Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING THE FILLING OF A TANK CONTAINER OF A VEHICLE WITH GASEOUS HYDROGEN FROM A STORAGE CONTAINER OF A FILLING STATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/104243
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a system for controlling the filling of a tank container (11) of a vehicle (1) with gaseous hydrogen from a storage container (41) of a filling station (4), comprising at least one first communication device (23, 24, 102, 103) for transmitting parameter values for the heat dissipation characteristics of the vehicle tank container (11) or sensor-determined values of temperature and pressure of the hydrogen in the vehicle tank container (11) at discrete times from a data memory of the vehicle (1) to a control device (32, 44) of the filling station (4), which control device regulates the hydrogen flow from the storage container (41) to the vehicle tank container (11); and to a method for operating such a system. Furthermore, the system has a second communication device (22, 101) for transmitting data, by means of which the network access data for establishing a communication connection are transmitted to the receiving device (107) of the vehicle (1) via the at least one first communication device.

Inventors:
PIEPER CHRISTIAN (DE)
MILELLA VITO (DE)
OEHM ROBIN (DE)
VOIGT DR (DE)
Application Number:
PCT/DE2022/100897
Publication Date:
June 15, 2023
Filing Date:
November 30, 2022
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
DEUTSCHE BAHN AG (DE)
International Classes:
F17C5/00
Domestic Patent References:
WO2020172100A12020-08-27
Foreign References:
EP2536656A12012-12-26
US20180231184A12018-08-16
DE102015015967A12017-06-01
DE102014226959A12015-07-02
DE102018210961A12020-01-09
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche System zur Befüllungs-Steuerung eines Tankbehälters (11) eines Fahrzeugs (1) mit gasförmigem Wasserstoff aus einem Vorratsbehälter (41) einer Versorgungsstation (4), umfassend mindestens eine erste Kommunikationseinrichtung (23, 24, 102, 103) zur Übertragung von Parameterwerten für die Wärmeabgabecharakteristik des Fahrzeug-Tankbehälters (11) oder von sensorisch ermittelten Werten von Temperatur und Druck des Wasserstoffs im Fahrzeug-Tankbehälter (11) zu diskreten Zeitpunkten aus einem Datenspeicher des Fahrzeugs (1) an eine den Wasserstoff- Durchfluss vom Vorratsbehälter (41) an den Fahrzeug- Tankbehälter (11) regulierende Steuereinrichtung (32, 44) der Versorgungsstation (4), dadurch gekennzeichnet, dass das System eine zweite Kommunikationseinrichtung (22, 101) zum Übertragen von Daten von der Steuereinrichtung (44) der Versorgungsstation (4) an eine Empfangseinrichtung (107) des Fahrzeugs (1) aufweist und dazu eingerichtet ist, mittels dieser zweiten Kommunikationseinrichtung (22, 101) die Netzwerkzugangsdaten für den Aufbau einer Kommunikationsverbindung über die mindestens eine erste Kommunikationseinrichtung (23, 24, 102, 103) an die Empfangseinrichtung (107) des Fahrzeugs (1) zu übertragen. System zur Befüllungs-Steuerung eines Tankbehälters (11) eines Fahrzeugs (1) mit gasförmigem Wasserstoff aus einem Vorratsbehälter (41) einer Versorgungsstation (4) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (107) mittels eines von einer Steuerungseinrichtung (10) der Leittechnik des Fahrzeuges (1) erzeugbaren Aktivierungssignals in einen Empfangsmodus zum Empfangen der über die zweite Kommunikationseinrichtung (22, 101) bereitgestellten Daten schaltbar ist. System zur Befüllungs-Steuerung eines Tankbehälters (11) eines Fahrzeugs (1) mit gasförmigem Wasserstoff aus einem Vorratsbehälter (41) einer Versorgungsstation (4) nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Aktivierungssignals die Spannungsversorgung der Empfangseinrichtung (107) schaltbar ist. System zur Befüllungs-Steuerung eines Tankbehälters (11) eines Fahrzeugs (1) mit gasförmigem Wasserstoff aus einem Vorratsbehälter (41) einer Versorgungsstation (4) nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (107) als eine RFID-Antenne ausgeführt ist. Verfahren zum Betrieb eines Systems zur Befüllungs-Steuerung eines Tankbehälters (11) eines Fahrzeugs (1) mit gasförmigem Wasserstoff aus einem Vorratsbehälter (41) einer Versorgungsstation (4), umfassend die Übertragung von Parameterwerten für die Wärmeabgabecharakteristik des Fahrzeug-Tankbehälters (11) oder von sensorisch ermittelten Werten von Temperatur und Druck des Wasserstoffs im Fahrzeug-Tankbehälter (11) mittels mindestens einer ersten Kommunikationseinrichtung (23, 24, 102, 103) zu diskreten Zeitpunkten aus einem Datenspeicher des Fahrzeugs (1) an eine den Wasserstoff-Durchfluss vom Vorratsbehälter (41) an den Fahrzeug-Tankbehälter (11) regulierende Steuereinrichtung (32, 44) der Versorgungsstation (4), dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer zweiten Kommunikationseinrichtung (22, 101) die Netzwerkzugangsdaten für den Aufbau einer Kommunikationsverbindung über die mindestens eine erste Kommunikationseinrichtung (23, 24, 102, 103) von der Steuereinrichtung (44) der Versorgungsstation (4) an die Empfangseinrichtung (107) des Fahrzeugs (1) übertragen werden. 14 Verfahren zum Betrieb eines Systems zur Befüllungs-Steuerung eines Tankbehälters (11) eines Fahrzeugs (1) mit gasförmigem Wasserstoff aus einem Vorratsbehälter (41) einer Versorgungsstation (4) nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (107) mittels eines von einer Steuerungseinrichtung (10) der Leittechnik des Fahrzeuges (1) erzeugbaren Aktivierungssignals in einen Empfangsmodus zum Empfangen der über die zweite Kommunikationseinrichtung (22, 101) bereitgestellten Daten geschaltet wird. Verfahren zum Betrieb eines Systems zur Befüllungs-Steuerung eines Tankbehälters (11) eines Fahrzeugs (1) mit gasförmigem Wasserstoff aus einem Vorratsbehälter (41) einer Versorgungsstation (4) nach Patentan- spruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Aktivierungssignals die Spannungsversorgung der Empfangseinrichtung (107) geschaltet wird.
Description:
System und Verfahren zur Befüllungs-Steuerung eines Tankbehälters eines Fahrzeugs mit gasförmigem Wasserstoff aus einem Vorratsbehälter einer Versorgungsstation

