DE10241688B4

DE10241688B4 - Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit, fahrzeugeigene Terminaleinheit, Wasserstofftankstelle, Verfahren zur Ladesteuerung einer Wasserstofftankstelle sowie Speichervorrichtung mit Computerprogrammprodukt für die fahrzeugeigene Terminaleinheit

Info

Publication number: DE10241688B4
Application number: DE10241688A
Authority: DE
Inventors: Yozo Wako Kami
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: US6901302B2; CA2408693A1; JP4153690B2; GB2385582B; JP2003130295A; GB2385582A; GB0223346D0; US20030083848A1; CA2408693C; DE10241688A1

Abstract

Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit (10), die in der Lage ist, durch ein Kommunikationsnetzwerk mit einer Mehrzahl von Wasserstofffahrzeugen (2) zu kommunizieren, die mit Wasserstoff in fahrzeugeigenen Wasserstoffbehältern (T) fahren, die an einer Wasserstofftankstelle (1) beladen werden, umfassend:
einen Empfänger (13), der von jedem der Wasserstofffahrzeuge (2) durch das Kommunikationsnetzwerk Daten empfängt, die ein Wasserstoffvolumen jedes der Wasserstoffbehälter (T) repräsentieren; und
einen Plangenerator (11b), der für die Wasserstofftankstelle (1) auf der Basis des Wasserstoffvolumens einen Wasserstoffladeplan jedes der Wasserstofffahrzeuge (2) erzeugt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit (Ansprüche 1 und 2), fahrzeugeigenes Terminal (Anspruch 7), eine Wasserstofftankstelle (Anspruch 6), ein Verfahren zur Ladesteuerung der Wasserstofftankstelle (Anspruch 10), sowie Speichervorrichtungen (Ansprüche 11 und 12) mit Computerprogrammprodukt für ein fahrzeugeigenes Terminal, die dazu beitragen, Wasserstofffahrzeuge zu unterstützen, die mit Wasserstoff in bordeigenen Wasserstoffbehältern fahren und zur Bewahrung der Umwelt der Erde besonders vorteilhaft sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Wasserstoff hat, als saubere Energiequelle im Hinblick auf das Verhindern der Erderwärmung, umweltmäßig Aufmerksamkeit angezogen. Im Gebiet von Fahrzeugen wurde Wasserstoff weitgehend als alternativer Brennstoff anstatt von Kohlenwasserstoffbrennstoffen, wie etwa Benzin, erkannt. Insbesondere ist ein Fahrzeug (Brennstoffzellenfahrzeug), an dem eine Brennstoffzelle angebracht ist, die elektrochemisch Elektrizität erzeugt, weltweit im Blickpunkt, und seine Entwicklung schreitet energisch fort. Auch kommt ein anderes Fahrzeug in Diskussion, das durch eine Brennkraftmaschine angetrieben ist, die mit Wasserstoff als Brennstoff versorgt wird. Jedes dieser Wasserstofffahrzeuge hat einen Wasserstoffbehälter: entweder einen Hochdruckwasserstoffbehälter mit einigen zehn MPa oder einen Wasserstoffbehälter aus Metallhydrid (MH), der Wasserstoff absorbierende Legierungen verwendet. Im Falle eines Wasserstofffahrzeugs (Brennstoffzellen-Ausführung) wird eine Brennstoffzelle mit Wasserstoff durch den Wasserstoffbehälter versorgt, um hierdurch Elektrizität zum Antrieb eines Elektromotors zu erzeugen. Im Falle des anderen Wasserstofffahrzeugs (Brennkraftmaschinen-Ausführung) wird der in dem Wasserstoffbehälter gespeicherte Wasserstoff in der Brennkraftmaschine verbrannt, um Antriebskraft zu erzeugen.
Wenn der Wasserstoffbehälter jedes Wasserstofffahrzeugs leer ist, ist es notwendig, ihn mit Wasserstoff zu beladen. Das Beladen des Wasserstoffs erfolgt an einer Wasserstofftankstelle, die mit einer Wasserstoffladeeinheit ausgestattet ist. Für die Wasserstofftankstelle ist es notwendig, dass ein Wasserstoffbehälter so schnell wie möglich mit Wasserstoff beladen werden sollte, so dass ein Fahrer ein Wasserstofffahrzeug wie ein herkömmliches Fahrzeug handhaben kann. Wenn die Wasserstoffbeladung durchgeführt wird, wird ein großes Wasserstoffvolumen durch Überwachung des Drucks und der Temperaturänderungen des Wasserstoffbehälters gesteuert, indem die Verbindungsleitungen der Wasserstofftankstelle mit dem Wasserstofffahrzeug verbunden werden.
Eine Wasserstofftankstelle, die eine beträchtliche Anzahl von Wasserstofffahrzeugen belädt, benötigt eine große Anzahl großer und unter hohem Druck stehender Wasserstoffbehälter (Gruppe) etc. Oder es ist notwendig, einen Flüssigwasserstofftank zu installieren und den verdampften Wasserstoff in einem Hochdruckwasserstofftank zu speichern, wie etwa einem Puffertank. Auch wird ein Hochleistungskompressor benötigt. So ist in jedem Fall eine weiträumige Fläche unabdinglich, was eine ungewünscht groß bemessene Anlage zur Folge hat.
Es wird vorausgesetzt, dass im Hinblick auf die Profitabilität bei der Markteinführung von Wasserstofffahrzeugen groß bemessene Wasserstofftankstellen nicht überwiegen würden. Klein bemessene Wasserstofftankstellen würden daher einen Großteil der Tankstellen zum Beladen der Wasserstofffahrzeuge aufbieten, was möglicherweise Nachteile in Bezug auf den Mangel von Wasserstoff verursacht. Daher ist es für klein bemessene Wasserstofftankstellen erforderlich, die Kundenfahrzeuge glattgängig ohne Mangel mit Wasserstoff zu beladen.
Es ist dringend erforderlich, dass die Fahrzeuge (Wasserstofffahrzeuge), an denen die Wasserstoffbehälter zur Wasserstoffversorgung angebracht sind und die umweltmäßige Vorteile haben, wie etwa das Verhindern des Erdtreibhauseffekts, in weiten Gebrauch gebracht werden sollten. Das Imple mentieren einer stabilen Versorgung und glatten Beladung mit Wasserstoff ist eine Voraussetzung, um die Wasserstofffahrzeuge zu unterstützen.

Aus der DE 199 41 085 A1 ist ein Verfahren zur Speicherung und Freisetzung von Wasserstoff als salz- und/oder legierungsartiges Hydrid in Kraftfahrzeugen bekannt. Das Freisetzen erfolgt durch Temperaturerhöhung.

Aus der US 5,367,452 A ist ein mobiles Handelsmanagementsystem bekannt, das eine Zwei-Wege-Datenkommunikation zwischen einer stationären Zentralcomputereinheit und mobilen Einheiten an Verkaufsfahrzeugen und Kiosken erlaubt. Die Daten beinhalten Verkaufszahlen, Kassenberichte, Inventurkontrolle etc.

Aus der WO 99/48033 A1 ist ein EDV-gestütztes Inventurisierungssystem bekannt. An den Inventurgegenständen sind Kennungen angebracht, die drahtlos abfragbar sind, um Art und Ort der jeweiligen Gegenstände über stationäre Lokalisationskennungsgeber erfassen und in einer entfernten Zentralstation überwachen zu können.

