Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betanken eines Fahrzeugtanks eines Fahrzeuges mit einem Gas.

Brennstoffzellen erlauben es, die chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffes und eines Oxi dationsmittels in elektrische Energie umzuwandeln. Neben Was serstoff können als Brennstoff auch andere Gase genutzt wer den, insbesondere Methanol, Butan oder Erdgas.

Die durch die Brennstoffzelle gewonnene elektrische Energie kann zum Antreiben eines Elektroantriebs, insbesondere bei einem Fahrzeug, benutzt werden. Diese Fahrzeuge umfassen ver schiedene Fahrzeugtypen, insbesondere Pkws, Lkws, Arbeitsma schinen, Busse, Lokomotiven usw. Der Brennstoff, welcher der Brennstoffzelle zugeführt wird, ist in einem Fahrzeugtank ge speichert. Der Fahrzeugtank wird zum Betanken an eine Betan kungsanlage angeschlossen. Der Fahrzeugtank kann dann mit ei nem gasförmigen und/oder flüssigen Medium betankt werden. Die Betankungsanlage verfügt über eine oder mehrere Zapfsäulen, mit welcher der Energievorrat mobiler Verbraucher oder Fahr zeuge aufgefüllt werden kann.

Die Betankung eines gasbetriebenen Fahrzeuges kann nach einem festgelegten Protokoll, ohne Protokoll oder nach Anforderung der Hersteller durchgeführt werden. Beispielsweise kann bei einem wasserstoffbetriebenen Fahrzeug eine Betankung durch eine Betankungsanlage gemäß dem Protokoll J2601 bzw. J2799 durchgeführt werden. Herkömmliche Betankungsverfahren weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie entweder den Fahrzeugtank des Fahrzeuges nicht vollständig füllen oder der Betankungs vorgang insgesamt einen langen Zeitraum erfordert. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage zum Betanken eines Fahrzeugtanks eines Fahrzeuges mit einem Gas zu schaffen, welches es er laubt, den Fahrzeugtank rasch und vollständig zu befüllen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betanken eines Fahrzeugtanks eines Fahrzeuges mit einem Gas mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Erfindung schafft demnach ein Verfahren zum Betanken ei nes Fahrzeugtanks eines Fahrzeuges mit einem Gas, das von ei ner an das Fahrzeug angeschlossenen Betankungsanlage in einem Betankungsvorgang an den Fahrzeugtank abgegeben wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Simulieren eines Systems, das die Betankungsanlage und den Fahrzeugtank des zu betankenden Fahrzeuges umfasst, durch ei nen Rechner der Betankungsanlage auf Basis eines gespeicher ten Simulationsmodells des Systems anhand von Messdaten, die in Echtzeit durch Sensoren der Betankungsanlage während des Betankungsvorganges generiert werden, zur Berechnung von Re gelparametern,

Einstellen eines Reglers der Betankungsanlage mit den durch die Simulation des Systems berechneten Regelparametern zur Erzeugung von Stellgrößen durch den Regler der Betankungsan lage und