Die Erfindung betrifft ein System zur Befüllungs-Steuerung eines Tankbehälters eines Fahrzeugs mit gasförmigem Wasserstoff aus einem Vorratsbehälter einer Versorgungsstation, umfassend mindestens eine erste Kommunikationseinrichtung zur Übertragung von Parameterwerten für die Wärmeabgabecharakteristik des Fahrzeug-Tankbehälters oder von sensorisch ermittelten Werten von Temperatur und Druck des Wasserstoffs im Fahrzeug-Tankbehälter zu diskreten Zeitpunkten aus einem Datenspeicher des Fahrzeugs an eine den Wasserstoff-Durchfluss vom Vorratsbehälter an den Fahrzeug-Tankbehälter regulierende Steuereinrichtung der Versorgungsstation sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Systems.

Es ist allgemein bekannt, dass die Menge von gasförmigem Wasserstoff, mit der ein Brennstoffzellen-Fahrzeug an einer Versorgungsstation betankt werden kann, nicht nur von den Parametern des Fahrzeug-Tankbehälters, wie z.B. dem Füll-Vo- lumen des Fahrzeug-Tankbehälters, abhängt, sondern aufgrund der physikalischen Wechselbeziehungen zwischen Temperatur, Druck und Volumen von Gasen auch vom Zustand des Wasserstoffs im Fahrzeug-Tankbehälter während des Betankens, insbesondere von Druck und Temperatur des Wasserstoffs abhängt. Bedingt durch die adiabatische Kompression des gasförmigen Wasserstoffs steigt die Temperatur des Wasserstoffs im Fahrzeug-Tankbehälter während des Einfüllens von Wasserstoff in den Fahrzeug-Tankbehälter an. Je größer die Durchflussmenge bzw. der Massestrom des Wasserstoffs beim Betanken ist, desto signifikanter ist dieser Temperaturanstieg ausgebildet. Nach Abschluss des Tankvorgangs sinken mit zunehmender Abkühlung des Gases die Temperatur und der Druck wieder ab. Aus diesem Grund werden während des Betankens die aktuellen Werte von Druck und Temperatur des Wasserstoffs im Fahrzeug-Tankbehälter kontinuierlich gemessen und bei der Ermittlung des jeweils aktuellen Befüllungszustandes des Fahrzeug- Tankbehälters berücksichtigt.

