EP4244175B1 - Refuelling system for motor vehicles - Google Patents
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- B67D2007/0444—Sensors
- B67D2007/0446—Sensors measuring physical properties of the fluid to be dispensed
Definitions
- the invention relates to a tank system for motor vehicles.
- information transfers between the gas station and the motor vehicle are mediated via database-supported information collections.
- the WO 2009/092473 A1 shows, for example, a method for refueling motor vehicles, in which information about the required fuel is sent to the refueling system before refueling.
- information about the required fuel is sent to the refueling system before refueling.
- physical properties of the fuel based on pre-stored fuel data are sent to a vehicle-side receiving device via a transmitting device of the tank system in order to carry out engine settings of the motor vehicle.
- the invention is based on the object of providing a tank system which at least reduces the above-mentioned problems, in particular is cost-reduced overall and enables current and precise adjustments of control components to the fuel actually used.
- a tank system for motor vehicles includes a motor vehicle with a first communication interface and a control unit. Furthermore, the tank system includes a tank system with a second communication interface, which is communicatively connected to the first communication interface for the transmission of data, and a tank with fuel. Furthermore, the tank system includes a sensor device which is set up to determine a fuel material property of the fuel in the tank system and by means of which To transmit communication interfaces to the motor vehicle. The control unit of the motor vehicle is also set up to control a vehicle component based on the fuel material property determined by the sensor device.
- the sensor device is part of the tank system or is integrated or installed in it.
- the sensor device is a sensor unit or a sensor system.
- a fuel material property in other words fuel parameter, can be a physical or chemical property. Preferred examples are a density, a viscosity, a dielectric constant or an oxygen content, although the invention is not limited thereto and may include other specific fuel parameters.
- a vehicle component may be an engine, so that the fuel-adapted control relates to engine management.
- a vehicle component can also affect other controls such as exhaust aftertreatment, auxiliary heating, activated carbon filter regeneration or subordinate control devices.
- a fuel material property may include a measure of the quality, sustainability, type and composition of the fuel.
- the invention has the advantage that the vehicle does not have to provide integrated sensors.
- the transmitted fuel material properties are always current and are not subject to temporal fluctuations or changes. This also means that the transmitted fuel material property is accurate or precise because it is obtained through actual measurement of the fuel compared to the use of pre-stored parameter sets in databases, which by definition cannot be current and require constant updating. This means that these fuel material properties do not have to be checked independently by the gas station operator and stored or uploaded to databases.
- the tank system thus allows the motor vehicle or components thereof to be precisely optimized for the fuel to be filled.
- the durability of the motor vehicle or its vehicle components can be significantly increased by precisely adapting it to the fuel. This results from the precise optimization of the fuel.
- the sensor device is preferably a spectroscopic measuring instrument.
- fluorescence spectroscopy fluorescence spectroscopy, light absorption spectroscopy using UV (ultraviolet), VIS (visible), NIR (near-infrared) or IR (infrared) can be considered, or dielectric spectroscopy, including miniaturized NMR spectroscopy (nuclear magnetic resonance) or X-ray fluorescence analysis ) is possible in this application, although the invention is not limited to this.
- the spectroscopic process the Fuel material properties determined non-destructively and precisely. There is also space available in the tank system to design the devices in such a way that precise measurements can be carried out. In addition, a large number of fuel parameters can be determined.
- the tank system comprises a nozzle, in other words a nozzle, and a line between the tank and the nozzle or nozzle, the sensor device being positioned and set up to determine the fuel material property of the fuel in the line or at the nozzle.
- the line is a run.
- the nozzle is a nozzle or nozzle.
- the sensor device is preferably positioned and set up to determine the fuel material property of the fuel in the tank of the tank system.
- the advantage here is that fuel properties of a static fluid can be measured. This means that a fuel parameter can be precisely determined before or after the actual refueling process.
- a combination of the positions on the tank and/or the tap and/or the line can also take place.
- the sensor device is set up to determine the age of the fuel, to determine a regenerative measure of the fuel based on the age determination and to transmit this to the motor vehicle using the communication interfaces.
- the sensor device can also include a separate or integrated measuring module, for example in addition to a spectroscopy measuring instrument, in order to carry out this determination.
- the sensor device can therefore comprise a sensor group.
- the sensor device can preferably carry out a C 14 age determination.
- the renewable measure in other words a sustainability measure, can be used to determine the degree of sustainability of the fuel. This information can be used, for example, to select the fuel. Fossil fuels are very old, while renewable fuels are very old. A regenerative measure would reflect this aging relationship.
- the regenerative measure can also be the specific age itself. Such information on sustainability or regenerative character may be necessary for certain or all motor vehicles.
- control unit is set up to control a fuel intake quantity to the motor vehicle based on the fuel material property determined by the sensor device.
- a selection signal can, for example, be sent via the communication interface in response to the transmission of the fuel to the tank system.
- a certain quality value in particular according to a regenerative measure, can be used for a motor vehicle.
- Another criterion can be engine compatibility.
- Controlling the amount of intake can also include blocking it entirely. The blockage can also occur at the vehicle entrance without communication to the fuel system.
- control unit is set up to further control the fuel intake quantity to the motor vehicle based on a filling quantity in a motor vehicle tank and the fuel material property of a fuel located therein in the motor vehicle.
- a fuel material property of the composite fuel can be determined from these variables. This knowledge can in turn be used to determine an appropriate intake quantity. For example, a maximum feed quantity of an inferior fuel can be determined for which the properties of the composite fuel are still judged to be suitable.
- the control unit is preferably set up to determine a degree of segregation of the fuel of the motor vehicle tank and the fuel of the tank of the tank system based on the fuel material property determined by the sensor device and the fuel material property of the fuel of the motor vehicle tank and the filling quantity in the motor vehicle tank, and based on the To control the fuel inlet quantity according to the degree of segregability and/or to control a mixing device for mixing. If there are material differences between two fuels, especially in the case of renewable fuels, which differ from one another in particular in the relevant fuel material properties, undesirable segregation can occur in the motor vehicle tank. Then, for example, no homogeneous mixture is formed in the vehicle tank, but rather a first and separate second phase. To prevent this, appropriate fuels can be blocked or their addition can be dosed or limited.
- a mixing device can also be activated, for example a fuel pump, to create homogeneity.
- control unit is set up to determine a maximum supply quantity and to control the fuel supply in such a way that the supplied Fuel inlet quantity corresponds to the maximum supply quantity. This is particularly suitable if there is little compatibility, there is a risk of segregation or the composite fuel material properties do not meet the quality requirements.
- the control unit is preferably set up to adapt a service interval for a vehicle component of the motor vehicle based on the transmitted fuel property. For example, an oil change interval or a fuel filter change interval can be adjusted to the quality of the fuel because the engine oil receives fuel inputs and the fuel filters are affected by the particular fuel material properties. This allows the durability of the motor vehicle to be extended.
- FIG. 1 shows a tank system 1 according to a first embodiment of the invention.
- the Figures 2 and 3 show further embodiments of the tank system, which will be discussed in more detail at an appropriate point, whereby the common features of these embodiments are also described below.
- the tank system 1 includes a motor vehicle 10, with all motor vehicles being included in the invention and not just passenger vehicles as shown in the figures.
- the motor vehicle 10 includes a first communication interface K1.
- the first communication interface K1 can be positioned at various, suitable positions on the motor vehicle 10.
- the motor vehicle 10 includes a control unit 12.
- the control unit 12 can be an on-board control system, for example a central control.
- An on-board control system can, for example, consist of networked control units and/or control devices.
- the control unit 12 can also be a single control unit that carries out a specific control task of the motor vehicle.
- the tank system 1 further comprises a tank system 20 for refueling a motor vehicle 10.
- the tank system 20 can typically include a fuel pump 21 with a fuel hose 28 connected thereto and a tap 24.
- the tank system 20 also includes a second communication interface K2.
- the second communication interface K2 is communicatively connected to the first communication interface K1 for the transmission of data.
- Communication i.e. sending data
- the transmission can take place via data line or wirelessly, i.e. wireless.
- Bluetooth can preferably be used. Bluetooth can be used without retrofitting thanks to the communication technologies that are often already installed in the radio. Bluetooth has the advantage that the radio signals can be directed or selective, so that only a specific motor vehicle 10 communicates with the tank system 20. The manufacturer therefore has no additional construction costs when using hardware components already installed in the motor vehicle.