Betätigen von einem oder mehreren Aktuatoren der Betankungs anlage entsprechend den durch den eingestellten Regler der Betankungsanlage erzeugten Stellgrößen.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es eine protokollfreie Betankung des Fahrzeugtanks durch die Betankungsanlage ermöglicht. Es muss somit keine Daten- schnittstelle zwischen der Betankungsanlage und dem Fahrzeug vorhanden sein, um die Betankung des Fahrzeugtanks des Fahr zeuges zu ermöglichen.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Betankungsanlage des Systems einen oder- mehrere Hochdrucktanks auf, die das Gas in komprimierter Form speichern.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs gemäßen Verfahrens generieren Sensoren der Betankungsanlage Messdaten, die einen Druck, eine Temperatur und/oder einen Massestrom des während des Betankungsvorganges von der Betan kungsanlage abgegebenen Gases an einer oder mehreren Stellen einer Gasleitung angeben, welche den Hochdrucktank der Betan kungsanlage mit dem Fahrzeugtank des an die Betankungsanlage angeschlossenen Fahrzeuges verbindet.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs gemäßen Verfahrens steuert der Regler ein Druckventil als Ak tuator der Betankungsanlage an, das entlang der Gasleitung vorgesehen ist.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs gemäßen Verfahrens wird zu Beginn des Betankungsvorganges das Volumen des Fahrzeugtanks sowie Anfangsbedingungen bestimmt bzw. identifiziert. Diese Anfangsbedingungen umfassen bei spielsweise eine Außentemperatur und ein in dem Fahrzeugtank herrschenden Vordruck.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs gemäßen Verfahrens wird das Volumen des Fahrzeugtanks und die Anfangsbedingungen des zu simulierenden Systems anhand einer Messung bestimmt, bei der die Gasleitung mit einem kurzzeiti gen hohen Massestrom des Gases bei geöffnetem Druckventil be aufschlagt wird, wobei eine Systemantwort des Systems hierauf aufgezeichnet und zur Bestimmung des Fahrzeugtankvolumens und der Anfangsbedingungen des zu simulierenden Systems durch den Rechner der Betankungsanlage ausgewertet wird.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs gemäßen Verfahrens wird das Simulationsmodell des Systems durch den Rechner der Betankungsanlage aus einem Datenspei cher geladen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt der Betankungsvorgang protokollfrei ohne Austausch von Steuersignalen zwischen dem Fahrzeug und dem Rechner der Betankungsanlage.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Simulationsmodell ein Echtzeit- Simulationsmodell, welches das System anhand von Differenti algleichungen beschreibt.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs gemäßen Verfahrens wird der Fahrzeugtank des Fahrzeuges durch die Betankungsanlage mit Wasserstoffgas oder einem anderen Gas betankt.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs gemäßen Verfahrens wird das durch die Betankungsanlage in dem Betankungsvorgang an den Fahrzeugtank des Fahrzeuges abgege bene Gas durch einen Wärmetauscher der Betankungsanlage ge kühlt. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs gemäßen Verfahrens strömt das Gas während des Betankungsvor ganges aus dem Hochdrucktank der Betankungsanlage in einem Massestrom durch eine Gasleitung der Betankungsanlage über mindestens einen durch den Regler betätigten Aktuator der Be tankungsanlage und einen Wärmetauscher der Betankungsanlage zu dem Fahrzeugtank des Fahrzeuges, der über einen Schlauch an die Betankungsanlage angeschlossen ist,

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden dabei durch Sensoren der Betankungsanlage jeweils Messdaten hinsichtlich des Drucks, der Temperatur und des Massestromes an verschiedenen Stellen der Gasleitung ge neriert und an den Rechner der Betankungsanlage in Echtzeit zur Simulation des Systems übermittelt.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs gemäßen Verfahrens erfolgt das Einstellen des Reglers der Be tankungsanlage zyklisch regelmäßig innerhalb eines ersten einstellbaren Zeitintervalls von vorzugsweise ein bis zehn Sekunden.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs gemäßen Verfahrens erfolgt das Betätigen des Aktuators der Betankungsanlage entsprechend der durch den Regler der Betan kungsanlage erzeugten Stellgrößen zyklisch regelmäßig inner halb eines zweiten einstellbaren Zeitintervalls von vorzugs weise ein bis zehn Millisekunden.

Die Erfindung schafft ferner gemäß einem weiteren Aspekt eine Betankungsanlage zum Betanken eines Fahrzeugtanks eines Fahr zeuges mit Gas mit den in Patentanspruch 15 angegebenen Merk malen. Die Erfindung schafft demnach eine Betankungsanlage zum Be tanken eines Fahrzeugtanks eines Fahrzeuges mit Gas, insbe sondere mit Wasserstoff, in einem Betankungsvorgang, mit: einem Rechner, der ein System, welches die Betankungsanlage und den zu betankenden Fahrzeugtank des Fahrzeuges umfasst, auf Basis eines gespeicherten Simulationsmodells des Systems anhand von Messdaten, die in Echtzeit durch Sensoren der Be tankungsanlage während des Betankungsvorganges generiert wer den, zur Berechnung von Regelparametern simuliert; und mit mindestens einem Regler, welcher mit Regelparametern ein stellbar ist, die durch den Rechner durch Simulation des Sys tems berechnet werden, um Stellgrößen zur Betätigung eines zugehörigen Aktuators der Betankungsanlage während des Betan kungsvorganges zu erzeugen.

Im Weiteren werden mögliche Ausführungsformen des erfindungs gemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Anlage zum Be tanken eines Fahrzeugtanks eines Fahrzeuges mit einem Gas un ter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild zur Darstellung einer möglichen

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betan kungsanlage;

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des Ausfüh rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfah rens zum Betanken eines Fahrzeugtanks; Fig. 3 ein weiteres Diagramm zur Erläuterung der Funk tionsweise einer erfindungsgemäßen Anlage zum Betanken eines Fahrzeugtanks;

Figuren 4, 5 Ablaufdiagramme zur Erläuterung möglicher Aus führungsvarianten einer erfindungsgemäßen Be tankungsanlage und eines erfindungsgemäßen Ver fahrens zum Betanken eines Fahrzeugtanks.