Aus der US 5,400,253 A ist ein Inventurisierungssystem einer Tankstelle bekannt, das mit den jeweiligen Zapfsäulen, einem Tanküberwachungsgerät und einem Bedienungspult der Tankstelle verbunden ist, um Inventurfehler durch Eichfehler, Diebstahl, Tankleckage etc. erkennen zu können.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit, ein fahrzeugeigenes Terminal, eine Wasserstofftankstelle, ein Verfahren zur Ladungssteuerung einer Wasserstofftankstelle sowie eine Speichervorrichtung mit einem Computerprogrammprodukt für ein fahrzeugeigenes Terminal vorzusehen, die es erlauben, dass auch eine kleine Wasserstofftankstelle ein Wasserstofffahrzeug ohne Mangel glattgängig belädt. Es folgt daraus, dass diese zu der Unterstützung von Hybridfahrzeugen beitragen, die für die Erde umweltfreundlicher sind.

Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe ist eine sorgfältige Studie durchgeführt worden, um die Fertigstellung der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Die Punkte, auf die Aufmerksamkeit gerichtet wird, werden wie folgt zusammengefasst:
Es ist wichtig, Wasserstoff gemäß einem Plan unter den Bedingungen zu laden, dass die Anzahl der Wasserstofftankstellen und ihre Größe beide klein sind. Es wird angenommen, dass es unter solchen Bedingungen möglich ist, die Anzahl von Wasserstofffahrzeugen zu schätzen, die zum Beladen zu einer Wasserstofftankstelle kommen.

Ein Wasserstoffladeplan für jedes der Wasserstofffahrzeuge kann implementiert werden, wenn das Wasserstoffvolumen, das jedes Wasserstofffahrzeug benötigt, das zum Besuch einer Wasserstofftankstelle erwartet wird, vorab bekannt ist.

Eine glatte Wasserstoffbeladung jedes Wasserstofffahrzeugs kann mit einem Wasserstoffladeplan ohne Wasserstoffmangel durchgeführt werden.

a. Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit

Gemäß Anspruch 1 wird zur Lösung der oben erwähnten Aufgabe eine Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit vorgesehen, die in der Lage ist, durch ein Kommunikationsnetzwerk mit einer Mehrzahl von Wasserstofffahrzeugen zu kommunizieren, die mit Wasserstoff in fahrzeugeigenen Wasserstoffbehältern fahren, die an einer Wasserstofftankstelle beladen werden, umfassend: einen Empfänger, der von jedem der Wasserstofffahrzeuge durch das Kommunikationsnetzwerk ein Wasserstoffvolumen jedes der Wasserstoffbehälter empfängt; und für die Wasserstofftankstelle auf der Basis des Wasserstoffvolumen einen Plangenerator, der einen Wasserstoffladeplan jedes der Wasserstofffahrzeuge erzeugt.

Die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit empfängt das Wasserstoffvolumen von jedem Wasserstofffahrzeug und bereitet einen Ladeplan dafür vor. Der Ladeplan, der hier diskutiert wird, sollte zumindest die Information enthalten, die das für eine Wasserstofftankstelle benötigte Wasserstoffvolumen ergibt. Dies ist eine große Hilfe für die Wasserstofftankstelle. Das von jedem Wasserstofffahrzeug gemäß der Ausführung gesendete Wasserstoffvolumen ist der Rest eines Wasserstoffbehälters. In diesem Zusammenhang ist es unerheblich, ob diese Wasserstoffladesteuereinheit eine Wasserstofftankstelle oder eine Mehrzahl von Wasserstofftankstellen behandelt. Die Wasserstoffladesteuereinheit kann in einen Empfängerabschnitt und einen Ladeplanerzeugungsabschnitt aufgeteilt sein, während beide irgendein Mittel verwenden können, solange es die benötigte Funktion erfüllt.

Gemäß Anspruch 2 wird auch eine Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit vorgesehen, die in der Lage ist, durch ein Kommunikationsnetzwerk mit sowohl einer Mehrzahl von Wasserstofffahrzeugen, die mit Wasserstoff in fahrzeugeigenen Wasserstoffbehältern fahren, die an einer Mehrzahl von Wasserstofftankstellen beladen werden, sowie der Mehrzahl von Wasserstofftankstellen, die mit Wasserstoffladeeinheiten ausgestattet sind, zu kommunizieren, umfassend: einen Empfänger, der von jedem der Wasserstofffahrzeuge durch das Kommunikationsnetzwerk ein Wasserstoffvolumen jedes der Wasserstoffbehälter empfängt; einen Plangenerator, der für jede der Wasserstofftankstellen auf der Basis des Wasserstoffvolumens einen Wasserstoffladeplan jedes der Wasserstofffahrzeuge erzeugt; und einen Sender zum Senden des Wasserstoffladeplans zu jeder der Wasserstofftankstellen.

Die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit empfängt das Wasserstoffvolumen von jedem Wasserstofffahrzeug und stellt für jede Wasserstofftankstelle einen Wasserstoffladeplan auf. Der Ladeplan sollte zumindest die Information enthalten, die das für die Wasserstofftankstelle benötigte Wasserstoffvolumen ergibt. Es ist nicht notwendigerweise erforderlich, zu bestimmen, welche Wasserstofftankstelle jedes Wasserstofffahrzeug regelmäßig zur Wasserstoffbeladung benutzt. Wenn die reguläre Wasserstofftank stelle eines Wasserstofffahrzeugs vorab bestimmt wird, können die der Wasserstofftankstelle zugeordneten Daten in die Datenbank (DB) des Wasserstofffahrzeugs oder in von dem Wasserstofffahrzeug gesendete Daten geschrieben (gespeichert) werden, was später in der Beschreibung einer Ausführung diskutiert wird. Dies erlaubt somit eine leichtere Vorbereitung des Ladeplans, da die reguläre Wasserstofftankstelle eines Wasserstofffahrzeugs identifiziert werden kann. Übrigens ist es möglich, zu schätzen, welches Wasserstofffahrzeug welche Wasserstofftankstelle zur Wasserstoffbeladung benutzt, solange die Anzahl der Wasserstofftankstellen klein ist.

Als anderes Merkmal kann die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit die Ladezeit und/oder das Wasserstoffvolumen des Wasserstofffahrzeugs zu der Kontaktadresse senden, die eine E-Mail-Adresse, eine Internetprotokoll-(IP)-Adresse und dergleichen enthält. Wasimmer gewählt wird, ist es akzeptabel, eine ziehende oder schiebende Übertragung zu benutzen. Die schiebende Übertragung bedeutet, dass die Ladezeit und dgl. auf Anforderung zu einem Wasserstofffahrzeug gesendet wird.

In einem weiteren Merkmal bereitet die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit den Produktionsplan einer Wasserstoffgeneratoreinheit auf der Basis des Wasserstoffladeplans vor. "Die Vorbereitung des Produktionsplans" betrifft hier die Pegeleinstellung der Wasserstoffgeneratoreinheit-Arbeitsmustertabelle (siehe 23), die später beschrieben wird.

In anderen Merkmalen bereitet die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit die Liste von Wasserstofftankstellen vor, die an geeigneten Plätzen angeordnet sind, auf der Basis von Positionierungsdaten, die von dem Wasserstofffahrzeug gesendet werden, und schickt die Liste zu dem Fahrzeug zurück. Der Ort, zu dem die Liste zurückgeschickt wird, kann den Absender der Positionierungsdaten enthalten und z.B. die Kontaktadresse, die in einer Wasserstofffahrzeug-Datenbank (DB) registriert ist. Die Liste ladefähiger Wasserstofftankstellen (siehe 22) – in der vierten Ausführung und ihren später zu beschreibenden Varianten – betrifft eine "Liste von Wasserstofftankstellen". Wenn die Liste ladefähiger Wasserstofftankstellen zurückgeschickt wird, wie in der vierten Ausführung und dgl. gezeigt, wird dies sowohl für den Fahrer als auch die Wasserstofftankstelle sehr vorteilhaft. Ferner wird dies für beide noch hilfreicher, wenn das Beladen an der gelisteten Wasserstofftankstelle reserviert werden kann.

b. Wasserstofftankstelle

Die vorliegende Erfindung sieht auch eine Wasserstofftankstelle vor, die durch die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit gesteuert wird. Die Wasserstofftankstelle ist in der Lage, ein Wasserstofffahrzeug glattgängig mit Wasserstoff zu beladen.

c. Fahrzeugeigenes Terminal

Gemäß Anspruch 7 wird ein fahrzeugeigenes Terminal vorgesehen, das an einem Wasserstofffahrzeug angebracht ist, das mit an einer Wasserstofftankstelle beladenem Wasserstoff als Brennstoff fährt, umfassend: ein Erfassungsmittel zum Erfassen des Wasserstoffvolumens eines an dem Fahrzeug angeordneten Wasserstoffbehälters; und ein Sendemittel zum Senden des Wasserstoffvolumens mit einer vorbestimmten Zeitgebung bzw. Timing durch ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk.