Aus DE 102014226 959 A1 ist dem Fachmann ein gattungsgemäßes Wasserstoff- Betankungssystem bekannt, bei dem periodische Prognosewerte für den Befüllungszustand des Fahrzeug-Tankbehälters, insbesondere dessen Innendruck und Temperatur, zu diskreten Prognosezeitpunkten ermittelt und während des Betankungsvorgangs mit den sich dann tatsächlich im Fahrzeug-Tankbehälter einstellenden Ist-Werten abgeglichen werden. Bei Inkonsistenzen zwischen den Prognose- und den Ist-Werten wird der Betankungsvorgang verlangsamt oder abgebrochen.

Es ist ferner allgemein bekannt, dass die Qualität von Prognosedaten signifikant verbessert werden kann, wenn dem für die Generierung der Prognosedaten zugrunde liegenden Prognose-Modell eine möglichst große Menge von realen historischen Daten verfügbar gemacht werden kann. Es ist deshalb naheliegend, während des Betriebs des Fahrzeuges solche realen Daten sensorisch zu erfassen und mittels einer dem Fahrzeug zugeordneten Speichereinrichtung für die Generierung von Prognosedaten zur Verfügung zu stellen.

Allerdings sind hierbei zwischen der Speichereinrichtung und der die Prognosedaten generierenden Instanz große Datenmengen zu übertragen, was eine hinreichend breitbandige Datenübertragungseinrichtung erfordert. Aus der DE 10 2018 210 961 A1 ist dem Fachmann beispielsweise nahegelegt, für die Übertragung von Daten zwischen dem Fahrzeug und der Versorgungsstation die allgemein üblichen und weit verbreiteten lokalen Funknetze nach den WLAN-Standards (WLAN = Abkürzung für „Wireless Local Area Network“), wie z.B. der IEEE 802.11 , vorzusehen. Allerdings gelten solche WLAN-Kommunikationsschnittstellen als beliebtes Ziel für Hacking-Angriffe. Hieraus resultiert die Befürchtung der Fachwelt, die WLAN-Kom- munikationsschnittstellen könnten die Verletzbarkeit der Fahrzeug-internen Leitsysteme gegenüber Hacking-Angriffen erhöhen. Aus diesem Grund werden für die Datenkommunikation zwischen Fahrzeug und Versorgungsstation hinreichend sichere Datenübertragungswege gefordert. Allerdings ist deren Datenübertragungskapazität in aller Regel sehr stark eingeschränkt. In Folge dessen bleiben die vorgenannten Vorteile umfassender aus dem bisherigen Betrieb eines Fahrzeug-Tankbehälters unter realen Bedingung gewonnener Daten in der Praxis weitgehend ungenutzt, da diese über die zwischen den Steuerungseinrichtungen des Fahrzeuges und der Versorgungsstation verwendeten Datenübertragungswege nicht in hinreichend kurzer Zeit vor Beginn des Befüllungsvorgangs übertragbar sind. Somit bleiben die Potentiale für eine Verbesserung der Qualität der Prognosedaten und damit eine Beschleunigung des Befüllungsvorgangs des Fahrzeug-Tankbehälters weitestgehend ungenutzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes System zur Befüllungs-Steuerung eines Tankbehälters eines Fahrzeugs mit gasförmigem Wasserstoff aus einem Vorratsbehälter einer Versorgungsstation bzw. ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Systems bereitzustellen, welche die vorgenannten Nachteile überwinden. Insbesondere soll eine technisch einfache und breitbandige Datenkommunikation zwischen Fahrzeug und Versorgungsstation ermöglicht werden, ohne dass hierdurch das Risiko von Daten-Hacking-Angriffen auf die Leittechnik des Fahrzeuges erhöht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in vorrichtungsorientierter Hinsicht in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, dass das System eine zweite Kommunikationseinrichtung zum Übertragen von Daten von der Steuereinrichtung der Versorgungsstation an eine Empfangseinrichtung des Fahrzeugs aufweist und dazu eingerichtet ist, mittels dieser zweiten Kommunikationseinrichtung die Netzwerkzugangsdaten für den Aufbau einer Kommunikationsverbindung über die mindestens eine erste Kommunikationseinrichtung an die Empfangseinrichtung des Fahrzeugs zu übertragen.

