vehicle.
  • the camera captures an image of the surroundings at regular intervals or continuously and compares this with stored digital images.
  • the camera can recognize an entry sign or an exit sign and thus the position at least to the extent that the vehicle is in an inner-city area that may be restricted to entry or in an extra-urban area that is not restricted to entry.
  • the device can be further developed in that the position detection device is designed to detect the position relative to a position of one or more other motor vehicles. In this case, at least one of the vehicles surrounding the motor vehicle has detected its position, for example by means of one of the examples given above.
  • the position detection device then receives the position from another motor vehicle surrounding the motor vehicle, for example via a Car2X communication message, here for example a Car2Car communication message.
  • This further training has the advantage that it is particularly fast, redundant and unaffected by faults.
  • the device can be further developed in that the transmitting device is designed to periodically send messages to the remote location in response to a detected changed operating state and / or to a detected changed position. For example, it can be used to check or record whether and when the chemical energy converter may be switched off or no longer operated. As an alternative or in addition, it can be checked or ascertained whether and when the motor vehicle has left a specific area again.
  • the messages can be repeated after a waiting time of 5, 10, 60 or 120 seconds, for example.
  • a message can either be sent periodically when the operating state of the chemical energy converter is “off”, that is to say the motor vehicle is operated purely electrically, the message not being sent, ie no longer being transmitted, as soon as or as long as the operating state of the chemical Energy converter is "on”, ie the motor vehicle is in a hybrid - or purely chemical operating state.
  • a message cannot be sent as long as the operating state of the chemical energy converter is “off”, that is to say the motor vehicle is operated purely electrically, the message being sent periodically as soon as or as long as the operating state of the chemical energy converter is “on” the motor vehicle in a hybrid or purely chemical company.
  • This development has the advantage that it can be continuously checked or ascertained whether the motor vehicle is still located in an inner-city or restricted area and / or continues to operate the chemical energy converter. As a result, the fees or taxes charged can be billed particularly precisely.
  • the operational detection device, the position detection device and the transmission device can be partially or completely computer-implemented or can be designed as an integrated circuit.
  • the object mentioned at the outset is achieved by a method for detecting an operating state of a motor vehicle, the motor vehicle having an electrical energy converter and a chemical energy converter, and the method comprising the following steps: detecting an operating state of the chemical energy converter of the motor vehicle ; Detecting a position of the motor vehicle; and in response to the detected operating state and the detected position: sending a message to a location remote from the motor vehicle.
  • the method can be further developed in that the position is recorded by means of a navigation satellite system.
  • the method can be developed in that the position is detected by means of a signal received from a remote location.
  • the method can be developed in that the position is captured by means of an image capturing device.
  • the method can be developed in that the position is detected relative to a position of another motor vehicle.
  • the method can be further developed by periodically sending messages to the remote location in response to a detected changed operating state or to a detected changed position.
  • a motor vehicle comprising: an electrical energy converter; a chemical energy converter; and a device for detecting an operating state of the motor vehicle, comprising: an operating detection device configured to detect an operating state of the chemical energy converter of the motor vehicle; a position detection device configured to detect the position of the motor vehicle; and a transmission device which is designed to send a message to a location remote from the motor vehicle in response to a detected operating state and to the detected position.
  • the device for detecting an operating state which is included in the motor vehicle, can also be developed in accordance with one or more of the further developments described above for the device.
  • FIG. 1 shows a schematic view of at least one embodiment of the device according to the invention and of the motor vehicle according to the invention
  • FIG. 4 shows a schematic sequence of an alternative embodiment of the method according to the invention.
  • the motor vehicle 1 shows a schematic view of an embodiment of the device according to the invention and of the motor vehicle 1 according to the invention.
  • the motor vehicle 1 is a hybrid vehicle with a chemical energy converter and an electrical energy converter (neither of which is shown).
  • the motor vehicle 1 furthermore has a device (not shown) which has an operating detection device, a position detection device and a transmitting device.
  • the operating detection device is designed to detect whether the chemical energy converter is being operated, ie whether it is switched on.
  • the position detection device is designed to detect the current position of motor vehicle 1. This is achieved by the position detection device calculating the position of the motor vehicle with the aid of the navigation satellite system 20.
  • the position detection device receives the position from a remote location 30, in this case a Bluetooth beacon, which is arranged at a fixed position and whose position is known.
  • the transmitting device is designed to send a message to a location 10 distant from the motor vehicle by means of a mobile radio system.
  • This remote location is 10 a data center with several servers 1 1.
  • the remote location 10 to which the message is sent may be the same as the remote location 30 from which the position is received.
  • step 101 an operating state of a chemical energy converter of a motor vehicle is detected by an operating detection device.