- data can also be sent via NFC (near field communication) or WLAN.
- NFC near field communication
- WLAN wireless local area network
- a data line can also be used, which ensures the greatest possible transmission security.
- the tank system 20 also includes a tank 22, or several tanks 22, for a fuel.
- a tank 22 can preferably be positioned below the ground, i.e. designed as an underground tank, although the invention is not limited to this.
- several tanks 22 can belong to a tank system 20, each of which stores a specific fuel in the tank 22. In other words, these can differ in at least one fuel material property, and the fuel material property can also be variable over time.
- the tank system 20 further includes a sensor device 30, ie the sensor device 30 is installed or integrated in the tank system 20.
- the sensor device 30 is positioned and set up to determine a fuel material property of the fuel of the tank system 20, for example all fuels of the tank system 20.
- a Fuel material property can be, for example, a density, an oxygen content, a regenerative measure such as age, a fuel type, a fuel quality, etc. Basically, the fuel material property is a physical one or chemical property of the fuel. Volatility or cold fluidity can also be included.
- the specific fuel material property is transmitted to the motor vehicle 10 via the communication interfaces K1, K2.
- operating instructions for the engine, exhaust gas aftertreatment, an auxiliary heater or other functionalities can also be transmitted, e.g. B. EGR (exhaust gas recirculation) variation with simultaneous shifting of the injection point, adjustment of the regeneration of the exhaust gas aftertreatment and oil change intervals.
- the control unit 12 of the motor vehicle 10 can receive this fuel material property via the first communication interface K1.
- the control unit 12 may control a vehicle component based on the fuel material property determined by the sensor device 30.
- a vehicle component can be, for example, the engine. In other cases, these may be other control functions in the motor vehicle 10. Controlling here refers in particular to adapting or adjusting the vehicle component to the fuel material properties of the measured fuel.
- the transmitted fuel material property is always current through the built-in sensor device 30, so that the transmitted fuel material property is accurate or precise because it was obtained through actual, direct measurement of the fuel.
- the motor vehicle 10, on the other hand, does not require any expensive sensor devices. This means that there is no need to update databases regularly.
- the tank system 1 thus allows the motor vehicle 10 or components thereof to be optimized in a precise manner for the fuel to be filled.
- the precisely tailored properties of each fuel can thus be incorporated into the operation of the motor vehicle 10 in an optimized manner.
- a composite fuel material property can also be determined. This can be done by reading the fuel material property of the previously filled fuel from a memory 15 in which the previously determined fuel material property was stored. Furthermore, a fill level sensor 16 can be provided, which determines the fill level of the motor vehicle tank 14. After obtaining these quantities, the control unit 12 can determine a composite fuel material property based on the fuel material properties and the fill level. This can in turn be stored in memory 15 for the next refueling process. This means that the vehicle component can be adjusted or controlled on the basis of such a composite Fuel material properties and thus taking into account the remaining amount of fuel in the motor vehicle tank 14.
- the sensor device 30 may further comprise a spectroscopic measuring instrument.
- a spectroscopic measuring instrument for which there is typically not enough space in the motor vehicle 10, fuel material properties can be precisely determined. Fluorescence spectroscopy, light absorption spectroscopy or dielectric spectroscopy are preferred, although the invention is not limited thereto.
- fuel parameters can be determined non-destructively in this way. For example, a combination of permittivity measurements and near-infrared measurements can be carried out.
- molecular clarification e.g. regenerative content, aromatic content, paraffin content, polarity index, and molecular size distribution, e.g. aging state, can be detected.
- the tank system 20 preferably includes a nozzle 24, also called a nozzle or nozzle, and a line 23 between the tank 22 and the nozzle 24.
- the sensor device 30 can now be positioned differently with respective advantages, with the focus here being on the Figures 1-3 is referred to, which essentially only differ in the positioning of the sensor device 30. In other embodiments, several sensor devices 30 can also be used, which are located, for example, at several or all of the different positions of the Figures 1-3 condition. Thus, the statements of the Figures 1-3 can be combined with each other in their entirety.
- the sensor device 30 is positioned and set up to determine the fuel material property of the fuel in a line 23, also called a barrel, between a tap 24 and the tank 22.
- the sensor device 30 can also be integrated within the fuel pump 21.
- the sensor device 30 is positioned and configured to determine a fuel material property at the tap 24, including a determination shortly after the tap 24.
- the sensor device 30 is positioned and set up to determine the fuel material property of the fuel in the tank 22 of the tank system 20. This advantageously results in a static measurement of the fuel to determine the fuel material properties. Furthermore, in particular a measurement can be determined before or after the refueling process, see the figure. The measurement can also be carried out on a bypass, if available.
- the different positions of the control devices 30 can be advantageously combined with one another in other embodiments.
- the sensor device 30 can also, additionally or alternatively, be set up to determine the age of the fuel. By determining the age, a regenerative measure of the fuel can then be determined.
- a separate or an integrated measuring module can be provided in the sensor device 30.
- the sensor device 30 can also include a sensor group, ie, for example, a spectroscopic measuring instrument and an age measuring module.
- the sensor device 30 can preferably carry out a C 14 age determination.
- Such an aging condition can be essential for the functional reliability of the engine, particularly in hybrid technology.
- the regenerative measure can be transmitted to the motor vehicle 10 using the communication interfaces K1, K2.
- the motor vehicle 10 thus receives information about the sustainability of the fuel.
- the invention then also makes it possible, for example, for the regenerative measure to be transmitted to the motor vehicle 10 in combination with other fuel material properties.
- a minimum level of sustainability may also be required for a motor vehicle 10.
- This information can then be used to select the fuel, for example by blocking or activating certain fuels.
- the regenerative measure can also be the specific age itself.
- the control unit 12 may further control a fuel intake amount to the motor vehicle 10 based on the fuel material property determined by the sensor device 30. Controlling here includes blocking or activating an inlet, ie enabling or blocking the power and/or minimizing the power or quantity of the amount of fuel admitted. For example, the sustainability information, ie the specific regenerative level or the specific age, can be used to check whether quality requirements for the fuel are sufficient and, if necessary, the inflow be blocked or reduced.
- the fuel quantity or the inlet can be controlled on the one hand at a fuel inlet 18 of the motor vehicle 10 or by transmitting a control signal to the tank system 20 via the communication interfaces K1, K2, for example at a tap 24 or another valve in the tank system 20.
- control unit 12 can control the fuel intake amount to the motor vehicle 10 based on the filling amount in the motor vehicle tank 14 and the fuel material property of the fuel therein in the motor vehicle tank 14. This makes it possible to check the compatibility of the fuels and, if necessary, reduce or refuse supply.
- control unit 12 determines a degree of segregation of the fuel of the motor vehicle tank 14 and the fuel of the tank 22 of the tank system 20 based on the fuel material property determined by the sensor device 30 and the fuel material property of the fuel of the motor vehicle tank 14 and the filling quantity in the Motor vehicle tank 14 determined. Then, based on the degree of segregation, the fuel intake amount can be controlled. It can therefore be advantageously taken into account that with different fuels, especially with renewable fuels, undesirable segregation can occur in the motor vehicle tank 14. Determining a maximum supply amount can prevent phase separation in the vehicle tank 14 from occurring.
- a mixing device 19 for example a pump, can also be operated for mixing based on the degree of segregation. This allows multi-phase fuel components, often in biofuels, to be homogenized. As already explained above, this can be done on the basis of the determination of segregability.
- a maximum supply quantity can also take place based on the fuel material property determined by the sensor device 30 and the fuel material property of the fuel of the motor vehicle tank 14 and the filling quantity in the motor vehicle tank 14. Then, the fuel supply can be controlled such that the supplied fuel inlet quantity corresponds to the maximum supply quantity. For example, segregation can only occur at a certain feed rate and below that the mixture remains homogeneous. Then this maximum feed quantity can prevent segregation. In other examples, this can be used to add low-grade fuel up to a maximum length while maintaining quality requirements.
- the control unit 12 can also adapt a service interval for a vehicle component of the motor vehicle based on the transmitted fuel property. For example, an oil change interval may be adjusted based on the fuel material property transmitted by the sensor device 30. For example, an oil change interval can be increased for higher quality fuel and reduced for lower quality fuel. Furthermore, the replacement interval of a particle filter in an exhaust gas aftertreatment system can be shortened or extended. In these cases, the operation of the motor vehicle 10 can be optimized.