Auf diese Weise ist eine Befüllungs-Steuerung realisierbar, bei der die für den Verbindungsaufbau einer Kommunikationsverbindung zwischen Fahrzeug und Versorgungsstation erforderlichen Netzwerkzugangsdaten in verschlüsselter Weise in der Versorgungsstation hinterlegt sind und dort durch ein zum Tanken an der Versorgungsstation bereitgestelltes Fahrzeug abrufbar sind. Ein solches System ermöglicht die Realisierung einer Datenkommunikation zwischen Fahrzeug und Versorgungsstation, welche in datentechnischer Hinsicht von der übrigen Leittechnik des Fahrzeuges entkoppelt und zu dieser somit vollständig rückwirkungsfrei ist. Eventuelle Manipulations-Angriffe von unbefugten Dritten auf die Kommunikationsverbindung zwischen Fahrzeug und Versorgungsstation bzw. deren fahrzeug- bzw. versorgungsstationsseitigen Schnittstellen bleiben ohne Auswirkung auf die Leittechnik des Fahrzeuges. Somit kann ein breitbandiger funkbasierter Kommunikations-Standard für die Kommunikationsverbindung zum Übertragen von Parameter- oder Sensor-Werten des Fahrzeugtankbehälters an die Versorgungsstation genutzt werden, an den keine übermäßig hohen Sicherheitsanforderungen zu stellen sind, der aber zugleich eine hohe Datenübertragungsrate ermöglicht. Die Erfindung ermöglicht somit beispielsweise die tatsächliche Nutzbarmachung der aus dem Stand der Technik hinreichend bekannten WLAN-Technologie für die Datenkommunikation zwischen Fahrzeug und Versorgungsstation, was bislang wegen des bei WLAN-Ver- bindungen inhärenten Risikos von Manipulationsangriffen auf die Kommunikationsverbindung und des im Kontexts des bisherigen Standes der Technik damit untrennbar einhergenden Risikos von datenmanipulativen Durchgriffen auf die Fahrzeug- Leittechnik nicht möglich war. Bei Realisierung des erfinderischen Grundkonzepts können hingegen alle für eine optimierte Vorausplanung des Befüllungsvorganges notwendigen realen Daten aus dem Fahrzeug-Datenspeicher mittels breitbandiger WLAN-Technologie an eine Steuerungseinrichtung der Versorgungsstation übertragen und dort für die Optimierung der Steuerung des Befüllvorganges nutzbar gemacht werden.

Gemäß einer sinnvollen Weiterentwicklung der erfinderischen Grundidee ist hierbei die Empfangseinrichtung mittels eines von einer Steuerungseinrichtung der Leittechnik des Fahrzeuges erzeugbaren Aktivierungssignals in einen Empfangsmodus zum Empfangen der über die zweite Kommunikationseinrichtung bereitgestellten Daten schaltbar.

Somit muss die Empfangseinrichtung des Fahrzeuges nicht in ständiger Empfangsbereitschaft sein. Dies stellt keine Abkehr vom erfindungsgemäßen Grundkonzept dar. Ein solchermaßen weiterentwickeltes Steuerungssystem bildet eine Art Subsystem aus, das hierarchisch der Leittechnik des Fahrzeuges untergeordnet und dabei lediglich über eine einzige unidirektionale Datenverbindung mit diesem verbunden ist. Da die Richtung dieser unidirektionalen Datenverbindung ausschließlich von der Leittechnik des Fahrzeuges zur Befüllungs-Steuerung hin orientiert ist, ist die Rückwirkungsfreiheit in Bezug auf die Leittechnik des Fahrzeuges gewährleistet. Eventuelle von außen (d.h. von unbefugten Dritten) auf eine Manipulation an der Befüllungs-Steuerung gerichtete Angriffe bleiben ohne Auswirkung auf die Leittechnik des Fahrzeuges. Auf diese Weise kann eine fahrzeugseitige Steuerung realisiert werden, bei der die Befüllungs-Steuerung in datentechnischer Hinsicht nahezu vollständig von der übrigen Leittechnik des Fahrzeuges entkoppelt und rückwirkungsfrei zu dieser ist. Das Aktivierungssignal kann entweder vom Bediener des Fahrzeuges manuell ausgelöst werden, z.B. sobald er das Fahrzeug in geeigneter Position an der Versorgungsstation abgestellt hat. In hierzu alternativer Weise kann das Aktivierungssignal auch durch die Leittechnik des Fahrzeuges ohne Mitwirkung eines menschlichen Bedieners erzeugt werden, sobald auf Seiten des Fahrzeugs vordefinierte technische Kriterien erfüllt bzw. vordefinierte technische Parameter erreicht sind. Auch bei manueller Auslösung des Aktivierungssignals kann der Status weiterer technischer Parameter als zusätzliches Kriterium für dessen Auslösbarkeit hinzutreten. Beispielsweise könnte das Aktivieren einer Traktionssperre des Fahrzeugs ein solcher zusätzlicher Parameter sein, wodurch ein an der Versorgungsstation zum Betanken bereitgestelltes Fahrzeug zugleich auch gegen Losrollen gesichert ist.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsvariante des erfinderischen Grundkonzepts ist mittels des Aktivierungssignals die Spannungsversorgung der Empfangsvorrichtung schaltbar. Dies ermöglicht eine besonders einfache technische Umsetzung der Erfindungsidee.