  • Decision 102 checks whether the chemical energy converter is in operation, i.e. whether it is switched on. If no, the process returns to step 101 and it is repeated, if necessary after a waiting time of 5, 10,
  • step 103 the position of the motor vehicle is detected by a position detection device.
  • Decision 104 checks whether the position of the motor vehicle is in a specific area. If no, the method returns to step 101 and the operating state of the chemical energy converter is recorded again, possibly after a waiting time of 5, 10, 60 or 120 seconds. If so, the method proceeds to step 105.
  • step 105 a message is sent by a transmitting device to a location remote from the motor vehicle.
  • the method 100 begins again at step 101, possibly after a waiting time of 5, 10, 60 or 120 seconds.
  • the operating state is recorded or checked periodically and only continues with step 103 of the position detection if it is recorded as “on”. This is particularly suitable for motor vehicles in which the chemical energy converter is rarely operated, for example in the form of a range extender.
  • step 201 the position of the motor vehicle is detected by a position detection device.
  • Decision 202 checks whether the position of the motor vehicle is in a specific area. If no, the method returns to step 201 and the position is detected again, possibly after a waiting time of 5, 10, 60 or 120 seconds. If so, the method goes to step 203.
  • an operator Detection device detects an operating state of a chemical energy converter of a motor vehicle.
  • Decision 204 checks whether the chemical energy converter is in operation, ie whether it is switched on. If no, the process returns to step 201 and it is repeated, if necessary after a waiting time of 5, 10,
  • step 205 a message is sent to a location remote from the motor vehicle.
  • the method 200 begins again at step 201, possibly after a waiting time of 5, 10, 60 or 120 seconds.
  • the position is recorded or checked periodically and only continues with step 203 of the operation detection if it is detected as being in a specific area. This is particularly suitable for motor vehicles in which the chemical energy converter is operated frequently and / or with which it is frequently entered and / or extended in certain areas.
  • step of position detection and of operation detection may be repeated alternately periodically, if necessary after a waiting time of 5, 10, 60 or 120 seconds.
  • FIG. 4 shows a schematic sequence of an alternative embodiment of the method 300 according to the invention.
  • the steps for detecting an operating state of the chemical energy converter of the motor vehicle are shown here 301 and the detection of a position of motor vehicle 303 are not carried out sequentially or serially, but in parallel.
  • it is thus checked periodically, regularly or continuously at the same time in decisions 302 and 304 whether the chemical energy converter is in operation, ie whether it is switched on, and whether the position of the motor vehicle is in a specific area. Only if both queries are answered with yes is a message sent in step 305 to a location remote from the motor vehicle.
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Abstract

Vorrichtung zum Erfassen eines Betriebszustandes eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug einen elektrischen Energiewandler und einen chemischen Energiewandler aufweist und wobei die Erfassungsvorrichtung umfasst: eine Betriebserfassungsvorrichtung, die ausgebildet ist, einen Betriebszustand des chemischen Energiewandlers des Kraftfahrzeugs zu erfassen; eine Positionserfassungsvorrichtung, die ausgebildet ist, die Position des Kraftfahrzeugs zu erfassen; und eine Sendevorrichtung, die ausgebildet ist, in Reaktion auf einen erfassten Betriebszustand und auf die erfasste Position eine Nachricht an einen von dem Kraftfahrzeug entfernten Ort zu versenden.

Description

Vorrichtunq und Verfahren zum Erfassen eines Betriebszustandes
sowie Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Erfassen eines Be- triebszustandes eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug einen elektrischen Energiewandler und einen chemischen Energiewandler aufweist. Weiter betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zum Erfassen eines Betriebszu- standes.
Vorrichtungen und Verfahren zum Erfassen eines Betriebszustandes sind prinzipiell bekannt. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung so- wie ein Verfahren zum Erfassen eines Betriebszustandes eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die bzw. das bekannte Vorrichtungen und Verfah- ren verbessert.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Erfassen eines Betriebszu- standes eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug einen elektrischen Energie- wandler und einen chemischen Energiewandler aufweist und wobei die Vorrichtung umfasst: eine Betriebserfassungsvorrichtung, die ausgebildet ist, einen Betriebszu- stand des chemischen Energiewandlers des Kraftfahrzeugs zu erfassen; eine Positi- onserfassungsvorrichtung, die ausgebildet ist, die Position des Kraftfahrzeugs zu er- fassen; und eine Sendevorrichtung, die ausgebildet ist, in Reaktion auf einen erfass- ten Betriebszustand und auf die erfasste Position eine Nachricht an einen von dem Kraftfahrzeug entfernten Ort zu versenden.