- a fuel material property can be recognized based on the detection of chemical tracers in the fuel.
- a chemical tracer is a fuel marker.
- artificial DNA, additive packages and/or fuel identification markers can be implemented as chemical tracers.
- specifically defined work instructions can then be transmitted from the manufacturer to the vehicle.
- the sensor device 30 can comprise a spectroscopic measuring instrument, for example a fluorescence spectroscopic measuring instrument, which uniquely identifies the tracer using characteristic fluorescence.
- the transmitted fuel material property can either be the information about the tracer itself or the associated fuel material property.
- the tracer can be used to identify high-quality fuels or to record other parameters using corresponding databases. This solution for determining tracers can be combined with the exemplary embodiments described above.
- the motor vehicle 10 can also transmit data, for example vehicle information, to the tank system 20 using the communication interfaces K1, K2 with the tank system 20.
- the tank system 20 has a control unit.
- an engine characteristic or other information can be transmitted to the tank system.
- the tank system 20 or the control unit 12 can then select, for example unlock or block, a tank 22 or a tap in response to the transmitted vehicle information.
- the control unit can activate tanks 22 or taps 24 with fuels that match the vehicle information and/or block unsuitable fuels.
- a motor vehicle 10 with a gasoline engine may only find blocked diesel taps.
- all incompatible fuel mixtures can also be blocked based on a transmission of the fill level and the Fuel property of the fuel in the tank. Incorrect refueling or filling with fuel that is harmful to the engine can thus be avoided.
- the driver can be informed about this measure at the gas pump 21, elsewhere, or using an app.
- a further aspect of the invention can be that motor vehicles with existing emissions requirements, for example for operation in inner cities, are specifically supplied with fuel.
- a blocking of all fossil fuels could be considered for a motor vehicle that is only registered for renewable fuels.
- the information exchanged between motor vehicle 10 and tank system 20 can be forwarded to suitable servers.
- Possible applications include ensuring measures to reduce greenhouse gases and/or pollutants. These can be transmitted in plain text, anonymized, pseudo-anonymized or summarized.
- the invention has, among other things, the advantage that the motor vehicle 10 does not have to provide integrated sensors, but rather receives the precisely and currently determined fuel properties via the tank system 20.
- the transmitted fuel material property is precise because it is obtained through actual measurement of the fuel by a built-in or integrated sensor device 30, and thus enables a precise adjustment to the fuel to be filled in all versions and a suitable fuel selection can be made.
Landscapes
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- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Tanksystem für Kraftfahrzeuge.The invention relates to a tank system for motor vehicles.
Die am Kraftstoffmarkt verfügbaren Kraftstoffe entsprechen heutzutage den notwendigen Anforderungen gemäß Normen. Allerdings wurden diese Normen auf ein breites Spektrum ausgelegt, wobei das Optimierungspotential des jeweiligen Kraftstoffs unter Bezug zu den Normen nicht vollumfänglich ausgenutzt werden kann.The fuels available on the fuel market today meet the necessary requirements according to standards. However, these standards were designed to cover a broad spectrum, whereby the optimization potential of the respective fuel cannot be fully exploited in relation to the standards.
Bisherige Konzepte zur Nutzungsoptimierung befassen sich mit der Kraftstoffanalyse im Kraftfahrzeug. Einfache Systeme, z.B. zur Ableitung von Stoffeigenschaften aus der Dielektrizitätskonstante, werden bereits verwendet. Komplexere Produkte befinden sich aktuell noch in der Entwicklung. Dabei wird versucht, durch nanotechnologische Fortschritte günstiger in der Produktion zu werden und einen höheren Informationsgehalt zu erzeugen. Zudem versucht man, diese Systeme so zu optimieren, dass aus möglichst wenig Einzelsystemen möglichst viele Aussagen generiert werden können. Mathematische Auswertemethoden und Algorithmen auf Basis von künstlicher Intelligenz, z.B. Deep-Learning Algorithmen können hierbei maßgeblich unterstützen.Previous concepts for usage optimization deal with fuel analysis in motor vehicles. Simple systems, e.g. for deriving material properties from the dielectric constant, are already in use. More complex products are currently still in development. Attempts are being made to make production cheaper and to generate a higher information content through nanotechnological advances. In addition, attempts are being made to optimize these systems so that as many statements as possible can be generated from as few individual systems as possible. Mathematical evaluation methods and algorithms based on artificial intelligence, e.g. deep learning algorithms, can provide significant support here.
Aktuell sind diese Systeme jedoch sehr kostenintensiv, insbesondere da dann eine Kraftstoffsensorik in jedem Kraftfahrzeug bereitgestellt werden muss. Dabei kommt erschwerend hinzu, dass solche Einzelsensorsysteme auf dem Kraftfahrzeug in ihrer Analyseauflösung beschränkt sind. Beispielsweise ist eine Unterscheidung zwischen paraffinischen Kraftstoffen und Kraftstoffen aus regenerativen Quellen und einem Premiumkraftstoff kaum möglich. Ferner werden Umwelteinflüsse durch die Verschiebung der sensiblen Messgeräte in der Prozesskette umgangen.However, these systems are currently very cost-intensive, especially since fuel sensors then have to be provided in every motor vehicle. What makes this even more difficult is that such individual sensor systems on the motor vehicle are limited in their analysis resolution. For example, it is hardly possible to differentiate between paraffinic fuels and fuels from renewable sources and a premium fuel. Furthermore, environmental influences are avoided by moving the sensitive measuring devices in the process chain.
Alle bekannten Lösungsideen haben einen hohen Kostenfaktor für das Fahrzeug zur Folge. Zudem entsteht ein Bauraumbedarf für die Sensorsysteme und deren betriebsspezifische Anforderungen. Unter letztere Anforderungen fallen Robustheit gegen Wärme und Kälte sowie gegen Vibrationen.All known solution ideas result in a high cost factor for the vehicle. There is also a need for installation space for the sensor systems and their operational requirements. The latter requirements include robustness against heat and cold as well as against vibrations.
In weiteren bekannten Ausführungen des Standes der Technik werden Informationsübertragungen zwischen Tankstelle und Kraftfahrzeug über datenbankgestützte Informationssammlungen vermittelt.In other known embodiments of the prior art, information transfers between the gas station and the motor vehicle are mediated via database-supported information collections.
Die
In der
In der
Nachteilig ist jedoch, dass die einzelne Kraftstoffeigenschaften im dem Tank der Tankanlage nicht konstant sind und variieren können und eine elektronische Datenbank eine permanente Aktualisierung erfordert, um den Variationen auf kürzeren Zeitskalen Rechnung zu tragen.The disadvantage, however, is that the individual fuel properties in the tank of the tank system are not constant and can vary and an electronic database requires permanent updating in order to take the variations on shorter time scales into account.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Tanksystem bereitzustellen, welches die oben genannten Probleme zumindest mindert, insbesondere in Summe kostenreduziert ist und eine aktuelle und präzise Anpassungen von Steuerkomponenten an den tatsächlich verwendeten Kraftstoff ermöglicht.The invention is based on the object of providing a tank system which at least reduces the above-mentioned problems, in particular is cost-reduced overall and enables current and precise adjustments of control components to the fuel actually used.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist ein Tanksystem für Kraftfahrzeuge vorgesehen. Das Tanksystem umfasst ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Kommunikationsschnittstelle und einer Steuereinheit. Ferner umfasst das Tanksystem eine Tankanlage mit einer zweiten Kommunikationsschnittstelle, welche zur Übertragung von Daten mit der ersten Kommunikationsschnittstelle kommunikationsverbunden ist, sowie einen Tank mit einem Kraftstoff. Ferner umfasst die Tankanlage ein Sensorgerät, welches dazu eingerichtet ist, eine Kraftstoffmaterialeigenschaft des Kraftstoffs der Tankanlage zu bestimmen und mittels der Kommunikationsschnittstellen an das Kraftfahrzeug zu übertragen. Die Steuereinheit des Kraftfahrzeugs ist ferner dazu eingerichtet, auf Basis der durch das Sensorgerät bestimmten Kraftstoffmaterialeigenschaft eine Fahrzeugkomponente zu steuern.In a preferred embodiment of the invention, a tank system for motor vehicles is provided. The tank system includes a motor vehicle with a first communication interface and a control unit. Furthermore, the tank system includes a tank system with a second communication interface, which is communicatively connected to the first communication interface for the transmission of data, and a tank with fuel. Furthermore, the tank system includes a sensor device which is set up to determine a fuel material property of the fuel in the tank system and by means of which To transmit communication interfaces to the motor vehicle. The control unit of the motor vehicle is also set up to control a vehicle component based on the fuel material property determined by the sensor device.
Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Sensorgerät ein Teil der Tankanlage bzw. in dieser integriert oder verbaut. Das Sensorgerät ist mit anderen Worten eine Sensoreinheit oder eine Sensorik. Eine Kraftstoffmaterialeigenschaft, mit anderen Worten auch Kraftstoffparameter, kann eine physikalische oder chemische Eigenschaft sein. Bevorzugte Beispiele sind eine Dichte, eine Viskosität, eine Dielektrizitätskonstante oder ein Sauerstoffgehalt, wobei die Erfindung nicht darauf beschränkt ist und weitere spezielle Kraftstoffparameter umfassen kann. Eine Fahrzeugkomponente kann ein Motor sein, sodass die kraftstoffangepasste Steuerung ein Motormanagement betrifft. Eine Fahrzeugkomponente kann auch andere Steuerungen wie bspw. Abgasnachbehandlung, Standheizung, Aktivkohlefilterregeneration oder untergeordnete Steuergeräte betreffen. Eine Kraftstoffmaterialeigenschaft kann ein Maß für Qualität, Nachhaltigkeit, Art und Zusammensetzung des Kraftstoffs umfassen.In other words, the sensor device is part of the tank system or is integrated or installed in it. In other words, the sensor device is a sensor unit or a sensor system. A fuel material property, in other words fuel parameter, can be a physical or chemical property. Preferred examples are a density, a viscosity, a dielectric constant or an oxygen content, although the invention is not limited thereto and may include other specific fuel parameters. A vehicle component may be an engine, so that the fuel-adapted control relates to engine management. A vehicle component can also affect other controls such as exhaust aftertreatment, auxiliary heating, activated carbon filter regeneration or subordinate control devices. A fuel material property may include a measure of the quality, sustainability, type and composition of the fuel.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass das Fahrzeug keine integrierten Sensoren bereitstellen muss. Die übermittelte Kraftstoffmaterialeigenschaft ist dabei stets aktuell und ist nicht zeitlichen Schwankungen oder Veränderungen unterworfen. Das bedeutet zudem auch, dass die übermittelte Kraftstoffmaterialeigenschaft genau bzw. präzise ist, da sie durch tatsächliche Messung am Kraftstoff erhalten ist im Vergleich zur Verwendung von vorgespeicherten Parametersätzen in Datenbanken, welche per definitionem nicht aktuell sein können und der steten Aktualisierung bedürfen. Dadurch müssen zudem diese Kraftstoffmaterialeigenschaften nicht vom Tankstellenbetreiber eigenständig geprüft werden und in Datenbanken abgelegt bzw. hochgeladen werden. Das Tanksystem erlaubt es somit, das Kraftfahrzeug bzw. Komponenten davon für den zu tankenden Kraftstoff präzise zu optimieren. Zudem kann die Haltbarkeit des Kraftfahrzeugs bzw. von deren Fahrzeugkomponenten deutlich erhöht werden durch das genaue Anpassen an den Kraftstoff. Dies resultiert aus der passgenauen Optimierung an den Kraftstoff.The invention has the advantage that the vehicle does not have to provide integrated sensors. The transmitted fuel material properties are always current and are not subject to temporal fluctuations or changes. This also means that the transmitted fuel material property is accurate or precise because it is obtained through actual measurement of the fuel compared to the use of pre-stored parameter sets in databases, which by definition cannot be current and require constant updating. This means that these fuel material properties do not have to be checked independently by the gas station operator and stored or uploaded to databases. The tank system thus allows the motor vehicle or components thereof to be precisely optimized for the fuel to be filled. In addition, the durability of the motor vehicle or its vehicle components can be significantly increased by precisely adapting it to the fuel. This results from the precise optimization of the fuel.
Bevorzugt ist das Sensorgerät ein spektroskopisches Messinstrument. Beispielsweise kommt Fluoreszenzspektroskopie, Lichtabsorptionsspektroskopie mittels UV (Ultraviolett), VIS (Visible), NIR (Nahinfrarot) oder IR (Infrarot) in Betracht oder auch dielektrische Spektroskopie, wobei auch eine miniaturisierte NMR-Spektroskopie (nuclear magnetic resonance) oder RFA-Spektroskopie (Röntgenfluoreszenzanalyse) in dieser Anwendung möglich ist, wobei die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Durch die spektroskopischen Verfahren wird die Kraftstoffmaterialeigenschaft zerstörungsfrei und genau bestimmt. In der Tankanlage ist zudem verfügbarer Raum, um die Geräte derart auszugestalten, dass eine präzise Messung erfolgen kann. Zudem ist die Bestimmung einer Vielzahl von Kraftstoffparametern realisierbar.The sensor device is preferably a spectroscopic measuring instrument. For example, fluorescence spectroscopy, light absorption spectroscopy using UV (ultraviolet), VIS (visible), NIR (near-infrared) or IR (infrared) can be considered, or dielectric spectroscopy, including miniaturized NMR spectroscopy (nuclear magnetic resonance) or X-ray fluorescence analysis ) is possible in this application, although the invention is not limited to this. Through the spectroscopic process the Fuel material properties determined non-destructively and precisely. There is also space available in the tank system to design the devices in such a way that precise measurements can be carried out. In addition, a large number of fuel parameters can be determined.
In bevorzugter Ausgestaltung umfasst die Tankanlage einen Zapfhahn, mit anderen Worten ein Zapfventil, und eine Leitung zwischen Tank und Zapfhahn beziehungsweise Zapfventil, wobei das Sensorgerät derart positioniert und dazu eingerichtet ist, die Kraftstoffmaterialeigenschaft des Kraftstoffs in der Leitung oder am Zapfhahn zu bestimmen. Dadurch kann die Kraftstoffmaterialeigenschaft während des Tankvorgangs bestimmt werden, da diese bereits in die Leitung hochgepumpt ist. Die Leitung ist mit anderen Worten ein Lauf. Der Zapfhahn ist mit anderen Worten ein Zapfventil oder eine Zapfpistole.In a preferred embodiment, the tank system comprises a nozzle, in other words a nozzle, and a line between the tank and the nozzle or nozzle, the sensor device being positioned and set up to determine the fuel material property of the fuel in the line or at the nozzle. This allows the fuel material properties to be determined during the refueling process since it has already been pumped up the line. In other words, the line is a run. In other words, the nozzle is a nozzle or nozzle.