Das fahrzeugeigene Terminal, das z.B. auf die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit angewendet wird, erfasst und sendet das Wasserstoffvolumen mit einer vorbestimmten Zeitgebung.

Das fahrzeugeigene Terminal sendet das Wasserstoffvolumen bei Beendigung des Fahrzeugbetriebs, indem er es erfasst. Das Wasserstoffvolumen wird konstant sein, nachdem der Fahrzeugbetrieb beendet ist, so dass die bei der Beendigung erhaltenen Daten die letzten Daten repräsentieren, die für eine Wasserstoffvolumensteuereinheit verwertbar sind.

Die Erfindung sieht zusätzlich das fahrzeugeigene Terminal vor, das in der Lage ist, den Fahrer über die Wasserstoffladezeit und/oder das Wasserstoffvolumen des Wasserstofffahrzeugs zu informieren.

d. Verfahren zur Ladesteuerung einer Wasserstofftankstelle

Gemäß Anspruch 10 wird ein Verfahren zur Ladesteuerung einer Wasserstofftankstelle vorgesehen, das die Schritte umfasst: Empfangen von einer Mehrzahl von Wasserstofffahrzeugen, die mit Wasserstoff in fahrzeugeigenen Wasserstoffbehältern fahren, die an einer Mehrzahl von Wasserstofftankstellen beladen sind, eines Wasserstoffvolumens jedes der Wasserstoffbehälter durch ein Kommunikationsnetzwerk; Erzeugen eines Wasserstoffladeplans für jede der Wasserstofftankstellen auf der Basis des Wasserstoffvolumens; Bestimmen einer Wasserstoffladezeit und/oder eines Wasserstoffladevolumens für jedes der Wasserstofffahrzeuge auf der Basis des Wasserstoffladeplans; Senden der Wasserstoffladezeit und/oder des Wasserstoffladevolumens für jedes der Wasserstofffahrzeuge durch das Kommunikationsnetzwerk.

Es ist jede Anzahl von Wasserstofftankstellen, von einer bis irgendeiner großen Anzahl, auswählbar. Das Verfahren erlaubt es, dass eine Wasserstofftankstelle Wasserstofffahrzeuge glattgängig mit Wasserstoff belädt. Der Ladeplan sollte, wie zuvor beschrieben, zumindest die Information enthalten, die das für eine Wasserstofftankstelle benötigte Wasserstoffvolumen ergibt.

e. Speichervorrichtung mit einem Computerprogrammprodukt

Gemäß Ansprüchen 11 und 12 wird eine Speichervorrichtung mit einem Computerprogrammprodukt vorgesehen, das direkt in den internen Speicher eines Computers eines fahrzeugeigenen Terminals ladbar ist, das an einem Wasserstofffahrzeug angebracht ist, das mit Wasserstoff in einem Wasserstoffbehälter fährt, der an einer Mehrzahl von Wasserstofftankstellen aufgeladen ist, worin das Computerprogrammprodukt Software enthält, die den Computer anweist, als Empfängermittel zum Empfangen eines Wasserstoffvolumens von einem Detektormittel zu dienen, das das Wasserstoffvolumen des Wasserstoffbehälters des Wasserstofffahrzeugs erfasst, sowie als Sendemittel zum Senden des Wasserstoffvolumens mit einer vorbestimmten Zeitgebung durch ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk.