Ein chemischer Energiewandler ist ein Energiewandler, der ausgebildet ist, die in einer chemischen Quelle oder in einem chemischen Träger enthaltene Energie um- zuwandeln, beispielsweise in eine mechanische Rotationsenergie. Eine chemische Energiequelle ist typischerweise eine fossile Energiequelle, wie beispielsweise ein auf Erdöl, wie beispielsweise Benzin oder Diesel, oder auf Erdgas basierender Brennstoff. In diesem Fall ist der chemische Energiewandler eine herkömmliche Brennkraftmaschine. Diese kann entweder direkt eine oder mehrere Achsen des Kraftfahrzeugs antreiben, oder alternativ als sogenannter Range-Extender ausgebil- det sein und die Rotationsenergie einem Generator zuführen, um elektrische Energie zu erhalten. Die elektrische Energie kann dann entweder direkt genutzt werden, um einen elektrischen Motor anzutreiben, oder in einem Akkumulator gespeichert wer- den. Alternativ ist die chemische Energiequelle bzw. der chemische Energieträger Wasserstoff und der chemische Energiewandler ein durch Wasserstoff angetriebener Motor, beispielsweise ein Wasserstoffverbrennungsmotor, oder als Brennstoffzelle realisiert. Der chemische Energieträger bzw. die chemische Quelle ist typischerweise in einem oder mehreren dafür ausgebildeten Tanks gespeichert, beispielsweise ei- nem Benzin- oder Dieseltank oder einem Wasserstofftank, von dem aus der chemi- sche Energieträger dann dem chemischen Energiewandler bereitgestellt wird.
Ein elektrischer Energiewandler ist - analog zum chemischen Energiewandler - aus- gebildet, die in einer elektrischen Quelle oder einem elektrischen Träger enthaltene Energie umzuwandeln, beispielsweise ebenfalls in eine mechanische Rotationsener- gie. Eine elektrische Energiequelle ist beispielsweise eine Batterie oder ein Akkumu- lator. Der elektrische Energiewandler ist typischerweise ein elektrischer Motor bzw. eine elektrische Maschine, die aus elektrischer Energie eine Rotationsenergie er- zeugt und dadurch eine oder mehrere Achsen des Kraftfahrzeugs antreibt.
Die Betriebserfassungsvorrichtung ist ausgebildet, den Betriebszustand des ehern i- schen Energiewandlers des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Ein Betriebszustand des chemischen Energiewandlers ist entweder„an“ oder„aus“. In dem Betriebszustand „an“ wird der Energiewandler betrieben, er verbraucht also Energie bzw. wandelt die- se um; in dem Betriebszustand„aus“ wird der Energiewandler nicht betrieben, er steht also still und/oder verbraucht bzw. wandelt keine Energie. Für den Fall, dass es sich bei dem chemischen Energiewandler um eine Brennkraftmaschine handelt, be- deutet der Betriebszustand„an“, dass der Motor läuft, und„aus“, dass der Motor nicht läuft. Der Betriebszustand kann über verschiedenste Wege erfasst werden, entweder einzeln oder in Kombination. Beispielsweise ist es möglich, den Betriebszustand über einen Rotationssensor an einer oder mehreren angetriebenen Achsen zu erfassen.
Im Falle eines Range-Extenders kann der Betriebszustand auch über eine an dem damit verbundenen Generator anliegende Spannung bzw. Strom erfasst werden . Auch eine Erfassung eines Abgases im Abgasstrom der Brennkraftmaschine ist mög- lieh. Ebenso kann erfasst werden, ob ein chemischer Energieträger bzw. die chemi- sche Energiequelle verbraucht wird, beispielsweise über einen Füllstandsensor im Tank oder einen Durchflusssensor in einer Zuflussleitung zu dem chemischen Ener- giewandler.
Das Kraftfahrzeug kann als sogenanntes Hybridfahrzeug ausgebildet sein, wobei es typischerweise drei Betriebsmodi aufweist: einen rein elektrischen Betriebsmodus, in dem der Betriebszustand des chemischen Energiewandlers„aus“ und der des elektrischen Energiewandlers„an“ ist, einen rein chemischen Betriebsmodus, in dem der Betriebszustand des elektrischen Energiewandlers„aus“ und der des chemi- schen Energiewandlers„an“ ist, und einen Hybridmodus, in dem zumindest zeitweise sowohl der Betriebszustand des chemischen Energiewandlers als auch der des elektrischen Energiewandlers„an“ ist, sei es zum Zwecke eines kombinierten An- triebs oder zum rein elektrischen Antrieb durch den elektrischen Energiewandler und zum Aufladen eines Akkumulators durch den chemischen Energiewandler, be i- spielsweise als Range-Extender.