Bevorzugt ist das Sensorgerät dazu positioniert und eingerichtet, die Kraftstoffmaterialeigenschaft des Kraftstoffs in dem Tank der Tankanlage zu bestimmen. Vorteilhaft ist hierbei, dass Kraftstoffeigenschaften eines statischen Fluids gemessen werden können. Dadurch kann somit auch vor oder nach dem eigentlichen Tankvorgang ein Kraftstoffparameter präzise bestimmt werden. In weiteren Ausführungen kann auch eine Kombination aus den Positionierungen am Tank und/oder dem Zapfhahn und/oder der Leitung erfolgen.The sensor device is preferably positioned and set up to determine the fuel material property of the fuel in the tank of the tank system. The advantage here is that fuel properties of a static fluid can be measured. This means that a fuel parameter can be precisely determined before or after the actual refueling process. In further embodiments, a combination of the positions on the tank and/or the tap and/or the line can also take place.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Sensorgerät dazu eingerichtet, eine Altersbestimmung des Kraftstoffs auszuführen, auf Basis der Altersbestimmung ein regeneratives Maß des Kraftstoffs zu ermitteln und dieses mittels der Kommunikationsschnittstellen an das Kraftfahrzeug zu übertragen. Das Sensorgerät kann dazu auch ein separates bzw. integriertes Messmodul, beispielsweise zusätzlich zu einem Spektroskopie-Messinstrument, umfassen, um diese Bestimmung durchzuführen. Das Sensorgerät kann also eine Sensorgruppe umfassen. Das Sensorgerät kann hierbei bevorzugt eine C14-Altersbestimmung ausführen. Durch das regenerative Maß, mit anderen Worten ein Nachhaltigkeitsmaß, kann der Grad der Nachhaltigkeit des Kraftstoffs bestimmt werden. Diese Information kann beispielsweise zur Selektion des Kraftstoffs eingesetzt werden. Fossile Kraftstoffe haben hierbei ein hohes Alter, während regenerative Kraftstoffe ein geringes Alter haben. Ein regeneratives Maß würde diese Alterungsrelation abbilden. Das regenerative Maß kann ferner auch das bestimmte Alter selbst sein. Solche Informationen zur Nachhaltigkeit bzw. zum regenerativen Charakter können für bestimmte oder für alle Kraftfahrzeuge notwendig sein bzw. werden.In a preferred embodiment, the sensor device is set up to determine the age of the fuel, to determine a regenerative measure of the fuel based on the age determination and to transmit this to the motor vehicle using the communication interfaces. The sensor device can also include a separate or integrated measuring module, for example in addition to a spectroscopy measuring instrument, in order to carry out this determination. The sensor device can therefore comprise a sensor group. The sensor device can preferably carry out a C 14 age determination. The renewable measure, in other words a sustainability measure, can be used to determine the degree of sustainability of the fuel. This information can be used, for example, to select the fuel. Fossil fuels are very old, while renewable fuels are very old. A regenerative measure would reflect this aging relationship. The regenerative measure can also be the specific age itself. Such information on sustainability or regenerative character may be necessary for certain or all motor vehicles.
Bevorzugt ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, eine Kraftstoffeinlassmenge zum Kraftfahrzeug auf Basis der durch das Sensorgerät bestimmten Kraftstoffmaterialeigenschaft zu steuern. Das ermöglicht es dem Kraftfahrzeug, einen geeigneten Kraftstoff zu selektieren. Ein Selektionssignal kann beispielsweise über die Kommunikationsschnittstelle in Antwort auf die Übermittlung des Kraftstoffs an die Tankanlage gesendet werden. Beispielsweise kann für ein Kraftfahrzeug insbesondere nur ein bestimmter Qualitätswert, insbesondere nach einem regenerativen Maß, verwendet werden. Ein anderes Kriterium kann eine Motorkompatibilität sein. Das Steuern der Einlassmenge kann auch das gänzliche Blockieren umfassen. Die Blockade kann auch am Fahrzeugeinlass erfolgen ohne Kommunikation an die Tankanlage.Preferably, the control unit is set up to control a fuel intake quantity to the motor vehicle based on the fuel material property determined by the sensor device. This enables the motor vehicle to select a suitable fuel. A selection signal can, for example, be sent via the communication interface in response to the transmission of the fuel to the tank system. For example, only a certain quality value, in particular according to a regenerative measure, can be used for a motor vehicle. Another criterion can be engine compatibility. Controlling the amount of intake can also include blocking it entirely. The blockage can also occur at the vehicle entrance without communication to the fuel system.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Kraftstoffeinlassmenge zum Kraftfahrzeug ferner auf Basis einer Füllmenge in einem Kraftfahrzeugtank und der Kraftstoffmaterialeigenschaft eines darin befindlichen Kraftstoffs in dem Kraftfahrzeug zu steuern. Aus diesen Größen lässt sich eine Kraftstoffmaterialeigenschaft des zusammengesetzten Kraftstoffs bestimmen. Diese Kenntnis kann wiederum eingesetzt werden, eine passende Einlassmenge zu ermitteln. Beispielsweise kann eine maximale Zuführmenge eines minderwertigen Kraftstoffs bestimmt werden, für welche die Eigenschaften des zusammengesetzten Kraftstoffs noch als geeignet beurteilt werden.In a preferred embodiment, the control unit is set up to further control the fuel intake quantity to the motor vehicle based on a filling quantity in a motor vehicle tank and the fuel material property of a fuel located therein in the motor vehicle. A fuel material property of the composite fuel can be determined from these variables. This knowledge can in turn be used to determine an appropriate intake quantity. For example, a maximum feed quantity of an inferior fuel can be determined for which the properties of the composite fuel are still judged to be suitable.
Bevorzugt ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, einen Grad der Entmischbarkeit des Kraftstoffs des Kraftfahrzeugtanks und des Kraftstoffs des Tanks der Tankanlage auf Basis der durch das Sensorgerät bestimmten Kraftstoffmaterialeigenschaft und der Kraftstoffmaterialeigenschaft des Kraftstoffs des Kraftfahrzeugtanks und der Füllmenge in dem Kraftfahrzeugtank zu bestimmen, und auf Basis des Grads der Entmischbarkeit die Kraftstoffeinlassmenge zu steuern und/oder ein Mischgerät zum Mischen zu steuern. Liegen bei zwei Kraftstoffen stoffliche Unterschiede vor, insbesondere bei regenerativen Kraftstoffen, welche sich insbesondere voneinander in dafür relevanten Kraftstoffmaterialeigenschaften unterscheiden, kann es zu einer unerwünschten Entmischung im Kraftfahrzeugtank kommen. Dann wird beispielsweise im Fahrzeugtank kein homogenes Gemisch ausgebildet, sondern eine erste und davon getrennte zweite Phase. Um dies zu verhindern, können entsprechende Kraftstoffe blockiert oder deren Zugabe dosiert bzw. limitiert werden. Ein Mischgerät kann auch in Gang gesetzt werden, beispielsweise eine Kraftstoffpumpe, um eine Homogenität herzustellen.The control unit is preferably set up to determine a degree of segregation of the fuel of the motor vehicle tank and the fuel of the tank of the tank system based on the fuel material property determined by the sensor device and the fuel material property of the fuel of the motor vehicle tank and the filling quantity in the motor vehicle tank, and based on the To control the fuel inlet quantity according to the degree of segregability and/or to control a mixing device for mixing. If there are material differences between two fuels, especially in the case of renewable fuels, which differ from one another in particular in the relevant fuel material properties, undesirable segregation can occur in the motor vehicle tank. Then, for example, no homogeneous mixture is formed in the vehicle tank, but rather a first and separate second phase. To prevent this, appropriate fuels can be blocked or their addition can be dosed or limited. A mixing device can also be activated, for example a fuel pump, to create homogeneity.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, eine maximale Zuführmenge zu bestimmen, und die Kraftstoffzufuhr derart zu steuern, dass die zugeführte Kraftstoffeinlassmenge der maximalen Zuführmenge entspricht. Dies ist insbesondere dann geeignet, wenn nur eine geringe Kompatibilität vorliegt, eine Entmischung droht oder die zusammengesetzte Kraftstoffmaterialeigenschaft nicht den Qualitätsanforderungen entspricht.In a preferred embodiment, the control unit is set up to determine a maximum supply quantity and to control the fuel supply in such a way that the supplied Fuel inlet quantity corresponds to the maximum supply quantity. This is particularly suitable if there is little compatibility, there is a risk of segregation or the composite fuel material properties do not meet the quality requirements.
Bevorzugt ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, auf Basis der übermittelten Kraftstoffeigenschaft ein Serviceintervall für eine Fahrzeugkomponente des Kraftfahrzeugs anzupassen. Beispielsweise kann ein Ölwechselintervall oder ein Kraftstofffilterwechselintervall an die Qualität des Kraftstoffs angepasst werden, da das Motoröl Kraftstoffeinträge erhält und die Kraftstofffilter durch die bestimmten Kraftstoffmaterialeigenschaften beeinträchtigt werden. Dadurch kann die Haltbarkeit des Kraftfahrzeugs verlängert werden.The control unit is preferably set up to adapt a service interval for a vehicle component of the motor vehicle based on the transmitted fuel property. For example, an oil change interval or a fuel filter change interval can be adjusted to the quality of the fuel because the engine oil receives fuel inputs and the fuel filters are affected by the particular fuel material properties. This allows the durability of the motor vehicle to be extended.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention result from the remaining features mentioned in the subclaims.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in individual cases.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1- ein Tanksystem nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
- Figur 2
- ein Tanksystem nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und
- Figur 3
- ein Tanksystem nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
- Figure 1
- a tank system according to a first embodiment of the invention,
- Figure 2
- a tank system according to a second embodiment of the invention, and
- Figure 3
- a tank system according to a third embodiment of the invention.