Die Erfindungsidee sieht ferner vor, dass die Empfangsvorrichtung als eine RFID- Antenne ausgeführt ist. Auch dies ermöglicht eine einfache und für den Betriebsalltag robuste Umsetzung der Erfindungsidee. Somit ist für die zweite Kommunikationseinrichtung zwischen Versorgungsstation und Fahrzeug in bevorzugter Weise eine induktiven Nahfeld-Kommunikationsverbindung vorgesehen.

Die Erfindung betrifft ferner in vorrichtungsorientierter Weise ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Systems zur Befüllungs-Steuerung eines Tankbehälters eines Fahrzeugs mit gasförmigem Wasserstoff aus einem Vorratsbehälter einer Versorgungsstation, wobei die Übertragung von Parameterwerten für die Wärmeabgabecharakteristik des Fahrzeug-Tankbehälters oder von sensorisch ermittelten Werten von Temperatur und Druck des Wasserstoffs im Fahrzeug-Tankbehälter mittels mindestens einer ersten Kommunikationseinrichtung zu diskreten Zeitpunkten aus einem Datenspeicher des Fahrzeugs an eine den Wasserstoff-Durchfluss vom Vorratsbehälter an den Fahrzeug-Tankbehälter regulierende Steuereinrichtung der Versorgungsstation erfolgt. Zur Lösung der vorgenannten technischen Aufgabe werden mittels einer zweiten Kommunikationseinrichtung die Netzwerkzugangsdaten für den Aufbau einer Kommunikationsverbindung über die mindestens eine erste Kommunikationseinrichtung von der Steuereinrichtung der Versorgungsstation an die Empfangseinrichtung des Fahrzeugs übertragen.

Auf diese Weise ist ein Verfahren zur Befüllungs-Steuerung realisierbar, bei der die für den Verbindungsaufbau einer Kommunikationsverbindung zwischen Fahrzeug und Versorgungsstation erforderlichen Netzwerkzugangsdaten in verschlüsselter Weise in der Versorgungsstation hinterlegt sind und dort durch ein zum Tanken an der Versorgungsstation bereitgestelltes Fahrzeug abrufbar sind. Ein solches System ermöglicht die Realisierung einer Datenkommunikation zwischen Fahrzeug und Versorgungsstation, welche in datentechnischer Hinsicht von der übrigen Leittechnik des Fahrzeuges entkoppelt und zu dieser somit vollständig rückwirkungsfrei ist. Eventuelle Manipulations-Angriffe von unbefugten Dritten auf die Kommunikationsverbindung zwischen Fahrzeug und Versorgungsstation bzw. deren fahrzeug- bzw. versorgungsstationsseitigen Schnittstellen bleiben ohne Auswirkung auf die Leittechnik des Fahrzeuges. Somit kann ein breitbandiger funkbasierter Kommunikations-Standard für die Kommunikationsverbindung zum Übertragen von Parameteroder Sensor-Werten des Fahrzeugtankbehälters an die Versorgungsstation genutzt werden, an den keine übermäßig hohen Sicherheitsanforderungen zu stellen sind, der aber zugleich eine hohe Datenübertragungsrate ermöglicht. Die Erfindung ermöglicht somit beispielsweise die tatsächliche Nutzbarmachung der aus dem Stand der Technik hinreichend bekannten WLAN-Technologie für die Datenkommunikation zwischen Fahrzeug und Versorgungsstation, was bislang wegen des bei WLAN-Verbindungen inhärenten Risikos von Manipulationsangriffen auf die Kommunikationsverbindung und des im Kontexts des bisherigen Standes der Technik damit untrennbar einhergenden Risikos von datenmanipulativen Durchgriffen auf die Fahrzeug-Leittechnik nicht möglich war. Bei Realisierung des erfinderischen Grundkonzepts können hingegen alle für eine optimierte Vorausplanung des Befüllungsvorganges notwendigen realen Daten aus dem Fahrzeug-Datenspeicher mittels breitbandiger WLAN-Technologie an eine Steuerungseinrichtung der Versorgungsstation übertragen und dort für die Optimierung der Steuerung des Befüllvor- ganges nutzbar gemacht werden. Die Erfindung sieht ferner vor, dass die Empfangseinrichtung mittels eines von einer Steuerungseinrichtung der Leittechnik des Fahrzeuges erzeugbaren Aktivierungssignals in einen Empfangsmodus zum Empfangen der über die zweite Kommunikationseinrichtung bereitgestellten Daten geschaltet wird.