Die Positionserfassungsvorrichtung ist ausgebildet, die Position des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Die Positionserfassungsvorrichtung kann beispielsweise in bzw. an dem Kraftfahrzeug angeordnet sein. Die Positionserfassungsvorrichtung ist dabei ausge- bildet, die Position des Kraftfahrzeugs in geographischen Koordinaten zu erfassen. Die Position betrifft typischerweise ein bestimmtes Gebiet bzw. wird typischerweise durch die Positionserfassungsvorrichtung erfasst oder ermittelt, ob die aktuelle Posi- tion des Kraftfahrzeugs in einem bestimmten Gebiet liegt, oder nicht. Dazu ist in der Positionserfassungsvorrichtung beispielsweise eine Datenbank hinterlegt bzw. hat die Positionserfassungsvorrichtung Zugriff auf eine Datenbank, in der die möglichen geographischen Koordinaten hinterlegt sind, die das bestimmte Gebiet betreffen. Bei dem bestimmten Gebiet kann es sich beispielsweise um ein Gebiet mit besonderen Anforderungen für Kraftfahrzeuge handeln, beispielsweise um ein einfahrtsbe- schränktes und/oder innerstädtisches Gebiet. Dieses bestimmte Gebiet kann bei- spielsweise besondere, typischerweise höhere Abgasemissionsvorschriften aufwei- sen, als andere, beispielsweise ländliche Gebiete, wie beispielsweise eine Autobahn. Die Sendevorrichtung ist ausgebildet, in Reaktion auf einen erfassten Betriebszu- stand und auf die erfasste Position eine Nachricht an einen von dem Kraftfahrzeug entfernten Ort zu versenden. Die Sendevorrichtung ist dabei typischerweise ausge- bildet, die Nachricht über ein drahtloses Funksystem zu verschicken. Beispielsweise kann es sich bei der Nachricht um eine Car2X-Kommunikation handeln, zum Beispiel eine Car2lnfrastructure-Kommunikation. Das drahtlose Funksystem kann beispiels- weise ein Mobilfunksystem sein, beispielsweise 2G, 3G, 4G, etc. Alternativ oder zu- sätzlich kann die Nachricht auch über Bluetooth, WLAN oder einen anderen drahtlo- sen Kommunikationsstandard versendet werden. Die Nachricht enthält typische r- weise die erfasste Position des Kraftfahrzeugs und den erfassten Betriebszustand des chemischen Energiewandlers. Die Nachricht kann auch weitere Informationen enthalten, beispielsweise eine gefahrene Geschwindigkeit, eine gemessene Durch- schnittsgeschwindigkeit, einen gemessenen Verbrauch des chemischen Energie- wandlers, eine gemessene Menge an chemischen Energieträgern, eine gemessene Menge an elektrischen Energieträgern und/oder weitere das Kraftfahrzeug, den chemischen Energiewandler und/oder den elektrischen Energiewandler betreffende Daten bzw. Informationen.
Der von dem Kraftfahrzeug entfernte Ort ist typischerweise ein oder mehrere Server, der bzw. die beispielsweise in einem zentralen Rechenzentrum angeordnet sind und dort Nachrichten von mehreren Kraftfahrzeugen empfangen und diese auswerten. Beispielsweise wird der oder die Server an dem entfernten Ort von einer Behörde oder einer Regierungsstelle verwaltet, die Emissionen in innerstädtischen Bereichen kontrolliert. Alternativ oder zusätzlich kontrolliert ein Fahrzeugeigentümer oder Flot tenbetreiber den oder die Server an dem entfernten Ort bzw. hat Zugriff darauf.
Die Vorrichtung hat den Vorteil, dass eine dritte, unabhängige Stelle erfassen, kon- tnollieren oder überprüfen kann, ob ein Kraftfahrzeug in einem innerstädtischen bzw. einfahrtsbeschränkten Gebiet einen chemischen Energiewandler betriebt bzw. mit angeschaltetem chemischen Energiewandler in ein innerstädtisches bzw. einfahrts- beschränktes Gebiet einfährt und dadurch Emissionen verursacht. Hierdurch ist es weiter möglich, bestimmte Steuern oder Gebühren gegenüber dem Kraftfahrzeug ha I- ter und/oder -führer zu erheben. Die Vorrichtung kann dadurch fortgebildet werden, dass die Positionserfassungsvor- richtung ausgebildet ist, die Position mittels eines Navigationssatellitensystems zu erfassen. Beispielsweise umfasst die Positionserfassungsvorrichtung eine GPS- Empfangsvorrichtung, die ausgebildet ist, die geographische Position von einem Sa- telliten auf Basis des GPS-Systems zu berechnen.
Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass die Position des Kraftfahrzeugs besonders genau und besonders schnell erfasst werden kann.