Wie man aus Fig. 1 erkennen kann, dient eine Betankungsanlage 1 gemäß der Erfindung zum Betanken eines Fahrzeugtanks 2, welcher sich innerhalb eines Fahrzeuges 3 befindet. Der Fahr zeugtank 2 dient zum Speichern des darin gefüllten Gases. Die Betankungsanlage 1 ist beispielsweise zum Betanken eines Fahrzeugtanks 2 mit Wasserstoff vorgesehen. Die Betankungsan lage 1 kann auch zum Betanken des Fahrzeugtanks 2 mit anderen Gasen, beispielsweise mit Erdgas, Methanol oder Butan, vorge sehen sein. Bei dem Fahrzeug 3 kann es sich um ein beliebiges Fahrzeug, beispielsweise Pkw, Lkw oder auch Zug, handeln. Bei einer möglichen Ausführungsform verfügt das Fahrzeug 3 über einen Antrieb, welcher elektrische Energie aus mindestens ei ner Brennstoffzelle bezieht, welche das in dem Fahrzeugtank 2 des Fahrzeuges 3 gespeicherte Gas verbrennt und daraus elekt rische Energie generiert. Alternativ kann es sich bei dem Fahrzeug 3 auch um ein Transportfahrzeug handeln, welches das in dem Fahrzeugtank 2 gefüllte Gas von einem Ort zu einem an deren Ort transportiert.

Die in Fig. 1 dargestellte Betankungsanlage 1 enthält mindes tens einen Hochdrucktank 8, in dem Gas unter hohem Druck ge speichert ist. Die Betankungsanlage 1 weist eine oder mehrere Hochdrucktanks 8 auf, die das Gas in komprimierter Form spei chern können. Der Hochdrucktank 8 ist über eine Gasleitung 9 mit einem Gasanschluss 13 der Betankungsanlage 1 verbunden.

In der Gasleitung 9 befindet sich mindestens ein Aktuator 7, beispielsweise ein Druckventil, und ein Wärmetauscher 11. Der Fahrzeugtank 2 des Fahrzeuges 3 kann über einen Schlauch 12 an den Gasanschluss 13 der Betankungsanlage 1 angeschlossen werden, wie in Fig. 1 dargestellt. Bei dem in Fig. 1 darge stellten Ausführungsbeispiel wird der Aktuator 7, d.h. das Druckregelventil, durch einen Regler 5 geregelt. Der Regler 5 liefert Stellgrößen SG für den Aktuator 7.

Die Betankungsanlage 1 verfügt über einen Rechner 4, welcher das System auf Basis eines gespeicherten Simulationsmodells SIM-MOD des Systems anhand von Messdaten MD zur Berechnung von Regelparametern RP simuliert. Bei dem in Fig. 1 darge stellten Ausführungsbeispiel ist das Simulationsmodell des Systems in einem Datenspeicher 10 gespeichert. Die Betan kungsanlage 1 verfügt über verschiedene Sensoren 6, welche Messdaten MD in Echtzeit an den Rechner 4 der Betankungsanla ge 1 liefern. Auf Basis des gespeicherten Simulationsmodells des Systems simuliert der Rechner 4 anhand der erhaltenen Messdaten MD, welche in Echtzeit durch die Sensoren 6 der Be tankungsanlage 1 während des Betankungsvorganges generiert werden, das betreffende System zur Berechnung der Regelpara meter RP. Der Regler 5 der Betankungsanlage 1 ist mit den Re gelparametern RP, welche durch den Rechner 4 berechnet wer den, einstellbar. Der Regler 5 erzeugt Stellgrößen SG zur Be tätigung des zugehörigen Aktuators 7 der Betankungsanlage 1 während des Betankungsvorganges.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel liefern die Sensoren 6 Messdaten MD hinsichtlich eines Druckes P und einer Temperatur T an verschiedenen Abschnitten der Gaslei tung 9, welche den Hochdrucktank 8 mit dem Gasanschluss 13 verbindet. Die Sensoren 6-1, 6-2 liefern den Druck PI und die