Das Tanksystem 1 umfasst ein Kraftfahrzeug 10, wobei jegliche Kraftfahrzeuge von der Erfindung umfasst sind und nicht nur Personenkraftfahrzeuge wie in den Figuren dargestellt. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst eine erste Kommunikationsschnittstelle K1. Die erste Kommunikationsschnittstelle K1 kann an verschiedenen, geeigneten Positionen des Kraftfahrzeugs 10 positioniert sein. Ferner umfasst das Kraftfahrzeug 10 eine Steuereinheit 12.The
Die Steuereinheit 12 kann dabei ein On-board-Steuersystem, also beispielsweise eine Zentralsteuerung sein. Ein On-Board-Steuersystem kann zum Beispiel aus vernetzten Steuereinheiten und/oder Steuergeräten bestehen. Die Steuereinheit 12 kann aber auch eine einzelne Steuereinheit sein, welche eine bestimmte Steueraufgabe des Kraftfahrzeugs ausführt.The
Das Tanksystem 1 umfasst ferner eine Tankanlage 20 zum Betanken eines Kraftfahrzugs 10. Die Tankanlage 20 kann dabei typischerweise eine Tanksäule 21 mit einem damit verbundenen Kraftstoffschlauch 28 und einem Zapfhahn 24 umfassen.The
Die Tankanlage 20 umfasst ferner eine zweite Kommunikationsschnittstelle K2. Die zweite Kommunikationsschnittstelle K2 ist mit der ersten Kommunikationsschnittstelle K1 zur Übertragung von Daten kommunikationsverbunden. Die Kommunikation, d.h. das Übersenden von Daten, kann dabei in beide Richtungen erfolgen. Die Übertragung kann per Datenleitung oder drahtlos, d.h. wireless, erfolgen. Bevorzugt kann Bluetooth angewandt werden. Bluetooth kann durch die oftmals bereits verbauten Kommunikationstechniken im Radio ohne Nachrüstung verwendet werden. Bluetooth hat den Vorteil, dass die Funksignale gerichtet bzw. selektiv erfolgen können, sodass nur ein bestimmtes Kraftfahrzeug 10 mit der Tankanlage 20 kommuniziert. Der Hersteller hat somit unter Verwendung von bereits im Kraftfahrzeug verbauten Hardwarekomponenten keine konstruktionstechnischen Mehrkosten.The
Alternativ können Daten auch per NFC (Nahfeldkommunikation) oder WLAN erfolgen. Alternativ kann auch eine Datenleitung genutzt werden, welche eine größtmögliche Übertragungssicherheit gewährleistet.Alternatively, data can also be sent via NFC (near field communication) or WLAN. Alternatively, a data line can also be used, which ensures the greatest possible transmission security.
Die Tankanlage 20 umfasst ferner einen Tank 22, bzw. mehrere Tanks 22, für einen Kraftstoff. Ein Tank 22 kann dabei bevorzugt unter Grund positioniert sein, d.h. als Erdtank ausgeführt sein, wobei die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Wie in der Abbildung beispielhaft gezeigt, können mehrere Tanks 22 zu einer Tankanlage 20 gehören, welche jeweils einen bestimmten Kraftstoff in dem Tank 22 speichern. Diese können sich in anderen Worten ausgedrückt in mindestens einer Kraftstoffmaterialeigenschaft unterscheiden, die Kraftstoffmaterialeigenschaft auch zeitlich variabel sein.The
Die Tankanlage 20 umfasst ferner ein Sensorgerät 30, d.h. das Sensorgerät 30 ist verbaut bzw. integriert in der Tankanlage 20. Das Sensorgerät 30 ist positioniert und dazu eingerichtet, eine Kraftstoffmaterialeigenschaft des Kraftstoffs der Tankanlage 20 zu bestimmen, beispielsweise alle Kraftstoffe der Tankanlage 20. Eine Kraftstoffmaterialeigenschaft kann beispielsweise eine Dichte, ein Sauerstoffgehalt, ein regeneratives Maß wie ein Alter, eine Kraftstoffart, eine Kraftstoffqualität etc. sein. Grundsätzlich ist die Kraftstoffmaterialeigenschaft eine physikalische oder chemische Eigenschaft des Kraftstoffs. Auch Flüchtigkeit oder Kaltfließigkeit können umfasst sein.The
Die bestimmte Kraftstoffmaterialeigenschaft wird über die Kommunikationsschnittstellen K1, K2 an das Kraftfahrzeug 10 übertragen. Ergänzend kann auch eine Betriebsanleitung für den Motor, die Abgasnachbehandlung, eine Standheizung oder andere Funktionalitäten übermittelt werden, z. B. AGR (Abgasrückführung) Variation bei gleichzeitiger Verschiebung des Einspritzpunktes, Anpassung der Regeneration der Abgasnachbehandlung und Ölwechselintervalle.The specific fuel material property is transmitted to the
Die Steuereinheit 12 des Kraftfahrzeugs 10 kann diese Kraftstoffmaterialeigenschaft über die erste Kommunikationsschnittstelle K1 empfangen. In Antwort darauf kann die Steuereinheit 12 auf Basis der durch das Sensorgerät 30 bestimmten Kraftstoffmaterialeigenschaft eine Fahrzeugkomponente steuern. Eine Fahrzeugkomponente kann beispielsweise der Motor sein. In anderen Fällen können dies andere Steuerungsfunktionen in dem Kraftfahrzeug 10 sein. Das Steuern bezeichnet hierbei insbesondere ein Anpassen bzw. Einregeln der Fahrzeugkomponente an die Kraftstoffmaterialeigenschaft des gemessenen Kraftstoffs.The
Die übermittelte Kraftstoffmaterialeigenschaft ist durch das verbaute Sensorgerät 30 stets aktuell, sodass die übermittelte Kraftstoffmaterialeigenschaft genau bzw. präzise ist, da sie durch tatsächliche, direkte Messung des Kraftstoffs erhalten worden ist. Das Kraftfahrzeug 10 hingegen benötigt keine kostspieligen Sensorgeräte. Dadurch muss auch kein regelmäßiges Aktualisieren von Datenbanken erfolgen. Das Tanksystem 1 erlaubt es somit, das Kraftfahrzeug 10 bzw. Komponenten davon für den zu tankenden Kraftstoff in präziser Weise zu optimieren. Die passgenauen Eigenschaften jedes Kraftstoffs können so in den Betrieb des Kraftfahrzeugs 10 optimiert eingehen.The transmitted fuel material property is always current through the built-in
Bei einer Restmenge im Kraftfahrzeugtank 14 kann ferner eine zusammengesetzte Kraftstoffmaterialeigenschaft bestimmt werden. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Kraftstoffmaterialeigenschaft des zuvor getankten Kraftstoffs aus einem Speicher 15 ausgelesen wird, in welcher die vorher bestimmte Kraftstoffmaterialeigenschaft abgelegt wurde. Ferner kann ein Füllstandsensor 16 bereitgestellt sein, welcher den Füllstand des Kraftfahrzeugtanks 14 bestimmt. Die Steuereinheit 12 kann nach Erhalt dieser Größen auf Basis der Kraftstoffmaterialeigenschaften und dem Füllstand eine zusammengesetzte Kraftstoffmaterialeigenschaft bestimmen. Diese kann wiederum für den nächsten Tankvorgang im Speicher 15 abgelegt werden. Somit kann das Einstellen bzw. Steuern der Fahrzeugkomponente auf Basis einer solchen zusammengesetzten Kraftstoffmaterialeigenschaft und somit unter Berücksichtigung der Kraftstoffrestmenge im Kraftfahrzeugtank 14 erfolgen.If there is a remaining amount in the
Das Sensorgerät 30 kann ferner ein spektroskopisches Messinstrument umfassen. Mit solchen Sensorgeräten, für welche im Kraftfahrzeug 10 typischerweise zu wenig Platz ist, können Kraftstoffmaterialeigenschaften präzise bestimmt werden. Fluoreszenzspektroskopie, Lichtabsorptionsspektroskopie oder auch dielektrische Spektroskopie sind bevorzugt, wobei die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Insbesondere kann so eine zerstörungsfreie Bestimmung von Kraftstoffparametern erfolgen. Beispielsweise kann eine Kombination aus Permittivitätsmessungen und Nahinfrarotmessungen erfolgen. In weiteren Möglichkeiten sind Molekülaufklärung, z.B. regenerativer Anteil, Aromatengehalt, Paraffingehalt, Polaritätsindex, und Molekülgrößenverteilung, z.B. Alterungszustand, detektierbar.The
Die Tankanlage 20 umfasst bevorzugt einen Zapfhahn 24, auch Zapfventil oder Zapfpistole genannt, und eine Leitung 23 zwischen Tank 22 und Zapfhahn 24. Das Sensorgerät 30 kann nun mit jeweiligen Vorteilen unterschiedlich positioniert sein, wobei hier auf die
In der
In der
Diese Verortungen in den
In einer weiteren Ausführungsform kann, wie in