Die Vorrichtung kann dadurch fortgebildet werden, dass die Positionserfassungsvor- richtung ausgebildet ist, die Position mittels eines von einem entfernten Ort empfan- genen Signals zu erfassen. Dazu weist die Positionserfassungsvorrichtung bei- spielsweise eine Empfangsvorrichtung auf, die ausgebildet ist, ein drahtloses Signal zu empfangen. Der Empfang kann beispielsweise durch ein Mobilfunksystem, bei- spielsweise 2G, 3G, 4G, etc. realisiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Sig nal auch über Bluetooth, WLAN oder einen anderen drahtlosen Kommunikations- Standard empfangen werden. Beispielsweise kann die Positionserfassungsvorrich- tung durch Durchfahren bzw. durch Passieren eines Bluetooth- oder WLAN-Beacons oder einer Mautstelle, der bzw. die an einem festen Ort mit einer bekannten Position angeordnet ist, die Position des Kraftfahrzeugs empfangen.
Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass die Position des Kraftfahrzeugs besonders einfach und günstig erfasst werden kann. Weiter hat diese Weiterbildung den Vorteil, dass sie unabhängig von einer Satellitenverbindung, beispielsweise in Tunneln, funk- tioniert.
Die Vorrichtung kann dadurch fortgebildet werden, dass die Positionserfassungsvor- richtung ausgebildet ist, die Position über eine im Fahrzeug integrierte Bilderfas- sungsvorrichtung, wie beispielsweise eine Kamera, zu erfassen. Hierzu erfasst die Kamera in regelmäßigen Abständen bzw. kontinuierlich ein Bild der Umgebung und gleicht dieses mit hinterlegten digitalen Bildern ab. Beispielsweise kann die Kamera so ein Ortseingangsschild oder ein Ortsausgangsschild erkennen und so die Position zumindest insoweit erfassen, dass sich das Fahrzeug in einem innerstädtischen, der gegebenenfalls einfahrtsbeschränkt ist oder in außerstädtischen Bereich, der nicht einfahrtsbeschränkt ist, befindet.
Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass sie keine Datenverbindung zur Positionser- fassung benötigt und somit besonders kostengünstig realisiert werden kann.
Die Vorrichtung kann dadurch fortgebildet werden, dass die Positionserfassungsvor- richtung ausgebildet ist, die Position relativ zu einer Position eines oder mehrerer anderer Kraftfahrzeuge zu erfassen. In diesem Fall hat zumindest eins der das Kraft- fahrzeug umgebenden Fahrzeuge dessen Position erfasst, beispielsweise durch eine der oben angeführten Beispiele. Die Positionserfassungsvorrichtung empfängt dann die Position von einem das Kraftfahrzeug umgebenden, anderen Kraftfahrzeug, bei- spielsweise über eine Car2X-Kommunikationsnachricht, hier beispielsweise eine Car2Car-Kommunikationsnachricht.
Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass sie besonders schnell, redundant und un- anfällig für Störungen ist.
Die Vorrichtung kann dadurch fortgebildet werden, dass die Sendevorrichtung aus- gebildet ist, in Reaktion auf einen erfassten veränderten Betriebszustand und/oder auf eine erfasste veränderte Position periodisch Nachrichten an den entfernten Ort zu versenden. Beispielsweise kann so überprüft bzw. erfasst werden, ob und wann der chemische Energiewandler ggf. wieder ausgeschaltet bzw. nicht mehr betrieben wird. Alternativ oder zusätzlich kann so überprüft bzw. erfasst werden, ob und wann das Kraftfahrzeug wieder einen bestimmten Bereich verlassen hat. Dabei können die Nachrichten beispielsweise nach einer Wartezeit von 5, 10, 60 oder 120 Sekunden wiederholt werden.
In dieser Weiterbildung kann entweder periodisch eine Nachricht gesendet werden, wenn der Betriebszustand des chemischen Energiewandlers„aus“ ist, das Kraftfahr- zeug also rein elektrisch betrieben wird, wobei die Nachricht ausbleibt, d.h. nicht mehr gesendet wird, sobald bzw. solange der Betriebszustand des chemischen Energiewandlers„an“ ist, das Kraftfahrzeug also in einem Hybrid - oder rein chemi- schen Betriebszustand ist.
Alternativ kann eine Nachricht nicht gesendet werden, solange der Betriebszustand des chemischen Energiewandlers„aus“ ist, das Kraftfahrzeug also rein elektrisch betrieben wird, wobei die Nachricht periodisch gesendet wird, sobald bzw. solange der Betriebszustand des chemischen Energiewandlers„an“ ist, das Kraftfahrzeug also in einem Hybrid- oder rein chemischen Betrieb ist.
Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass kontinuierlich überprüft bzw. ermittelt wer- den kann, ob sich das Kraftfahrzeug weiterhin in einem innerstädtischen bzw. ein- fahrtsbeschränkten Gebiet befindet und/oder weiterhin den chemischen Energie- wandler betreibt. Dadurch können die erhobenen Gebühren oder Steuern besonders genau abgerechnet werden.