Temperatur TI an einem ersten Abschnitt der Gasleitung 9 zwi schen dem Hochdrucktank 8 und dem Aktuator 7. Die Sensoren 6-3, 6-4 liefern den Druck P2 und die Temperatur T2 als Mess daten MD an einem zweiten Abschnitt der Gasleitung 9 zwischen dem Aktuator 7 und dem Wärmetauscher 11. Die Sensoren 6-5,

6-6 liefern den Druck P3 und die Temperatur T3 an einem wei teren Abschnitt der Gasleitung 9 zwischen dem Wärmetauscher 11 und dem durch den Schlauch 12 an den Gasanschluss 13 ange schlossenen Fahrzeugtank 2. Weiterhin kann ein Sensor 6-7 als Messdaten MD einen Massestrom M des während des Betankungs vorganges von der Betankungsanlage 1 abgegebenen Gases an den Rechner 4 der Betankungsanlage 1 liefern. Die Anzahl und Lage der verschiedenen Sensoren 6 kann bei verschiedenen Ausfüh rungsformen der Betankungsanlage 1 variieren.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich der Rechner 4 und der Datenspeicher 10 zum Speichern des Simulationsmodells in der Betankungsanlage 1. Bei alternati ven Ausführungsformen kann der Rechner 4 über ein Datennetz werk mit der Betankungsanlage 1 verbunden sein. Beispielswei se kommuniziert der Rechner 4 über ein Datennetzwerk, bei spielsweise das Internet, über eine Datenschnittstelle mit dem in der Betankungsanlage 1 vorgesehenen Regler 5. Das Si mulationsmodell 10 kann sich in einem externen Datenspeicher oder Datennetzwerk befinden, auf welche der Rechner 4 Zugriff hat.

Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer möglichen Ausführungs form eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betanken eines Fahrzeugtanks 2 eines Fahrzeuges 3 mit einem Gas. In einem ersten Schritt S1 wird ein System, welches den gas speichernden und gasführenden Teil der Betankungsanlage 1 und den Fahrzeugtank 2 des zu betankenden Fahrzeuges 3 umfasst, durch den Rechner 4 der Betankungsanlage 1 auf Basis eines gespeicherten Simulationsmodells SIM-MOD des Systems anhand von Messdaten MD simuliert. Diese Messdaten MD erhält der Rechner 4 in Echtzeit durch die Sensoren 6 der Betankungsan lage 1, welche während des Betankungsvorganges die Messdaten MD generieren. Der Rechner 4 simuliert das Gas-System, wel ches den gasspeichernden Teil der Betankungsanlage 1 , d.h. den Hochdrucktank 8, und den gasführenden Teil der Betan kungsanlage 1, d.h. die verschiedenen Abschnitte der Gaslei tung 9, sowie den daran angeschlossenen Fahrzeugtank 2 des zu betankenden Fahrzeuges 3 umfasst, zur Berechnung von Regelpa rametern RP. Diese berechneten Regelparameter RP werden an den Regler 5 übermittelt.

In einem weiteren Schritt S2 wird der Regler 5 der Betan kungsanlage 1 mit den durch die Simulation des Gas-Systems berechneten Regelparametern RP zur Erzeugung von Stellgrößen SG eingestellt.

In einem weiteren Schritt S3 wird der Aktuator 7 der Betan kungsanlage 1 entsprechend den durch den eingestellten Regler 5 erzeugten Stellgrößen SG betätigt. Beispielsweise wird ein Druckregelventil entsprechend einer von dem Regler 5 erzeug ten Stellgröße SG graduell geöffnet oder geschlossen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zu Beginn des Betan kungsvorganges vorzugsweise das Volumen des Fahrzeugtanks 2 sowie Anfangsbedingungen 14 ermittelt bzw. bestimmt. Die An fangsbedingungen 14 umfassen beispielsweise eine Außentempe ratur T_amb und/oder einen in dem Fahrzeugtank 2 des Fahrzeu- ges 3 vor dem Betankungsvorgang herrschenden Vordruck P. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Volumen des Fahr zeugtanks 2 sowie die Anfangsbedingungen 14 des zu simulie renden Gas-Systems anhand einer Messung bestimmt, bei welcher die Gasleitung 9 mit einem kurzzeitigen hohen Massestrom M des Gases bei geöffnetem Druckventil 7 beaufschlagt wird, wo bei eine Systemantwort des Gas-Systems aufgezeichnet wird.