Somit muss die Empfangseinrichtung des Fahrzeuges nicht in ständiger Empfangsbereitschaft sein. Dies stellt keine Abkehr vom erfindungsgemäßen Grundkonzept dar. Ein solchermaßen weiterentwickeltes Steuerungsverfahren ermöglicht die Ausbildung einer Kommunikationsverbindung zwischen Fahrzeug und Versorgungsstation, die lediglich lediglich über eine einzige unidirektionale Datenverbindung mit der Leittechnik des Fahrzeuges verbunden ist. Da die Übertragungsrichtung dieser unidirektionale Datenverbindung ausschließlich in Richtung zum Befüllungs-Steuerungssystem hin orientiert ist, ist die Rückwirkungsfreiheit in Bezug auf die Leittechnik des Fahrzeuges gewährleistet. Eventuelle von außen (d.h. von unbefugten Dritten) auf eine Manipulation an der Befüllungs-Steuerung gerichtete Angriffe bleiben ohne Auswirkung auf die Leittechnik des Fahrzeuges. Auf diese Weise kann eine fahrzeugseitige Steuerung realisiert werden, bei der die Befüllungs-Steuerung in datentechnischer Hinsicht nahezu vollständig von der übrigen Leittechnik des Fahrzeuges entkoppelt und rückwirkungsfrei zu dieser ist.

Gemäß einer möglichen Ausführungsvariante der Erfindung wird mittels des Aktivierungssignals die Spannungsversorgung der Empfangseinrichtung geschaltet. Dies ermöglicht eine besonders einfache technische Umsetzung der Erfindungsidee.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und dazugehöriger Zeichnung näher erläutert. Die (einzige) Figur zeigt die schematische Darstellung eines Systems zur Befüllungs-Steuerung eines Tankbehälters eines Fahrzeugs mit gasförmigem Wasserstoff aus einem Vorratsbehälter einer Versorgungsstation.

Das System zur Befüllungs-Steuerung umfasst Komponenten, die sich sowohl auf dem Fahrzeug (1) als auch im Bereich der ortsfesten Betankungs-Infrastruktur befinden. Die ortsfeste Infrastruktur umfasst nicht nur die Versorgungsstation (4), sondern auch eine Mehrzahl von mit dieser Versorgungsstation verbundenen Dispensern (2), jeweils mit zugehörigem Füllschlauch und zugehöriger Ventilsteuerung (43), sowie einen „landseitigen“ (d.h. der ortsfesten Versorgungsstation (4) zugeordneten) Koppler (3). Dieser Koppler (3) umfasst zur datentechnischen Absicherung ein Gateway (31) mit integrierter Firewall. Die Steuereinrichtung der Versorgungsstation umfasst ein erstes Steuergerät (32) auf SPS-Basis (SPS = „speicherprogrammierbare Steuerung“) zur Bestimmung der Betankungsparameter, das in den landseitigen Koppler (3) integriert ist, sowie ein zweites Steuergerät (44) (ebenfalls bevorzugt auf SPS-Basis) zur Verarbeitung dieser Betankungsparameter und zum Einstellen der Kühlung (42) sowie des Vordrucks und der Befüllkurve (d.h. des zeitabhängigen Befülldrucks) für jeden Dispenser (2).