Die Betriebserfassungsvorrichtung, die Positionserfassungsvorrichtung und die Sen- devorrichtung können teilweise oder vollständig computerimplementiert sein bzw. als integrierter Schaltkreis ausgebildet sein.
Die eingangs genannte Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt gelöst durch ein Verfahren zum Erfassen eines Betriebszustands eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug einen elektrischen Energiewandler und einen chemischen Energie- wandler aufweist und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erfassen eines Betriebszustandes des chemischen Energiewandlers des Kraftfahrzeugs; Er- fassen einer Position des Kraftfahrzeugs; und in Reaktion auf den erfassten Be- triebszustand und die erfasste Position: Senden einer Nachricht an einen von dem Kraftfahrzeug entfernten Ort.
Das Verfahren kann dadurch fortgebildet werden, dass die Position mittels eines Na- vigationssatellitensystems erfasst wird.
Das Verfahren kann dadurch fortgebildet werden, dass die Position mittels eines von einem entfernten Ort empfangenen Signals erfasst wird. Das Verfahren kann dadurch fortgebildet werden, dass die Position mittels einer Bil- derfassungsvorrichtung erfasst wird.
Das Verfahren kann dadurch fortgebildet werden, dass die Position relativ zu einer Position eines anderen Kraftfahrzeugs erfasst wird.
Das Verfahren kann dadurch fortgebildet werden, dass in Reaktion auf einen erfass- ten veränderten Betriebszustand oder auf eine erfasste veränderte Position perio- disch Nachrichten an den entfernten Ort versendet werden.
Es versteht sich, dass die Verfahrensschritte ganz oder teilweise von den oben be- schriebenen Vorrichtungen ausgeführt werden können.
Die eingangs genannte Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt gelöst durch ein Kraftfahrzeug, umfassend: einen elektrischen Energiewandler; einen chemischen Energiewandler; und eine Vorrichtung zum Erfassen eines Betriebszustandes des Kraftfahrzeugs, umfassend: eine Betriebserfassungsvorrichtung, die ausgebildet ist, einen Betriebszustand des chemischen Energiewandlers des Kraftfahrzeugs zu er- fassen; eine Positionserfassungsvorrichtung, die ausgebildet ist, die Position des Kraftfahrzeugs zu erfassen; und eine Sendevorrichtung, die ausgebildet ist, in Reak- tion auf einen erfassten Betriebszustand und auf die erfasste Position eine Nachricht an einen von dem Kraftfahrzeug entfernten Ort zu versenden.
Es versteht sich, dass die vom Kraftfahrzeug umfasste Vorrichtung zum Erfassen eines Betriebszustandes gemäß einer oder mehrerer der oben zur Vorrichtung aus- geführten Fortbildungen ebenso fortgebildet werden kann.
Zu den Vorteilen, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails dieser weiteren As pekte der Erfindung und ihrer Fortbildungen wird auf die vorangegangene Beschrei- bung zu den entsprechenden Vorrichtungsmerkmalen verwiesen. Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft anhand der beiliegenden Figur beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Ansicht zumindest einer Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
Fig. 2 einen schematischen Ablauf zumindest einer Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 3 einen schematischen Ablauf einer alternativen Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens, und
Fig. 4 einen schematischen Ablauf einer alternativen Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemä- ßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Das Kraftfahrzeug 1 ist ein Hybridfahrzeug mit einem chemischen Energiewandler und einem elektrischen Energiewandler (beides nicht gezeigt). Das Kraftfahrzeug 1 weist weiter eine Vorrich- tung (nicht gezeigt auf), die eine Betriebserfassungsvorrichtung, eine Positionserfas- sungsvorrichtung und eine Sendevorrichtung aufweist. Die Betriebserfassungsvor- richtung ist ausgebildet, zu erfassen, ob der chemische Energiewandler betrieben wird, d.h. ob er angeschaltet ist. Die Positionserfassungsvorrichtung ist ausgebildet, die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs 1 zu erfassen. Dies wird erreicht, indem die Positionserfassungsvorrichtung die Position des Kraftfahrzeugs mithilfe des Navigati- onssatellitensystems 20 berechnet. Zusätzlich oder alternativ empfängt die