Die aufgezeichnete Systemantwort des Gas-Systems wird an schließend durch den Rechner 4 zur Bestimmung des Fahrzeug tankvolumens des Fahrzeugtanks 2 mit den herrschenden An fangsbedingungen des zu simulierenden Gas-Systems ausgewer tet.

Das in Fig. 2 dargestellte Verfahren erlaubt einen Betan kungsvorgang, welcher protokollfrei ohne Austausch von Steu ersignalen zwischen dem Fahrzeug 3 und dem Rechner 4 der Be tankungsanlage 1 ausgeführt werden kann. Somit ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Datenschnittstelle zwischen dem Fahrzeug 3 und der Betankungsanlage 1 erforderlich, um den Betankungsvorgang durchführen zu können. Bei einer mögli chen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das in dem Datenspeicher 10 der Betankungsanlage 1 gespeicherte Simulationsmodell SIM-MOD ein Echtzeit-Simulationsmodell, welches das Gas-System anhand von Differentialgleichungen be schreibt. Das Simulationsmodell kann beispielsweise mithilfe von MATLAB/Simulink erstellt werden. Das Simulationsmodell beinhaltet Differentialgleichungen, welche die physischen Komponenten des Gas-Systems, d.h. die gasspeichernden und gasführenden Komponenten der Betankungsanlage 1 und den gas speichernden Fahrzeugtank 2, beschreiben. Das Zustandsraum- Datenmodell (State-Space Model) lässt sich zur Darstellung eines linearen zeitinvarianten Systems verwenden. Das Zu standsraum-Modell beschreibt das System mittels eines Satzes von Differentialgleichungen mit Eingängen, Ausgängen und Zu standsvariablen. Das Zustandsraum-Modell erlaubt die Be schreibung des Systems nicht nur anhand des Eingangs- und Ausgangsverhaltens, sondern auch durch innere Zustände mit tels Zustandsvariablen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Betankungsanlage 1 wird mindestens ein Aktuator 7 mit Stell größen SG eines Reglers 5 eingestellt. Verschiedene Aktua toren 7 können eingesetzt werden. Beispielsweise können die Aktuatoren 7 Druckventile, Pumpen, Strom- oder Spannungsquel len umfassen, welche durch den Regler 5 der Betankungsanlage 1 angesteuert werden. Verschiedenartige Typen von Reglern 5 sind möglich. Beispielsweise handelt es sich bei dem Regler 5 um einen P-Regler, einen I-Regler, einen PI-Regler oder einen PID-Regler. Vorzugsweise wird ein Zustandsraumregler 5 einge setzt, um eine Zustandsraum-Regelung auszuführen. Der Zu standsraumregler kann mit einem Beobachter zur Erhöhung der Regelgüte ergänzt werden. Die Messdaten werden vorzugsweise gesampelt. Bei einer möglichen Ausführungsform erfolgt dies mithilfe einer SPS-Steuereinheit. Allgemein können Analog- Digital-Konverter vorgesehen werden, um digitale Messdaten MD an den Rechner 4 der Betankungsanlage 1 in Echtzeit zu lie fern.

Fig. 3 erläutert die Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Betankungsanlage 1 und des in Fig. 2 dargestellten Verfahrens zum Betanken eines Fahrzeugtanks 2. In Fig. 3 ist neben den Schritten Sl, S2, S3, welche die Hauptschritte des erfin dungsgemäßen Verfahrens umfassen, ein Anfangs-Schritt SO dar gestellt. In diesem Schritt SO erfolgt zu Beginn des Betan kungsvorganges anhand der von dem Sensorsystem 6 der Betan kungsanlage 1 erhaltenen Messdaten MD eine Bestimmung der An- fangsbedingungen 14 sowie eines Volumens des Fahrzeugtanks 2. Die Anfangsbedingungen 14 für das System umfassen beispiels weise eine Temperatur und einen in dem Fahrzeugtank 2 herr schenden Vordruck. Das Simulationsmodell kann mit den identi fizierten Parametern initialisiert 15 werden. Der Schritt SO erfolgt typischerweise einmalig zu Beginn des Betankungsvor ganges.

Die Schritte S1 und S2 des erfindungsgemäßen Verfahrens, näm lich das Simulieren des Systems zur Berechnung der Regelpara meter RP und das Einstellen des Reglers 5 der Betankungsanla ge 1 mithilfe der berechneten Regelparameter RP zur Erzeugung der Stellgrößen SG, erfolgt vorzugsweise typischerweise zyk lisch regelmäßig innerhalb eines ersten einstellbaren Zeitin tervalls von beispielsweise ein bis zehn Sekunden.