Das Sensorgerät 30 kann auf Grund des verfügbaren Bauraums in der Tankanlage 20 auch, zusätzlich oder alternativ, eingerichtet sein, eine Altersbestimmung des Kraftstoffs auszuführen. Mittels der Altersbestimmung kann dann ein regeneratives Maß des Kraftstoffs bestimmt werden. Hierzu kann ein separates oder ein integriertes Messmodul im Sensorgerät 30 bereitgestellt werden. Das Sensorgerät 30 kann dafür entsprechend auch eine Sensorgruppe umfassen, d.h. beispielsweise spektroskopisches Messinstrument und Altersmessmodul. Das Sensorgerät 30 kann hierbei bevorzugt eine C14-Altersbestimmung ausführen. Ein solcher Alterungszustand kann insbesondere in der Hybridtechnik wesentlich für die Funktionssicherheit des Motors sein.Due to the available installation space in the
Das regenerative Maß kann mittels der Kommunikationsschnittstellen K1, K2 an das Kraftfahrzeug 10 übertragen werden. Das Kraftfahrzeug 10 erhält somit Information über die Nachhaltigkeit des Kraftstoffs. Die Erfindung ermöglicht es beispielsweise dann auch, dass das regenerative Maß mit anderen Kraftstoffmaterialeigenschaften kombiniert an das Kraftfahrzeug 10 übermittelt werden.The regenerative measure can be transmitted to the
Beispielsweise kann auch für ein Kraftfahrzeug 10 ein Mindestmaß an Nachhaltigkeit erforderlich sein. Diese Information kann dann zur Selektion des Kraftstoffs eingesetzt werden, beispielsweise durch Blockieren oder Aktivieren bestimmter Kraftstoffe. Das regenerative Maß kann ferner auch das bestimmte Alter selbst sein.For example, a minimum level of sustainability may also be required for a
Die Steuereinheit 12 kann ferner eine Kraftstoffeinlassmenge zum Kraftfahrzeug 10 auf Basis der durch das Sensorgerät 30 bestimmten Kraftstoffmaterialeigenschaft steuern. Steuern umfasst hier das Blockieren oder auch das Aktivieren eines Einlasses, d.h. die Leistungsfreigabe oder Sperrung und/oder die Leistungs- bzw. Mengenminimierung der eingelassenen Kraftstoffmenge. Beispielsweise kann die Information der Nachhaltigkeit, d.h. das bestimmte regenerative Maß bzw. das bestimmte Alter, verwendet werden, um zu prüfen, ob Qualitätsanforderungen an den Kraftstoff genügen und gegebenenfalls kann der Zufluss geblockt oder gemindert werden. Die Steuerung der Kraftstoffmenge bzw. des Einlasses kann einerseits an einem Kraftstoffeinlass 18 des Kraftfahrzeugs 10 erfolgen oder aber durch die Übermittlung eines Steuersignals an die Tankanlage 20 über die Kommunikationsschnittstellen K1, K2 beispielsweise an einem Zapfhahn 24 oder einem anderen Ventil der Tankanlage 20 erfolgen.The
Auch kann die Steuereinheit 12 die Kraftstoffeinlassmenge zum Kraftfahrzeug 10 auf Basis der Füllmenge in dem Kraftfahrzeugtank 14 und der Kraftstoffmaterialeigenschaft des darin befindlichen Kraftstoffs in dem Kraftfahrzeugtank 14 steuern. Dies ermöglicht es, die Kompatibilität der Kraftstoffe zu prüfen und gegebenenfalls eine Zufuhr zu verringern oder zu verweigern.Also, the
Insbesondere ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Steuereinheit 12 einen Grad der Entmischbarkeit des Kraftstoffs des Kraftfahrzeugtanks 14 und des Kraftstoffs des Tanks 22 der Tankanlage 20 auf Basis der durch das Sensorgerät 30 bestimmten Kraftstoffmaterialeigenschaft und der Kraftstoffmaterialeigenschaft des Kraftstoffs des Kraftfahrzeugtanks 14 und der Füllmenge in dem Kraftfahrzeugtank 14 bestimmt. Dann kann auf Basis des Grads der Entmischbarkeit die Kraftstoffeinlassmenge gesteuert werden. Somit kann mit Vorteil berücksichtigt werden, dass es bei unterschiedlichen Kraftstoffen, gerade bei regenerativen Kraftstoffen, zu einer unerwünschten Entmischung im Kraftfahrzeugtank 14 kommen kann. Das Bestimmen einer maximalen Zuführmenge kann verhindern, dass es zu einer Phasenseparation im Kraftfahrzeugtank 14 kommt.In particular, it is advantageously provided that the
Ferner kann auch ein Mischgerät 19, beispielsweise eine Pumpe, auf Basis des Grads der Entmischbarkeit zum Mischen betrieben werden. Dadurch können mehrphasige Kraftstoffkomponenten, häufig bei Biokraftstoffen, homogenisiert werden. Dies kann, wie bereits oben ausgeführt, auf Basis der Bestimmung der Entmischbarkeit erfolgen.Furthermore, a mixing
Auch kann eine maximale Zuführmenge auf Basis der durch das Sensorgerät 30 bestimmten Kraftstoffmaterialeigenschaft und der Kraftstoffmaterialeigenschaft des Kraftstoffs des Kraftfahrzeugtanks 14 und der Füllmenge in dem Kraftfahrzeugtank 14 erfolgen. Dann kann die Kraftstoffzufuhr derart gesteuert werden, dass die zugeführte Kraftstoffeinlassmenge der maximalen Zuführmenge entspricht. Beispielsweise kann eine Entmischung erst bei einer bestimmten Zufuhrmenge erfolgen und unterhalb bleibt das Gemisch homogen. Dann kann diese maximale Zuführmenge eine Entmischung verhindern. In anderen Beispielen kann dies genutzt werden, um unter Einhaltung von Qualitätsanforderungen einen geringwertigen Kraftstoff bis zu einer Maximallänge hinzuzugeben.A maximum supply quantity can also take place based on the fuel material property determined by the
Die Steuereinheit 12 kann ferner auf Basis der übermittelten Kraftstoffeigenschaft ein Serviceintervall für eine Fahrzeugkomponente des Kraftfahrzeugs anpassen. Beispielsweise kann ein Ölwechselintervall auf Basis der von dem Sensorgerät 30 übertragenen Kraftstoffmaterialeigenschaft angepasst werden. Beispielsweise kann ein Ölwechselintervall bei einem höherwertigen Kraftstoff erhöht und bei einem minderwertigen Kraftstoff verringert werden. Ferner kann das Austauschintervall eines Partikelfilters eines Abgasnachbehandlungssystems verkürzt oder verlängert werden. In diesen Fällen kann der Betrieb des Kraftfahrzeugs 10 optimiert werden.The
In weiteren Ausführungen der Erfindung kann eine Kraftstoffmaterialeigenschaft auf Basis der Erkennung von chemischen Tracern in dem Kraftstoff die Kraftstoffmaterialeigenschaft erkannt werden. Ein chemischer Tracer ist mit anderen Worten ein Kraftstoffmarker. Als chemische Tracer können beispielsweise eine künstliche DNA, additive Pakete und/oder Kraftstoffidentifikationsmarker ausgeführt werden. Über die wiedererkannten Kraftstoffe können dann spezifisch definierte Arbeitsanweisungen vom Hersteller an das Fahrzeug übermittelt werden. Hierzu kann das Sensorgerät 30 ein spektroskopisches Messinstrument umfassen, beispielsweise ein fluoreszenzspektroskopisches Messinstrument, welches mittels charakteristischer Fluoreszenz den Tracer eineindeutig identifiziert. Die übersandte Kraftstoffmaterialeigenschaft kann entweder die Information über den Tracer an sich sein oder die dazugehörige Kraftstoffmaterialeigenschaft. Durch den Tracer können so beispielsweise hochwertige Kraftstoffe identifiziert werden oder über korrespondierende Datenbanken weitere Parameter erfasst werden. Diese Lösung zur Ermittlung von Tracern ist kombinierbar mit den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen.In further embodiments of the invention, a fuel material property can be recognized based on the detection of chemical tracers in the fuel. In other words, a chemical tracer is a fuel marker. For example, artificial DNA, additive packages and/or fuel identification markers can be implemented as chemical tracers. Using the recognized fuels, specifically defined work instructions can then be transmitted from the manufacturer to the vehicle. For this purpose, the
In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann, bspw. vor der Messung durch das Sensorgerät 30, auch das Kraftfahrzeug 10 mittels der Kommunikationsschnittstellen K1, K2 mit der Tankanlage 20 Daten, bspw. Fahrzeuginformationen, an die Tankanlage 20 übermitteln. In dieser Ausführungsform verfügt die Tankanlage 20 über eine Steuereinheit.In a further embodiment of the invention, for example before the measurement by the