Positi- onserfassungsvorrichtung die Position von einem entfernten Ort 30, in diesem Fall einem Bluetooth-Beacon, der an einer festen Position angeordnet ist und dessen Po- sition bekannt ist. Die Sendevorrichtung ist ausgebildet, in Reaktion darauf, dass der chemische Energiewandler betrieben wird und dass sich das Kraftfahrzeug in einem bestimmten Bereich befindet, eine Nachricht an einen von dem Kraftfahrzeug ent- fernten Ort 10 durch ein Mobilfunksystem zu versenden. Dieser entfernte Ort 10 ist ein Rechenzentrum mit mehreren Servern 1 1 . Der entfernte Ort 10, an den die Nach- richt gesendet wird, kann jedoch mit dem entfernten Ort 30, von dem die Position empfangen wird, identisch sein.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Ablauf zumindest einer Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens 100. Im ersten Schritt 101 wird durch eine Betriebserfas- sungsvorrichtung ein Betriebszustand eines chemischen Energiewandlers eines Kraftfahrzeugs erfasst. In der Entscheidung 102 wird geprüft, ob der chemische Energiewandler in Betrieb ist, d.h. ob er angeschaltet ist. Falls nein, kehrt das Verfah- ren zurück zum Schritt 101 und es wird erneut, ggf. nach einer Wartezeit von 5, 10,
60 oder 120 Sekunden, der Betriebszustand des chemischen Energiewandlers er- fasst. Falls ja, geht das Verfahren über zu Schritt 103. In diesem Schritt 103 wird durch eine Positionserfassungsvorrichtung die Position des Kraftfahrzeugs erfasst. In der Entscheidung 104 wird geprüft, ob die Position des Kraftfahrzeugs in einem be- stimmten Gebiet liegt. Falls nein, kehrt das Verfahren zurück zum Schritt 101 und es wird erneut, ggf. nach einer Wartezeit von 5, 10, 60 oder 120 Sekunden, der Be- triebszustand des chemischen Energiewandlers erfasst. Falls ja, geht das Verfahren über zu Schritt 105. In diesem Schritt 105 wird durch eine Sendevorrichtung eine Nachricht an einen von dem Kraftfahrzeug entfernten Ort gesendet. Nach Schritt 105 beginnt das Verfahren 100, ggf. nach einer Wartezeit von 5, 10, 60 oder 120 Seku n- den, erneut bei Schritt 101 . In dieser Ausführungsform wird periodisch der Betriebs- zustand erfasst bzw. überprüft und nur, falls dieser als„an“ erfasst wird, mit dem Schritt 103 der Positionserfassung fortgefahren. Dies eignet sich besonders für Kraft- fahrzeuge, in denen der chemische Energiewandler nur selten betrieben wird, bei- spielsweise in Form eines Range-Extenders.
Fig. 3 zeigt einen schematischen Ablauf einer alternativen Ausführungsform des er- findungsgemäßen Verfahrens 200. Im ersten Schritt 201 wird durch eine Positionser- fassungsvorrichtung die Position des Kraftfahrzeugs erfasst. In der Entscheidung 202 wird geprüft, ob die Position des Kraftfahrzeugs in einem bestimmten Gebiet liegt. Falls nein, kehrt das Verfahren zurück zum Schritt 201 und es wird erneut, ggf. nach einer Wartezeit von 5, 10, 60 oder 120 Sekunden, die Position erfasst. Falls ja, geht das Verfahren über zu Schritt 203. In diesem Schritt 203 wird durch eine Betriebser- fassungsvorrichtung ein Betriebszustand eines chemischen Energiewandlers eines Kraftfahrzeugs erfasst. In der Entscheidung 204 wird geprüft, ob der chemische Energiewandler in Betrieb ist, d.h. ob er angeschaltet ist. Falls nein, kehrt das Verfah- ren zurück zum Schritt 201 und es wird erneut, ggf. nach einer Wartezeit von 5, 10,
60 oder 120 Sekunden, die Position erfasst. Falls ja, geht das Verfahren über zu Schritt 205. In diesem Schritt 205 wird eine Nachricht an einen von dem Kraftfah r- zeug entfernten Ort gesendet. Nach Schritt 205 beginnt das Verfahren 200, ggf. nach einer Wartezeit von 5, 10, 60 oder 120 Sekunden, erneut bei Schritt 201 . In dieser Ausführungsform wird periodisch die Position erfasst bzw. überprüft und nur, falls diese als sich in einem bestimmten Gebiet befindlich erfasst wird, mit dem Schritt 203 der Betriebserfassung fortgefahren. Dies eignet sich besonders für Kraftfahrzeuge, in denen der chemische Energiewandler häufig betrieben wird und/oder mit denen häu- fig in bestimmte Gebiete ein- und/oder ausgefahren wird.
Alternativ ist es auch möglich, dass sowohl der Schritt der Positionserfassung als auch der Betriebserfassung abwechselnd periodisch wiederholt werden, ggf. nach einer Wartezeit von 5, 10, 60 oder 120 Sekunden.