Der dritte Schritt S3 des erfindungsgemäßen Verfahrens er folgt durch den Regler 5 der Betankungsanlage 1 ebenfalls zyklisch regelmäßig innerhalb eines zweiten einstellbaren Zeitintervalls von beispielsweise ein bis zehn Millisekunden. Dabei wird der Aktuator 7 der Betankungsanlage 1 entsprechend der durch den Regler 5 der Betankungsanlage 1 erzeugten Stellgrößen SG zyklisch regelmäßig anhand der Messdaten MD eingestellt.

Die Figuren 4, 5 stellen verschiedene Implementierungsmög lichkeiten einer bei der erfindungsgemäßen Betankungsanlage 1 durchgeführten Regelung mithilfe eines Simulationsmodells dar. Fig. 4 zeigt schematisch ein Regelsystem mit geschlosse ner Regel-Schleife. Dabei wird das geregelte System GS, wel ches das Gassystem der Betankungsanlage 1 sowie den Fahrzeug tank 2 des zu betankenden Fahrzeuges 3 umfasst, durch die Stellgrößen SG des Reglers 5 beeinflusst. Beispielsweise stellt der Regler 5 ein Druckventil 7 entsprechend den Stell größen SG ein. Die Ausgangsgrößen AG des geregelten Systems GS, welche durch Sensoren 6 der Betankungsanlage 1 gemessen werden, werden in einer geschlossenen Schleife zu einem Sub trahierer Sub rückgeführt und von entsprechenden Eingangsgrö ßen EG bzw. Sollgrößen zur Berechnung von Abweichungen Abw subtrahiert. Diese Abweichungen Abw werden dem Regler 5 der Betankungsanlage 1 zugeführt. Fig. 4 zeigt schematisch auch den Einfluss von Störungen SV und Messfehlern MF auf die Re gelung.

Fig. 5 zeigt eine mögliche alternative Implementierung der Regelung. Bei dieser Ausführungsform ist das verwendete Simu lationsmodell ein Echtzeit-Simulationsmodell, welches das zu untersuchende System anhand von Differentialgleichungen be schreibt. Das Echtzeit-Simulationsmodell kann beispielsweise mit MATLAB/Simulink erstellt werden. Die Stellgröße SG (Mani- pulated Variable) ist von den Zustandsgrößen ZV und einer Eingangsgröße EG (Command Variable) abhängig. Der Steuerpara meter K dient als Führungsgrößenauf _S chaltung, der vorgegebene Bedingungen erfüllt. Durch den Vektor k ^T werden die Eigen- Vektoren des Systems beeinflusst und somit auch die Dynamik matrix des Systems. Das geregelte System GS umfasst das Gas system der Betankungsanlage 1 sowie den daran über den Schlauch 12 angeschlossenen Fahrzeugtank 2 des Fahrzeuges 3.

Das erstellte Simulationsmodell SIM-MOD wird bei einer bevor zugten Ausführungsform in einem Datenspeicher 10 hinterlegt. Alternativ kann das Simulationsmodell SIM-MOD auch anhand von Testdaten in einem Maschinenlernprozess erlernt werden. Bei spielsweise kann ein Simulationsmodell mithilfe eines KI- Systems auf Basis von Erfahrungen bei einer Vielzahl von Be tankungsvorgängen erzeugt werden. Auch Mischformen sind mög- lich, wobei ein KI-System bestimmte Parameter in dem Simula tionsmodell berechnet.

Der in den Figuren 2, 3 dargestellte Betankungsvorgang wird vorzugsweise durch einen Nutzer des Fahrzeuges 3 manuell ge startet. Beispielsweise können durch Sensoren in einer Tank pistole automatisch erkannt werden, dass eine Kupplung bei dem Fahrzeug 3 über einen Schlauch 12 hergestellt worden ist. Durch einen anschließenden Druckstoß kann zudem die Dichtheit der Kupplung geprüft und sichergestellt werden. Anschließend erfolgt im Schritt SO die Bestimmung der Anfangsbedingungen 14 sowie des Volumens des Fahrzeugtanks 2. Mithilfe des er findungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Betan kungsanlage 1 kann eine vollständige Befüllung des Fahrzeug tanks 2 in kurzer Zeit erreicht werden, ohne dass ein Aus tausch von Kommunikationssignalen zwischen der Betankungsan lage 1 und dem Fahrzeug 3 erforderlich ist.