Die Software, die in einem Speichermedium, wie etwa einer CD-ROM und dgl., gespeichert ist, ist auf dem Markt oder ist an dem Netzwerk. Ein Computer, der mit der Software installiert ist, dient als ein fahrzeugeigenes Terminal.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Gesamtstruktur-Figur, die das Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystem gemäß der ersten Ausführung zeigt, auf die die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
2 ist eine Figur, die die Struktur des in 1 gezeigten fahrzeugeigenen Terminals zeigt.
3 ist eine Figur, die das Format des Restvolumens zeigt, das durch das in 2 gezeigte fahrzeugeigene Terminal übertragen wird.
4 zeigt ein Beispiel eines Ladeplans, der durch den in 1 gezeigten Steuerserver erzeugt wird.
5 ist eine Figur, die das Format der Wasserstofffahrzeug-DB zeigt, die in dem in 1 gezeigten Steuerserver gespeichert ist.
6(a) und 6(b) sind Flussdiagramme, die den Betrieb des in 2 gezeigten fahrzeugeigenen Terminals beschreiben, jeweils (a) eine Hauptroutine und (b) eine Unterroutine.
7 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des in 1 gezeigten Steuerservers beschreibt.
8 ist eine Gesamtstruktur-Figur, die ein Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystem gemäß der zweiten Ausführung zeigt, auf die die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
9 zeigt ein Beispiel eines Ladeplans und einer Ladezeit, die durch den in 8 gezeigten Steuerserver erzeugt werden.
10 ist eine Figur, die das Format der Wasserstofffahrzeug-DB zeigt, die in dem in 8 gezeigten Steuerserver gespeichert ist.
11 ist eine Figur, die die Struktur des in 8 gezeigten fahrzeugeigenen Terminals zeigt.
12 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Mitteilung der Ladezeit durch den in 8 gezeigten Steuerserver beschreibt.
13 ist eine Gesamtstruktur-Figur, die das Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystem gemäß der dritten Ausführung zeigt, auf die die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
14 ist eine Figur, die das Format der Wasserstofffahrzeug-DB zeigt, die in dem in 13 gezeigten Steuerserver gespeichert ist.
15 ist eine Figur, die das Format der Wasserstofftankstellen-DB zeigt, die in dem in 13 gezeigten Steuerserver gespeichert ist.
16 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des in 13 gezeigten Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerks zeigt.
17 ist eine Figur, die konzeptmäßig die Übertragung des Ladeplans und der Ladezeit zeigt, die durch den in 13 gezeigten Steuerserver erzeugt wird.
18 ist eine Gesamtstruktur-Figur, die das Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystem gemäß der vierten Ausführung zeigt, auf die die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
19 ist eine Figur, die das Format der Wasserstofftankstellen-DB zeigt, die in dem in 18 gezeigten Steuerserver gespeichert ist.
20 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des in 18 gezeigten Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerks beschreibt.
21 ist eine Figur, die die Ladeanfrageseite zeigt, die auf dem in 18 gezeigten fahrzeugeigenen Terminal angezeigt wird.
22 ist eine Figur, die die Seite der ladefähigen Wasserstofftankstellen zeigt, die auf dem in 18 gezeigten fahrzeugeigenen Terminal angezeigt wird.
23 ist eine Figur, die die Wasserstoffgeneratoreinheit-Arbeitsmustertabelle zeigt, die eine der Varianten der vorliegenden Erfindung ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Die Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden nun in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die Beschreibungen werden in erste bis vierte Ausführungen kategorisiert. Die dritten und vierten Ausführungen beziehen sich auf eine Mehrzahl von Wasserstofftankstellen, die durch ein Netzwerk verbunden sind.
1. Erste Ausführung
Die erste Ausführung wird in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
In der ersten Ausführung empfängt eine Wasserstofftankstelle mit vorbestimmtem Timing (Zeitgebung) den Restwasserstoff des fahrzeugeigenen Wasserstoffbehälters von jedem einer Mehrzahl von Wasserstofffahrzeugen, die mit der Wasserstofftankstelle registriert sind. Ein Wasserstoffladeplan jedes Wasserstofffahrzeugs wird für die Wasserstofftankstelle auf der Basis der empfangenen Information vorbereitet. 1 ist eine Gesamtstruktur-Figur, die das Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerk gemäß der ersten Ausführung darstellt, auf die die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
Wie in 1 gezeigt, enthält ein Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystem einen Steuerserver 10, eine Mehrzahl von Wasserstofffahrzeugen 2, an denen eine Mehrzahl von fahrzeugeigenen Terminals 20 angebracht sind, sowie eine Wasserstofftankstelle 1, in der eine Wasserstoffladeeinheit 30 angeordnet ist. Gemäß dieser Ausführung ist die Anzahl der Wasserstofftankstelle 1 eins, und jene der Wasserstofffahrzeuge 2 variiert von einigen bis irgendwo zwischen zehn und zwanzig.
a. Wasserstofffahrzeug – fahrzeugeigenes Terminal
Die Wasserstofffahrzeuge 2 und die fahrzeugeigenen Terminals 20 werden zuerst beschrieben. 2 ist eine Figur, die die Struktur jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 zeigt. 3 zeigt das Format der Restvolumendaten, die durch jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 gesendet werden.
Wie in 1 gezeigt, sind die fahrzeugeigenen Terminals 20 und eine Mehrzahl von Wasserstoffbehältern T an den Fahrzeugen 2 angebracht. Wie in 2 gezeigt, enthält jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 eine Steuereinheit 21, einen Speicher 22, einen Restwasserstoffsensor 23 und eine Kommunikationseinheit 24.
Die Wasserstofffahrzeuge 2, an denen die Wasserstoffbehälter T angebracht sind, sind z.B. Brennstoffzellenfahrzeuge und Wasserstoffmaschinen-Fahrzeuge, obwohl sie nicht auf diese Typen beschränkt sind. Ein Brennstoffzellenfahrzeug mit reformiertem Benzin und ein Brennkraftmaschinenfahrzeug, in dem sowohl Benzin als auch Wasserstoff verbrannt werden, und an denen Wasserstoffbehälter T angebracht sind, werden als Wasserstofffahrzeuge kategorisiert. Der Grund hierfür ist, dass sie Wasserstoff als Brennstoff verwenden, der in die Wasserstoffbehälter T geladen wird, und sie daher in der Lage sind, zur Bewahrung der Umwelt der Erde beizutragen. Auch sie müssen durch die Wasserstofftankstelle 1 mit Wasserstoff beladen werden.
Die Steuereinheit 21 jedes der in 2 gezeigten fahrzeugeigenen Terminals 20 umfasst eine zentrale Prozessoreinheit (CPU), einschließlich einer Restwasserstoffinformations-Empfangsfunktion 21a, einer Restvolumendatengeneratorfunktion 21b und einer Kommunikationsverarbeitungsfunk tion 21c. Der Speicher 22, der aus RAMs und ROMs zusammengesetzt ist, speichert die Programme (die Restwasserstoffinformations-Empfangsfunktion 21a, die Restvolumenatengeneratorfunktion 21b, die Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c, etc.), die in der Steuereinheit 21 ausgeführt werden, sowie verschiedene Daten.
Der Restwasserstoffsensor (ein Erfassungsmittel zum Erfassen von Wasserstoffvolumen) 23 ist ein Drucksensor, der den Druck jedes der Wasserstoffbehälter T erfasst und ihn zu der Steuereinheit 21 als druckreferenzierte Restvolumeninformation überträgt, wenn jeder der Wasserstoffbehälter T vom Hochdrucktyp ist. Andererseits kann der Restwasserstoffsensor 23 ein Flussratensensor sein, der die Flussrate des verbrauchten Wasserstoffs erfasst, da eine akkurate Restwasserstoffmenge mit der Einschränkung des Plateaudrucks von Wasserstoff absorbierenden Legierungen nicht gemessen werden kann, wenn jeder der Wasserstoffbehälter T vom Metallhydrid-(MH)-Typ ist. Die Wasserstoffbehälter T vom Hochdrucktyp sind relativ leicht. Andererseits sind die Wasserstoffbehälter T vom MH-Typ relativ kompakt. Ein Wasserstoffbehälter vom Hochdrucktyp mit einem Volumen von 100 Litern kann etwa 35N Kubikmeter Wasserstoff aufnehmen, wenn er mit einem Druck von 35 MPa beladen wird.