Das zu befüllende bzw. zu betankende Fahrzeug (1), das im Kontext dieses Ausführungsbeispiels als ein motorisch angetriebenes Schienenfahrzeug ausgeführt ist, weist eine herkömmliche Kraftstoff-Bevorratungseinrichtung für gasförmige Kraftstoffe, z.B. Wasserstoff, sowie eine Steuerungseinrichtung (10) für die Leittechnik des Fahrzeugs (1) auf, mit der sämtliche sonstigen Einrichtungen des Fahrzeuges (1) gesteuert werden, die keinen technischen Bezug zur Befüllung der Kraftstoff-Bevorratungseinrichtung haben. Die Kraftstoff-Bevorratungsvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Tankbehältern, wobei im Kontext dieses Ausführungsbeispiels aus Gründen der Vereinfachung nur ein einzelner Tankbehälter (11) dargestellt ist. Die Kraftstoff-Bevorratungseinrichtung versorgt eine Brennstoffzelle (12), welche mittels eines Brennstoffzellensteuergerätes (13) wiederum mit der Steuerungseinrichtung (10) für die Leittechnik (10) des Fahrzeugs (1) verbunden ist. Ferner ist jeder Tankbehälter (11) an eine Zulaufleitung angeschlossen, welche mittels eines Tanknippels (14) in an sich ebenfalls bekannter Weise mit der Tankkupplung (21) eines Dispensers (2) der Versorgungsstation (3) verbindbar ist. Über diese Leitung erfolgt die Betankung des Tankbehälters (11) des Fahrzeugs (1) aus dem Vorratsbehälter (31) einer Versorgungsstation (3). In ebenfalls üblicher Weise wird hierbei der Durchfluss mittels einer Kühlung (42) gekühlt und mittels eines Ventils (43) bezüglich seiner Menge reguliert.

Auf Seiten des Fahrzeugs (1) umfasst das System zur Befüllungs-Steuerung einen fahrzeugseitigen Koppler (100). Dieser umfasst neben einem zugriffsgesicherten Netzwerk-Gateway (106) eine fahrzeugseitige RFID-Antenne (101), einen fahrzeugseitigen LAN-Port (102) sowie eine fahrzeugseitige WLAN-Einrichtung (103). Die WLAN-Einrichtung (103) des Fahrzeuges bildet zusammen mit der stationsseitigen WLAN-Einrichtung (24) eine erste Kommunikationsverbindung aus, über die die in einem Datenspeicher des Fahrzeugs (1) zwischengespeicherten Parameterwerte für die Wärmeabgabecharakteristik des Fahrzeug-Tankbehälters (11) sowie die zu diskreten Zeitpunkten sensorische ermittelten Ist-Werte von Temperatur und Druck des im Fahrzeug-Tankbehälters (11) gespeicherten Wasserstoffs an die Steuereinrichtung (32) des landseitigen Kopplers (3) der Versorgungsstation (4) übertragen werden können.

Als Rückfall-Ebene können der fahrzeugseitige LAN-Port (102) sowie stationsseitige LAN-Port (23) mittels einer physischen „Kabel-Verbindung“ ebenfalls zu einer solchen ersten Kommunikationsverbindung zwischen Fahrzeug (1) und Versorgungsstation (4) verbunden werden.

Auf jedem Dispenser (2) ist in untrennbarer weise ein RFID-Tag (22) aufgebracht, auf dem jeweils die Netzzugangsdaten eingespeichert sind, mittels denen die vorgenannte erste Kommunikationsverbindung zwischen fahrzeugseitiger WLAN-Einrichtung (103) und stationsseitiger WLAN-Einrichtung (24) herstellbar ist. Die RFID- Antenne (101) des Fahrzeugs (1) ist mit einer als RFID-Lesegerät (107) ausgeführten Empfangseinrichtung verbunden.