Beispielsweise können eine Motoreigenschaft oder andere Informationen an die Tankanlage übermittelt werden. Die Tankanlage 20 bzw. die Steuereinheit 12 kann dann in Antwort auf die übertragene Fahrzeuginformation einen Tank 22 bzw. einen Zapfhahn auswählen, d.h. beispielsweise freischalten oder blockieren. Beispielsweise kann die Steuereinheit Tanks 22 bzw. Zapfhähne 24 mit zur Fahrzeuginformation passenden Kraftstoffen aktivieren und/oder nicht-passende Kraftstoffe blockieren. Beispielsweise kann ein Kraftfahrzeug 10 mit Ottomotor nur blockierte Dieselzapfhähne vorfinden. Ferner können auch alle inkompatiblen Kraftstoffmischungen blockiert werden auf Basis einer Übermittlung des Füllstands und der Kraftstoffmitteleigenschaft des Kraftstoffs im Tank. Das Fehlbetanken oder Einfüllen von motorschädlichen Kraftstoffeigenschaften kann somit vermieden werden. Weitere Informationen wie ein Zustand des Fahrzeugs, z.B. Partikelfilter voll, Hochdruckförderpumpe kritisch verschlossen, können übermittelt werden, sodass die Tankanlage 20 bzw. deren Steuereinheit Kraftstoffmaßnahmen einleiten kann wie beispielsweise Auswahl des optimalen Kraftstoffs, Nachadditivierung oder Blending des Kraftstoffs. Optional kann dabei der Fahrer an der Tanksäule 21, an anderer Stelle, oder mittels einer App über diese Maßnahme informiert werden. Ein weiterer Aspekt der Erfindung kann darin bestehen, dass Kraftahrzeuge mit bestehenden Anforderungen an Emissionen, z.B. zum Betrieb in Innenstädten, gezielt mit Kraftstoffen versorgt werden.For example, an engine characteristic or other information can be transmitted to the tank system. The
In bevorzugter Ausführung könnte bei einem nur für regenerative Kraftstoffe zugelassenen Kraftfahrzeug eine Sperrung aller fossilen Brennstoffe in Betracht kommen.In a preferred embodiment, a blocking of all fossil fuels could be considered for a motor vehicle that is only registered for renewable fuels.
In weiteren Ausführungsformen der Erfindung können die ausgetauschten Informationen zwischen Kraftfahrzeug 10 und Tankanlage 20 an geeignete Server weitergeleitet werden. Mögliche Anwendungen sind die Sicherstellung von Maßnahmen zur Reduzierung von Treibhausgasen und/oder Schadstoffen. Diese können im Klartext, anonymisiert, pseudoanonymisiert oder zusammengefasst übertragen werden.In further embodiments of the invention, the information exchanged between
Die Erfindung hat unter anderem den Vorteil, dass das Kraftfahrzeug 10 keine integrierten Sensoren bereitstellen muss, sondern über die Tankanlage 20 die genau und aktuell ermittelten Kraftstoffeigenschaften erhält. Die übermittelte Kraftstoffmaterialeigenschaft ist präzise, da sie durch tatsächliche Messung am Kraftstoff durch ein verbautes bzw. integriertes Sensorgerät 30 erhalten wird, und somit auch in allen Ausführungen eine präzise Anpassung an den zu tankenden Kraftstoff ermöglicht bzw. eine geeignete Kraftstoffauswahl getroffen werden kann.The invention has, among other things, the advantage that the
- 11
- TanksystemTank system
- 1010
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 1212
- SteuereinheitControl unit
- 1414
- KraftfahrzeugtankMotor vehicle tank
- 1515
- SpeicherStorage
- 1616
- FüllstandsensorLevel sensor
- 1818
- KraftstoffeinlassFuel inlet
- 1919
- MischgerätMixing device
- 2020
- TankanlageTank system
- 2121
- TanksäuleGas pump
- 2222
- Tanktank
- 2323
- LeitungLine
- 2424
- Zapfhahntap
- 2828
- SchlauchHose
- 3030
- SensorgerätSensor device
- K1K1
- erste Kommunikationsschnittstellefirst communication interface
- K2K2
- zweite Kommunikationsschnittstellesecond communication interface
Claims (10)
- Refuelling system (1) for a motor vehicle, comprising:- a motor vehicle (10), comprising:a first communication interface (K1); anda control unit (12);- a refuelling installation (20), comprising:characterized in that
a second communication interface (K2), which has a communication connection to the first communication interface (K1) for the transmission of data; and a tank (22) with a fuel;the refuelling installation (20) comprises a sensor device (30), which is configured to determine a fuel material property of the fuel of the refuelling installation (20) and to transmit this to the motor vehicle (10) by means of the first and second communication interfaces (K1, K2); andthe control unit (12) of the motor vehicle (10) is configured to control a vehicle component on the basis of the fuel material property determined by the sensor device (30). - Refuelling system (1) according to Claim 1, characterized in that the sensor device (30) comprises a spectroscopic measuring instrument.
- Refuelling system (1) according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the refuelling installation (20) comprises a fuel-pump nozzle (24) and a line (23) between the tank (22) and the fuel-pump nozzle (24), the sensor device (30) being positioned and configured so as to determine the fuel material property of the fuel in the line (23) or at the fuel-pump nozzle (24).
- Refuelling system (1) according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the sensor device (30) is positioned and configured so as to determine the fuel material property of the fuel in the tank (22) of the refuelling installation (20).
- Refuelling system (1) according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the sensor device (30) is configured to perform a determination of the age of the fuel and/or to ascertain a measure of the renewability of the fuel on the basis of the age determination, and to transmit this to the motor vehicle (10) by means of the first and second communication interfaces (K1, K2).
- Refuelling system (1) according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the control unit (12) is configured to control a quantity of the intake of fuel into the motor vehicle (10) on the basis of the fuel material property determined by the sensor device (30).
- Refuelling system (1) according to Claim 6, characterized in that the control unit (12) is configured to control the quantity of the intake of fuel into the motor vehicle (10) also on the basis of a capacity of a vehicle fuel tank (14) and the fuel material property of a fuel in the motor vehicle (10) located therein.
- Refuelling system (1) according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the control unit (12) is configured to determine a degree of demiscibility of the fuel of the vehicle fuel tank (14) and the fuel of the tank (22) of the refuelling installation (20) on the basis of the fuel material property determined by the sensor device (30), the fuel material property of the fuel of the vehicle fuel tank (14) and the capacity of the vehicle fuel tank (14), and, on the basis of the degree of demiscibility, to control the quantity of the intake of fuel and/or to control a mixing device (19) for mixing.
- Refuelling system (1) according to either of Claims 7 and 8, characterized in that the control unit (12) is configured to determine a maximum delivery quantity, and to control the fuel delivery in such a manner that the delivered quantity of the intake of fuel corresponds to the maximum delivery quantity.
- Refuelling system (1) according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the control unit (12) is configured to adjust a stored service interval of a vehicle component of the motor vehicle (10) on the basis of the transmitted fuel property.
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