Die Kommunikationseinheit 24 jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 ist ein Sender zum Senden der Restvolumendaten mit dem in 3 gezeigten Format zu dem Steuerserver 10 durch ein drahtloses Paketkommunikationsnetzwerk, z.B. PPP (Punkt-zu-Punkt-Protokolle) & TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet Protocol), das durch einen Kommunikationsträger (Zellulartelefon-Gesellschaft) bereitgestellt wird. Für die Kommunikationseinheit 24 sind verschiedene Einheitstypen im Handel erhältlich. Es wird eine Methode der drahtlosen Übertragung ausgewählt, da die Übertragung der Restvolumendaten durchgeführt werden sollte, während das Fahrzeug fährt. Da eine Kommunikationsgebühr an den Kommunikationsträger zu zahlen ist, in Abhängigkeit von der Menge der gesendeten und empfange nen Pakete, spart die Verwendung drahtloser Paketkommunikationen Gebühren, wenn kleine Informationsstücke, wie etwa Restvolumendaten, häufig gesendet und empfangen werden. Dies ist auch für den Kommunikationsträger vorteilhaft, da durch die Anwendung einer Funkwelle, die von mehreren Verwendern nacheinander gesendete Pakete trägt, eine effiziente Funkwellennutzung erreicht wird.
Die Restwasserstoffinformations-Empfangsfunktion 21a der Steuereinheit 21 empfängt die Restvolumeninformation von dem Restwasserstoffsensor 23. Die Restvolumendatengeneratorfunktion 21b erzeugt die Restvolumendaten des in 3 gezeigten Formats auf der Basis der Restvolumeninformation und der in dem speicher 22 gespeicherten Empfängeradresse. Von den Restvolumendaten definiert die Empfängeradresse die Adresse des Steuerservers 10, zu dem die Restvolumendaten gesendet werden. Die Absenderadresse betrifft die Adresse des Absenders der Restvolumendaten, die als die ID bzw. Identifikation jedes der Hybridfahrzeuge 2 benutzt werden kann. Das Restvolumen bezieht sich auf das restliche Wasserstoffvolumen (N Kubikmeter) jedes der Wasserstoffbehälter T. Die Restvolumendatengeneratorfunktion 21b übersetzt das Restvolumen in jenes, das in der Einheit von N Kubikmeter ausgedrückt wird.
Die Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c sendet die Restvolumendaten, die mit einem vorbestimmten Timing erzeugt werden, durch die Kommunikationseinheit 24 zu dem Steuerserver 10. Das vorbestimmte Timing kann einen EIN-Status des Hauptschalters SW jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 enthalten, die regulären Intervalle (regulären Distanzen) sowie den AUS-Status des Hauptschalters SW. Die Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c hat die folgenden Funktionen: (1) EIN-AUS-Erfassen des Hauptschalters SW und Erkennen desselben als das vorbestimmte Timing, (2) Erfassen eines regulären Zeitintervalls (z.B. 10 Minuten) durch einen Timer (Zeitglied) und Erkennen desselben als das vorbestimmte Timing und (3) Senden der Restvolumendaten, die durch das Hauptschal ter-AUS-Signal getriggert werden, und Ausschalten des Stroms. "Ein Sendemittel zum Senden des Wasserstoffvolumens mit einem vorbestimmten Timing durch ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk" bezieht sich auf die Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c (und die Kommunikationseinheit 24). "Ein Bewertungsdurchführungsmittel, das in der Lage ist, ein Betriebsende des Wasserstofffahrzeugs zu erfassen" bezieht sich auf die Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c.
b. Steuerserver – Wasserstofftankstelle
Der Steuerserver 10 und die Wasserstofftankstelle 1 werden in Bezug auf die 1, 4 und 5 beschrieben. 4 zeigt ein Beispiel eines Ladeplans, der durch den Steuerserver 10 erzeugt wird. 5 zeigt ein Format der Wasserstofffahrzeug-DB, die in dem Speicher des Steuerservers 10 gespeichert ist. "Eine Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit" gemäß den Ansprüchen bezieht sich auf den Steuerserver 10.
Wie in 1 gezeigt, ist die Wasserstofftankstelle 1 mit einem Steuerserver ausgestattet, der der zentrale Kern des Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerks ist. Der Steuerserver 10 enthält eine Hauptsteuereinheit 11, eine Speichereinheit 12, eine Kommunikationseinheit 13 und IO-(Eingabe/Ausgabe)-Einheiten (nicht gezeigt), wie etwa einen Drucker, einen Monitor, eine Tastatur und eine Maus.
Die Hauptsteuereinheit 11 des Steuerservers 10 ist hauptsächlich aufgebaut aus einer zentralen Prozessoreinheit (CPU), einschließlich einer Datenempfangsfunktion 11a, einer Ladeplangeneratorfunktion 11b und einer Ladeplanausgabefunktion 11c. Die Speichereinheit 12 hat eine Wasserstofffahrzeug-DB 12a und eine Wasserstoffladeeinheitinformation (nicht gezeigt). Die Kommunikationseinheit 13 ist aus einem Terminaladapter und dgl. aufgebaut.
Die Datenempfangsfunktion 11a der Hauptsteuereinheit 11 empfängt die Restvolumendaten, die von jedem der fahrzeugeigenen Terminals 20 jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 durch das drahtlose Paketkommunikationsnetzwerk und die Kommunikationseinheit 13 übertragen werden. Die Ladeplangeneratorfunktion 11b erzeugt den in 4 gezeigten Ladeplan auf der Basis des Restvolumens, das in den empfangenen Restvolumendaten gespeichert ist. Die Ladeplanausgabefunktion 11c verarbeitet den in 4 gezeigten Ladeplan, um ihn mit dem Drucker (nicht gezeigt) auszudrucken und ihn auf dem Monitor (nicht gezeigt) anzuzeigen.
In dem in 4 gezeigten Ladeplan bezieht sich das Restvolumen (a) auf das Restvolumen (N Kubikmeter), das in den Restvolumendaten gespeichert ist, und das Wasserstoffbehältervolumen (b) bezieht sich auf die Daten (N Kubikmeter), die in der Wasserstofffahrzeug-DB 12a gespeichert sind. Die Ladeplangeneratorfunktion 11b führt an der Beladung eine Bewertung aus dahingehend, dass das Beladen jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 in der nahen Zukunft notwendig ist, wenn das Restvolumen (a) nicht mehr als 30% des Wasserstoffbehältervolumens (b) ist, was mit einem Kreis in der in 4 gezeigten Beladebewertungsspalte identifiziert wird. Andererseits bestimmt sie, dass das Laden in der nahen Zukunft nicht notwendig ist, wenn das Verhältnis 30% überschreitet, was mit einem Kreuz in der Spalte identifiziert wird.
Das Vorratsvolumen (e) des Ladeplans der Wasserstofftankstelle 1, das ist das in einem Puffer einer Wasserstoffladeeinheit 30 bevorratete Wasserstoffvolumen, wird von Hand durch die Eingabe/Ausgabeeinheit des Steuerservers 10 eingegeben oder wird von der Wasserstoffladeeinheit 30 in Echtzeit durch ein LAN-Kabel gesendet (eingegeben). Wenn das Vorratsvolumen durch das LAN-Kabel eingegeben wird, wird der Steuerserver 10, der mit einer Netzwerkschnittstellenkarte (NIC) ausgestattet ist, mit der Wasserstoffladeeinheit 30 verbunden, die mit einem LAN-kompatiblen Restwasserstoffdetektor (nicht gezeigt) ausgestattet ist.
Die in der Speichereinheit 12 gespeicherte Wasserstofffahrzeug-DB 12a ist so formatiert, wie in 5 gezeigt. Das Restvolumen in dem Format bezieht sich auf jenes, das in den letzten Restvolumendaten gespeichert ist. Der Typ des Wasserstoffbehälters gibt den Behältertyp an, wie etwa einen Hochdrucktyp, einen MH-Typ oder ein Hybrid von Hochdruck- und MH-Typ. Zu der Wasserstofffahrzeug-DB 12a können Wasserstofffahrzeug-Typen hinzugefügt werden, wie etwa reiner Wasserstoff-Typ, Reformertyp und Wasserstoffmaschine etc.
Die Wasserstofftankstelle 1 hat eine Wasserstoffgeneratoreinheit 40, die durch Elektrolyse aus Wasser Wasserstoff herstellt. In der Nacht, falls das Sonnenlicht nicht ausreichend ist oder falls allein durch photovoltaische Stromerzeugung ein Wasserstoffmangel anzunehmen ist, wird zur Wasserstofferzeugung handelsüblicher Nachtstrom verwendet.