Fig. 4 zeigt einen schematischen Ablauf einer alternativen Ausführungsform des er- findungsgemäßen Verfahrens 300. Hier werden im Gegensatz zu den Ausführungs- formen wie in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigt, die Schritte des Erfassens eines Betriebszu- standes des chemischen Energiewandlers des Kraftfahrzeugs 301 und des Erfas- sens einer Position des Kraftfahrzeugs 303 nicht sequentiell bzw. seriell ausgeführt, sondern parallel. In diese Ausführungsform wird somit periodisch, regelmäßig oder kontinuierlich gleichzeitig in den Entscheidungen 302 und 304 geprüft, ob der chemi- sche Energiewandler in Betrieb ist, d.h. ob er angeschaltet ist, und ob die Position des Kraftfahrzeugs in einem bestimmten Gebiet liegt. Nur wenn beide Abfragen mit Ja beantwortet werden, wird im Schritt 305 eine Nachricht an einen von dem Kraft- fahrzeug entfernten Ort gesendet. Bezuqszeichen Kraftfahrzeug
entfernter Ort
Navigationssatellitensystem
entfernter Ort
Verfahren
Verfahrensschritt
Entscheidung
Verfahrensschritt
Entscheidung
Verfahrensschritt
Verfahren
Verfahrensschritt
Entscheidung
Verfahrensschritt
Entscheidung
Verfahrensschritt
Verfahren
Verfahrensschritt
Entscheidung
Verfahrensschritt
Entscheidung
Verfahrensschritt

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zum Erfassen eines Betriebszustandes eines Kraftfahrzeugs (1 ), wo- bei das Kraftfahrzeug einen elektrischen Energiewandler und einen chemischen Energiewandler aufweist und wobei die Vorrichtung umfasst:
- eine Betriebserfassungsvorrichtung, die ausgebildet ist, einen Betriebszustand des chemischen Energiewandlers des Kraftfahrzeugs zu erfassen;
- eine Positionserfassungsvorrichtung, die ausgebildet ist, die Position des Kraftfahr- zeugs zu erfassen; und
- eine Sendevorrichtung, die ausgebildet ist, in Reaktion auf einen erfassten Be- triebszustand und auf die erfasste Position eine Nachricht an einen von dem Kraft- fahrzeug entfernten Ort (10) zu versenden.
2. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungsvorrichtung ausgebildet ist, die Position mittels eines Navigationssatellitensystems (20) zu erfassen.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungsvorrichtung ausgebildet ist, die Position mittels eines von einem entfernten Ort (30) empfangenen Signals zu erfassen.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungsvorrichtung ausgebildet ist, die Position über eine Bi I- derfassungsvorrichtung zu erfassen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungsvorrichtung ausgebildet ist, die Position relativ zu einer Position eines anderen Kraftfahrzeugs zu erfassen.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendevorrichtung ausgebildet ist, in Reaktion auf einen erfassten veränder- ten Betriebszustand oder auf eine erfasste veränderte Position periodisch Nachrich- ten an den entfernten Ort zu versenden.
7. Verfahren (100, 200, 300) zum Erfassen eines Betriebszustands eines Kraftfahr- zeugs, wobei das Kraftfahrzeug einen elektrischen Energiewandler und einen chemi- schen Energiewandler aufweist und wobei das Verfahren die folgenden Schritte um- fasst:
- Erfassen eines Betriebszustandes des chemischen Energiewandlers des Kraftfahr- zeugs;
- Erfassen einer Position des Kraftfah rzeugs; und
- in Reaktion auf den erfassten Betriebszustand und die erfasste Position: Senden einer Nachricht an einen von dem Kraftfahrzeug entfernten Ort.
8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Position mittels eines Navigationssatellitensystems (20) erfasst wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Position mittels eines von einem entfernten Ort (30) empfangenen Signals erfasst wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Position mittels einer Bilderfassungsvorrichtung erfasst wird.
1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Position relativ zu einer Position eines anderen Kraftfahr- zeugs erfasst wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 1 1 , dadurch ge- kennzeichnet, dass in Reaktion auf einen erfassten veränderten Betriebszustand o- der auf eine erfasste veränderte Position periodisch Nachrichten an den entfernten Ort versendet werden.
13. Kraftfahrzeug (1 ), umfassend:
- einen elektrischen Energiewandler;
- einen chemischen Energiewandler; und - eine Vorrichtung zum Erfassen eines Betriebszustandes des Kraftfahrzeugs, um- fassend:
- eine Betriebserfassungsvorrichtung, die ausgebildet ist, einen Betriebszustand des chemischen Energiewandlers des Kraftfahrzeugs zu erfassen;
- eine Positionserfassungsvorrichtung, die ausgebildet ist, die Position des Kraftfahr- zeugs zu erfassen; und
- eine Sendevorrichtung, die ausgebildet ist, in Reaktion auf einen erfassten Be- triebszustand und auf die erfasste Position eine Nachricht an einen von dem Kraft- fahrzeug entfernten Ort (10) zu versenden.
14. Verwendung einer Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6 zum Berechnen einer Gebühr.
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