Der fahrzeugseitige Koppler (100) ist über eine Bus-Schnittstelle (104) mit der Steuerungseinrichtung (10) für die Leittechnik des Fahrzeugs verbunden. Diese Schnittstelle (104) ist zur unidirektionalen Übertragung eines Aktivierungssignals von der Steuereinrichtung (10) für die Leittechnik an den Koppler (100) eingerichtet. Das Aktivierungssignal wird durch eine manuelle Bedienhandlung des Fahrzeugführers ausgelöst, sobald das Fahrzeug (1) in einer geeigneten räumlichen Position zum Dispenser (2) der Versorgungsstation (4) abgestellt ist. Als zusätzliches Kriterium für die Auslösbarkeit des Aktivierungssignals muss die Traktionssperre des Fahrzeugs (1) eingelegt sein, was in der Steuerungseinrichtung (10) für die Leittechnik des Fahrzeugs (1) verifiziert wird. Das Aktivierungssignal wird vom Steuergerät (105) des Kopplers (100) weiterverarbeitet und aktiviert die Spannungsversorgung des RFID-Lesegerätes (107). Dieses wird hierdurch in einen aktiven Zustand geschaltet, in dem es zum Empfang von Daten, basierend auf dem Prinzip des induktiven Nahfeldes, bereit ist. Sobald der Dispenser (2) in einen räumlichen Nahbereich zum Tanknippel (14) des Fahrzeugs (1) gebracht ist, wird auf diese Weise zwischen der RFID-Leseeinrichtung (101 , 107) des Fahrzeugs (1) und dem RFID- Tag (22) des Dispensers eine zweite Kommunikationsverbindung etabliert. Über diese empfängt das RFID-Lesegerät (107) die auf dem RFID-Tag (22) des Dispensers (2) gespeicherten Netzzugangsdaten, mittels denen eine WLAN-Verbindung zur stationsseitigen WLAN-Einrichtung (24) herstellbar ist. Diese Netzzugangsdaten werden mittels des Steuergerätes (105) an die fahrzeugseitige WLAN-Einrich- tung (103) übertragen und von dieser dann zum Aufbau einer WLAN-Verbindung zur WLAN-Einrichtung (24) der Versorgungsstation (4) genutzt. Über die solchermaßen initiierte WLAN-Kommunikationsverbindung werden im Zuge der Anmeldung des Fahrzeugs (1) an der Steuereinrichtung (32, 44) der Versorgungsstation (4) sowie zur Vorbereitung des hieran anschließenden Befüllungsvorgangs die in einem Datenspeicher des Fahrzeuges abgelegten Parameterwerte für die Wärmeabgabecharakteristik des Fahrzeug-Tankbehälters (11) sowie von während des bisherigen Betriebs des Fahrzeugs (1) zu diskreten Zeitpunkten sensorisch ermittelten Werte von Temperatur und Druck im Fahrzeug-Tankbehälter (11) an die Steuereinrichtung (32, 44) der Versorgungsstation (4) übertragen, welche hierauf basierend mittels Ventil (43) und Kühlung (42) den Wasserstoff-Durchfluss aus dem Vorratsbehälter (41) in den Fahrzeug-Tankbehälter (11) steuert und reguliert. Als Rückfall- Ebene stehen sowohl am Fahrzeug (1) als auch an der Versorgungsstation (4) jeweils LAN-Ports (102, 23) zum Herstellen einer kabelgebundenen Kommunikationsverbindung zur Verfügung.

Bezugszeichenliste:

1 Fahrzeug

10 Steuerungseinrichtung Leittechnik des Fahrzeugs (1)

11 Tankbehälter des Fahrzeugs (1)

12 Brennstoffzelle

13 Brennstoffzellensteuergerät

14 Tanknippel

100 fahrzeugseitiger Koppler

101 RFID-Antenne, fahrzeugseitig

102 LAN-Port, fahrzeugseitig

103 WLAN-Einrichtung, fahrzeugseitig

104 Schnittstelle

105 Steuergerät des fahrzeugseitigen Kopplers (100)

106 Netzwerk-Gateway mit Firewall

107 RFID-Lesegerät

2 Dispenser

21 Tankkupplung

22 RFID-Tag, stationsseitig

23 LAN-Port, stationsseitig

24 WLAN-Einrichtung, stationsseitig

3 landseitiger Koppler

31 Gateway mit Firewall

32 erstes Steuergerät der Versorgungsstation

4 Versorgungsstation

41 Vorratsbehälter

42 Kühlung

43 Ventil Dispenser

44 zweites Steuergerät der Versorgungsstation