c. Betrieb
Das Verfahren zum Steuern/Regeln der oben beschriebenen jeweiligen Dinge (das Verfahren zur Ladungssteuerung der Wasserstofftankstelle) wird in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die 6A und 6B sind Flussdiagramme, die den Funktionsfluss jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 (der Steuereinheit 21) zeigen: 6A zeigt die Hauptroutine und 6B die Unterroutine. 7 ist ein Flussdiagramm, das den Funktionsfluss des Steuerservers 10 zeigt.
Der Betrieb jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 wird zusammen mit den Flussdiagrammen der 6A und 6B in Bezug auf die 1–5 beschrieben.
Ein Fahrer steigt in ein Wasserstofffahrzeug 2 ein und schaltet den Hauptschalter SW ein, um es zu starten. Dann wird das fahrzeugeigene Terminal 20 initiiert (S11). Die Steuereinheit 21 liest verschiedene Programme aus dem Speicher 22, wie etwa ein Programm zum Ausführen der Restwasserstoffinformations-Empfangsfunktion 21a. Der Systemcheck wird nach Bedarf durchgeführt. Da das EIN des Hauptschalters SW einem der vorbestimmten Timings entspricht, sendet die Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c die Restvolumendaten, die von der Restvolumendatengeneratorfunktion 21b erzeugt sind (S12).
Wie in der Unterroutine von 6B gezeigt, empfängt die Restwasserstoffinformations-Empfangsfunktion 21a der Steuereinheit 21 die Restvolumeninformation von jedem der Wasserstoffbehälter T, die von dem Restwasserstoffsensor 23 geschickt wird (S21). Anschließend erzeugt die Restvolumendatengeneratorfunktion 21b die Restvolumendaten, die wie in 3 gezeigt formatiert sind, auf der Basis der Restvolumeninformation (S22). Die Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c befiehlt der Kommunikationseinheit 24, die erzeugten Restvolumendaten zu senden (S23). Die Restvolumendaten (Restvolumen) werden hierdurch zu dem Steuerserver 10 gesendet.
Nach dem Abschluss der Übertragung der Restvolumendaten in S12 bestimmt das fahrzeugeigene Terminal 20, ob eine vorbestimmte Zeit (z.B. 10 Minuten) seit der vorherigen Übertragung der Restvolumendaten abgelaufen ist oder nicht (S13). Im Falle von NEIN, wartet das fahrzeugeigene Terminal 20 auf das folgende Timing. Im Falle von JA sendet das fahrzeugeigene Terminal 20 die Restvolumendaten, die die in 6B gezeigte Unterroutine ausführen, da sie das vorbestimmte Timing erfüllt (S21–S23). Das fahrzeugeigene Terminal 20 bestimmt, ob der Hauptschalter SW eingeschaltet ist oder nicht (S15). Wenn der Hauptschalter SW nicht AUS ist (NEIN), kehrt das fahrzeugeigene Terminal 20 zu S13 zurück und sendet die Restvolumendaten zu jeder Zeitperiode (z.B. 10 Minuten). Die Restvolumenda ten werden somit zu dem Steuerserver 10 gesendet. Die Datenübertragung kann alternativ für eine vorbestimmte Wegstrecke durchgeführt werden. Sie kann nämlich zu vorbestimmten regulären Intervallen, entweder zeitlich oder wegstreckenmäßig, durchgeführt werden.
Wenn anderreseits in S15 der Hauptschalter SW AUS ist (JA), erkennt die Kommunikationsverarbeitungsfunktion 21c das Timing, sendet die Restvolumendaten unter Ausführung der in 6B gezeigten Unterroutine (S21-S23) und schaltet den Strom zu der Steuereinheit 21 aus, um hierdurch den Verbrauch der Stromquelle zu verhindern (S17). Das Wasserstoffvolumen (Restvolumen) jedes der Wasserstoffbehälter T jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 wird als Restvolumendaten sicher mit geeignetem Timing zu dem Steuerserver 10 geschickt.
Der Betrieb des Steuerservers 10 wird zusammen mit dem Flussdiagramm von 7 in Bezug auf die 1–5 beschrieben.
Der Steuerserver 10 wartet auf den Empfang der Restvolumendaten (Restvolumen) (S31). Wenn der Steuerserver 10 das Restvolumen empfängt (JA), erzeugt oder aktualisiert er den Ladeplan auf der Basis der empfangenen Restvolumendaten, sucht Daten der Wasserstofffahrzeug-DB 12a und der eingegebenen Daten des Vorratsvolumens (S32). Der Steuerserver 10 zeigt den Ladeplan auf dem Monitor (nicht gezeigt) (S33) an. Der Ladeplan wird auf dem Monitor so dargestellt, wie in 4 gezeigt. Der in 7 gezeigte Steuerfluss wird wiederholt mit Intervallen von einigen Minuten ausgeführt.
Der Verwalter des Steuerservers 10 kann nun durch die angezeigte Information auf dem Monitor vorab erkennen, dass eines der Wasserstofffahrzeuge 2 mit der Registriernummer 04 die Wasserstofftankstelle 1 in Kürze zum Beladen besuchen wird. Und er kann den gegenwärtigen Status des Wasserstoffvolumens – einen Überschuss oder Mangel – auf der Basis des angezeigten Wasserstoffüberschuss/mangel-Volumens schätzen. Wenn ein Mangel erwartet wird, erzeugt er Wasserstoff mit der Wasserstoffgeneratoreinheit 40 und speichert ihn in der Wasserstoffladeeinheit 30. Wenn der Mangel gering ist, wird der Wasserstoff aus Wasser durch Elektrolyse unter Verwendung des elektrischen Stroms erzeugt, der allein durch die photovoltaische Stromerzeugung eines Solarpaneels 40a erzeugt wird. Wenn der Mangel groß ist, wird der Wasserstoff unter Verwendung des Nachtstroms erzeugt. Wenn er noch größer ist, wird darüber hinaus zusätzlich der Tagstrom verwendet, um den Wasserstoff zu erzeugen, obwohl eine Kostenzunahme die Folge ist.
Das Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystem gemäß der ersten Ausführung gestattet, dass die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit 10, die mit dem Netzwerksystem verbunden ist, vorab mit einer ziemlich genauen Zeit den Besuch von jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 zum Laden von Wasserstoff kennt, ohne dass der Fahrer jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 irgendeine Kenntnis davon hat. Die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit 10 kann auch den gegenwärtigen Status des Wasserstoffvolumens – einen Überschuss oder Mangel – der Wasserstofftankstelle 1 genau abschätzen. Sie bewirkt die Produktion (Erzeugung und Vorsorge) von Wasserstoff gemäß dem Plan, um hierdurch zu erlauben, dass die Wasserstofftankstelle 1 jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 glattgängig ohne Mangel mit Wasserstoff belädt, auch wenn die Größe der Wasserstofftankstelle 1 klein ist. In anderen Worten, die klein bemessene Wasserstofftankstelle 1 kann das effektive Beladen mit Wasserstoff jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 durchführen, unter Verwendung des Ladeplans, der durch die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit 10 erzeugt wird. Andererseits kann ein Fahrer die Fahrt eines Wasserstofffahrzeugs 2 genießen, da er nicht der Unannehmlichkeit ausgesetzt ist, die durch den Mangel an der Wasserstofftankstelle 1 verursacht wird, was zur Unterstützung der Wasserstofffahrzeuge 2 beiträgt, die für die Umwelt der Erde freundlicher sind.
Die Bewertung der in 4 gezeigten Wasserstoffbeladung kann auf der Basis des Ladezeitverlaufs jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 durchgeführt werden, der in der Speichereinheit 12 gespeichert sein kann. Das Wasserstoffüberschuss/mangelvolumen des in 3 gezeigten Ladeplans ist kein zwingendes Merkmal. Wenn dieses Merkmal weggelassen wird, ist die Eingabe des Vorratsvolumens nicht notwendig.
Die Fahrplandaten der Wasserstofffahrzeuge 2 können zu den Daten hinzugefügt werden, die jedes der Fahrzeugterminals 20 zu dem Steuerserver 10 sendet (siehe 11. Die Fahrplandaten enthalten z.B. die Wegstrecke (oder das Ziel oder den Reiseweg), der für den Tag geplant werden soll, die der Fahrer durch ein Eingabemittel (nicht gezeigt) eingibt, wenn er den Hauptschalter SW einschaltet. Der Steuerserver 10 kann somit eine genauere Bewertung der Wasserstoffbeladung durchführen oder diese mit einer Vorhersage durchführen, die die Fahrplandaten berücksichtigt.
2. Zweite Ausführung
Die vorliegende Erfindung gemäß der zweiten Ausführung wird in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
In der zweiten Ausführung wird, zusätzlich zu dem Prozess der ersten Ausführung, die Wasserstoffladezeit gesetzt, die zu dem fahrzeugeigenen Terminal und dem Zellulartelefon des Halters eines Wasserstofffahrzeugs gesendet wird. Gemäß dieser Ausführung informiert die Wasserstofftankstelle das Wasserstofffahrzeug über die Ladezeit, um es dem Fahrer zu erlauben, die Ladezeit zu wählen. Für jene Merkmale der zweiten Ausführung, die die gleichen wie in der ersten Ausführung sind, wobei sie die gleichen Namen und Symbole tragen, werden die Beschreibungen weggelassen.
8 ist eine Gesamtstruktur-Figur, die das Kommunikationsnetzwerk der Wasserstofftankstelle gemäß der zweiten Ausführung darstellt, auf die die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit der vorliegenden Erfindung angewendet wird. 9 ist eine Figur, die Beispiele eines Ladeplans und einer Ladezeit zeigt, die durch den in 8 gezeigten Steuerserver erzeugt werden. 10 ist eine Figur, die das Format der Wasserstofffahrzeug-DB zeigt, die in der Speichereinheit des in 8 gezeigten Steuerservers gespeichert ist. 11 ist eine Figur, die die Struktur des in 8 gezeigten fahrzeugeigenen Terminals zeigt.
a. Steuerserver
Wie in 8 gezeigt, hat eine Hauptsteuereinheit 11 eines Steuerservers 10 gemäß der zweiten Ausführung eine Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11d. Diese Funktion gemäß der vorliegenden Ausführung setzt die jeweiligen Wasserstoffladezeiten für die Wasserstofffahrzeuge 2 auf der Basis des Wasserstoffladeplans (siehe 9) und sendet sie per E-Mail zu vorbestimmten Adressen. Die Adressen sind in einer Wasserstofffahrzeug-DB 12a gespeichert, wie in 10 gezeigt. Das Timing der Mitteilung (Senden einer E-Mail) ist z.B. mit der Zeit synchronisiert, zu der das Wasserstoffüberschuss/mangel-Volumen des Ladeplans das negative Vorzeichen hat, identifiziert mit einem in 9 gezeigten schwarzen Dreieck.
Die Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11d teilt dem Fahrer jedes der Wasserstofffahrzeuge 2, von dem bewertet wird, dass es beladen werden muss, identifiziert in der Spalte von 9 mit einem Kreis, die Empfehlung mit, um Wasserstoff zu laden, mit der Mitteilung "Volles Aufladen ist nun jederzeit verfügbar", wenn die Wasserstofftankstelle 1 normalerweise ein ausreichendes Wasserstoffvolumen hat. Für die Wasserstofftankstelle 1 ist es vorteilhaft, wenn die Beladung durchgeführt wird, während sie einen ausreichenden Wasserstoffvorrat hat, da dann ein Abweichen von dem Ladeplan verhindert wird. Wenn ein Mangel an Wasserstoffvolumen auftritt (das Wasserstoffüberschuss/mangel-Volumen hat ein negatives Vorzeichen, identifiziert mit einem einem schwarzen Rechteck), auf der Basis davon, ob das Beladen von Wasserstoff für alle Wasserstofffahrzeuge 2 ausgeführt wird, die in der Spalte der Beladebewertung mit Kreisen identifiziert sind, gibt die Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion die Prioritätsfolge für diese Wasserstofffahrzeuge 2 aus. Die Priorität wird z.B. in der Reihenfolge des geringsten Restwasserstoffvolumens jedes der Wasserstoffbehälter T gesetzt. Die Priorität kann auch unter Berücksichtigung der Fahrplandaten gesetzt werden, die in der ersten Ausführung beschrieben sind. Es wird für jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 auf der Basis der Priorität eine Ladezeit gesetzt. Die Kapazität der Wasserstoffgeneratoreinheit 40 wird beim Setzen der Ladezeit berücksichtigt. Wenn das Setzen der Ladezeit abgeschlossen ist, wird jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 durch E-Mail benachrichtigt. Die Mitteilung der Ladezeit liest zum Beispiel "Volles Aufladen verfügbar, wenn sie am XY (Monat Tag) zum Laden kommen". Die Funktion jeder Aufgabe wird später in Bezug auf das Flussdiagramm beschrieben.
b. Fahrzeugeigenes Terminal
Wie in 11 gezeigt, enthält jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 der zweiten Ausführung eine Ladezeitempfangsfunktion 21d in einer Steuereinheit 21. Sie hat auch eine Eingabe/Ausgabeeinheit 25, die einen Monitor und Steuertasten enthält. Die Ladezeitempfangsfunktion 21d ist in der Lade, die E-Mail der Ladezeitmitteilung zu empfangen und die Inhalte der E-Mail auf dem Monitor der Eingabe/Ausgabeeinheit 25 anzuzeigen. Diese Funktion kann stattdessen durch durch Zellulartelefone CP gehandhabt werden, wie in 8 gezeigt. In diesem Fall kann die Ladezeitmitteilung durch die Zellulartelefone CP empfangen und angezeigt werden.
c. Betrieb
Der Betrieb des Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystems gemäß der zweiten Ausführung wird beschrieben, wobei der Steuerserver 10 von den fahrzeugeigenen Terminals 20 getrennt ist.
Der Betrieb des Steuerservers 10 gemäß der zweiten Ausführung wird in Bezug auf 12 beschrieben. 12 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte zeigt, die der Ladezeitmitteilung zugeordnet sind.
Der Steuerserver 10 erzeugt einen Ladeplan, der die Restvolumendaten von jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 genauso empfängt wie die der ersten Ausführung (siehe 12, S41). Er führt eine Bewertung durch, ob ein Wasserstoffmangel auftreten könnte oder nicht (S42). Für diesen Schritt ist eine Ladeplangeneratorfunktion 11b verantwortlich. Normalerweise kommt ein Wasserstoffmangel nicht vor, wobei die Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11d per E-Mail die Ladezeitmitteilung, "Volles Aufladen ist nun jederzeit verfügbar", zu jenen Wasserstofffahrzeugen 2 sendet, von denen bewertet wird, dass sie beladen werden müssen, identifiziert mit Kreisen in der Ladungsbewertungsspalte (S43). Die Kontaktadressen, die in der in 10 gezeigten Wasserstofffahrzeug-DB 12a gespeichert sind, werden beim Senden der E-Mails genannt. Dies beendet alle Schritte.
Wenn in S42 ein Wasserstoffmangel vorhergesagt wird, gibt die Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11d jenen Wasserstofffahrzeugen 2 Priorität, die mit einem Kreis in der Ladebewertungsspalte identifiziert sind (S44), und bestimmt jede Ladezeit unter Berücksichtigung des generierten Wasserstoffvolumens (S45). Sie verschickt per E-Mail die Ladezeitmitteilung "Volles Aufladen verfügbar, wenn sie am XY (Monat, Tag) zum Laden kommen" (S46). Die Kontaktadressen, die in der in 10 gezeigten Wasserstofffahrzeug-DB 12a gespeichert sind, werden beim Verschicken der E-Mails genannt. Dies beendet alle Schritte.
Der Fluss wird mit vorbestimmten regelmäßigen Intervallen wiederholt ausgeführt. Es wird ein Sendeflag vorbereitet, so dass dieselbe Ladezeitmitteilung in einer vorbestimmten Zeitdauer (z.B. einem Tag) nicht erneut gesendet werden kann. In diesem Zusammenhang wird ein Ladeplan bei S41 erzeugt, wenn der in 12 gezeigte Fluss erneut ausgeführt wird. Die Ladezeitmitteilung wird erneut durchgeführt, wenn der Ladeplan aktualisiert wird.
Jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20, zu dem die Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11d die Ladezeitmitteilung per E-Mail schickt, empfängt diese und zeigt sie an. Somit kennt der Fahrer die Ladezeit.
Gemäß der zweiten Ausführung wird der Fahrer jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 über die Ladezeit informiert, die auf dem Ladeplan beruht, der durch die Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11d erzeugt wird, wenn ein Wasserstoffmangel vorhergesagt wird. Auf diese Weise erfährt der Fahrer jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 nicht die Unannehmlichkeit eines Wasserstoffmangels an der Wasserstofftankstelle 1. Die Wasserstoffbeladung kann glattgängig ohne Wasserstoffmangel ausgeführt werden, auch wenn die Größe der Wasserstofftankstelle 1 klein ist. Anders gesagt, die vorliegende Erfindung gestattet es der Wasserstofftankstelle 1, die Wasserstofffahrzeuge 2 mit Wasserstoff zu beladen, ohne die Abmessungen der Tankstelle zu vergrößern.
Es ist eine Beschreibung für den Ansatz der Ladezeitmitteilung in dieser zweiten Ausführung durchgeführt worden, wobei aber alternativ das zu ladende Wasserstoffvolumen mitgeteilt werden könnte. Als das verfügbare Ladevolumen könnte das Volumen mitgeteilt werden, das erhalten wird aus dem Wasserstoffvorratsvolumen, geteilt durch die Anzahl der Wasserstofffahrzeuge 2, die mit Kreisen in der Ladebewertungsspalte identifiziert sind. Die Mitteilung ist z.B. "xxN Kubikmeter Wasserstoff sind nun zum Beladen verfügbar, 80% des Behälters".
Die Ladezeitmitteilung kann durch die fahrzeugeigenen Terminals 20 empfangen werden, die Zellulartelefone CP und Personalcomputer im Büro und zu Hause.
3. Dritte Ausführung
Die dritte Ausführung wird in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
In der dritten Ausfürhung sind mehrere Wasserstofftankstellen durch ein Netzwerk verbunden. für jene Merkmale der dritten Ausführung, die die gleichen sind wie in den ersten und zweiten Ausführungen, welche die gleichen Namen und Symbole tragen, werden die Beschreibungen weggelassen.
a. Steuerserver
Ein Steuerserver 10 wird beschrieben. 13 ist eine Figur, die die Gesamtstruktur des Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystems gemäß der dritten Ausführung zeigt, auf die die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit der vorliegenden Erfindung angewendet wird. 14 ist eine Figur, die das Format der Wasserstofffahrzeug-DB zeigt, die in der Speichereinheit des in 13 gezeigten Steuerservers gespeichert ist. 15 ist eine Figur, die das Format der Wasserstofftankstellen-DB zeigt, die in der Speichereinheit des in 13 gezeigten Steuerservers gespeichert ist.
Wie in 13 gezeigt, ist ein Steuerserver 10A mit einer Mehrzahl von Wasserstofftankstellen 1A und einer Mehrzahl von Wasserstofffahrzeugen 2 durch ein Kommunikationsnetzwerk und ein drahtloses Paketkommunikationsnetzwerk verbunden. Der Steuerserver 10A der dritten Ausführung ist an einem ASP (Anwendungs-Service-Provider) installiert, der verschiedene Anwendungen, wie etwa Straßeninformation, zu Verwendern liefert (Fah rer, Benzintankstellen, Raststätten, Transportgesellschaften etc.). Der Betrieb und die Steuerung des Steuerservers 10A wird durch den ASP durchgeführt.
Wie in 13 gezeigt, enthält eine Hauptsteuereinheit 11A des Steuerservers 10A der dritten Ausführung eine Datenempfangsfunktion 11Aa, eine Ladeplangeneratorfunktion 11Ab und eine Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11Ad. Die Datenempfangsfunktion 11Aa empfängt das Vorratsvolumen (Wasserstoffvorratsvolumen) von jeder der Wasserstofftankstellen 1A, zusätzlich zu dem Restvolumen (Restvolumendaten) von jedem der Wasserstofffahrzeuge 2. Die Ladeplangeneratorfunktion 11Ab erzeugt einen Ladeplan für jede der Wasserstofftankstellen 1A auf der Basis der empfangenen Restvolumendaten und des Vorratsvolumens. Die Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11Ad erzeugt eine Ladezeit für jedes der Wasserstofffahrzeuge 2, die zu jeder der Wasserstofftankstellen 1A zum Beladen kommen, auf der Basis des Ladeplans jeder der Wasserstofftankstellen 1A. Die Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11Ad sendet (mitteilt) die Ladezeit und den Ladeplan zu jeder der Wasserstofftankstellen 1A durch das Kommunikationsnetzwerk. Sie sendet auch die Ladezeit zu jedem der fahrzeugeigenen Terminals 20 jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 per E-Mail durch das drahtlose Paketkommunikationsnetzwerk. Die Details über diese Prozesse werden später in Bezug auf das Flussdiagramm beschrieben.
Die in einer Speichereinheit 12A gespeicherte Wasserstofffahrzeug-DB 12Aa hat ein in 14 gezeigtes Format. Sie enthält die Information der regulären Wasserstofftankstelle, die aussagt, welche Wasserstofftankstelle jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 regelmäßig benutzt, was sich von der zweiten Ausführung unterscheidet. Der Ladeplan und die Ladezeit werden unter Berücksichtigung dieser Information erzeugt. Ähnlich enthält eine Wasserstofftankstellen-DB 12Ab der Speichereinheit 12A die Daten, wie etwa die Wasserstofftankstellennummer, Name des Verwalters, Kapazität der Wasserstoffgeneratoreinheit, Vorratsvolumen (Wasserstoffvorrats volumen) und Kontaktadresse. Die reguläre Wasserstofftankstelle und die Wasserstofftankstellenzahlen werden miteinander korreliert.
Eine Kommunikationseinheit 13A unterstützt nicht nur die Kommunikation mit den fahrzeugeigenen Terminals 20 und den Zellulartelefonen CP, sondern auch Tankstellenterminals 50, die an den Wasserstofftankstellen 1A installiert sind, durch das Kommunikationsnetzwerk.
b. Wasserstofftankstelle
Wie in 13 gezeigt, ist jede der Wasserstofftankstellen 1A mit jedem der Tankstellenterminals 50 ausgestattet, die durch das Kommunikationsnetzwerk mit dem Steuerserver 10A kommunizieren. Jedes der Tankstellenterminals 50 ist in der Lage, das Wasserstoffvorratsvolumen jedes der Wasserstofftankstellen 1A zu dem Steuerserver 10A für z.B. jeweils 10 Minuten durch das Kommunikationsnetzwerk zu übertragen. Auch empfängt jedes der Tankstellenterminals 50 den Ladeplan, der durch den Steuerserver 10A durch das Kommunikationsnetzwerk gesendet (mitgeteilt) wurde. Jedes der Tankstellenterminals 50 ist fortlaufend eingeschaltet, so dass es den Ladeplan (und die Ladezeit) empfangen kann, der von dem Steuerserver 10A gesendet wird. Jede der Wasserstofftankstellen 10A enthält eine Wasserstoffladeeinheit 30 und eine Wasserstoffgeneratoreinheit 40 ähnlich jenen der ersten Ausführung (siehe 1).
c. Fahrzeugeigenes Terminal
Die Erläuterung der fahrzeugeigenen Terminals 20 wird weggelassen, da sie die gleichen sind wie jene der zweiten Ausführung.
d. Betrieb
Der Betrieb des Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerks gemäß der dritten Ausführung wird zusammen mit dem in 16 gezeigten Flussdiagramm (Sequenzdiagramm) in Bezug auf die 13–15 beschrieben. Dieses Sequenzdiagramm zeigt typischerweise nur eines der fahrzeugeigenen Terminals 20 (eines der Wasserstofffahrzeuge 2) und eines der Tankstellenterminals 50 (einer der Wasserstofftankstellen 1A).
Die Restvolumendaten werden zu dem Steuerserver 10A durch jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 durch das Paketkommunikationsnetzwerk gesendet (S101, siehe 6). Das Wasserstoffvorratsvolumen wird zu dem Steuerserver 10A durch jede der Wasserstofftankstellen 1A durch das Kommunikationsnetzwerk gesendet (S102). Das Zeitintervall der Übertragung beträgt z.B. 10 Minuten. Die Ladeplangeneratorfunktion 11Ab des Steuerservers 10A erzeugt einen Ladeplan für jede der Wasserstofftankstellen 1A auf der Basis des Restvolumens jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 und des Vorratsvolumens jeder der Wasserstofftankstellen 1A, in Bezug auf die Wasserstofffahrzeug-DB 12Aa und die Wasserstofftankstellen-DB 12Ab (S103).
Die Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11Ad des Steuerservers 10A setzt die Ladezeit jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 für jede der Wasserstofftankstellen 1A (S104). Und in S105 sendet (mitteilt) die Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11Ad den Ladeplan und die Ladezeit zu jeder der Wasserstofftankstellen 1A. 17 stellt das Ausgabebild im Konzept dar, worin der Ladeplan und die Ladezeit jeder der Wasserstofftankstellen in der in der Figur gezeigten Weise sendet (mitteilt), wie etwa A Wasserstofftankstelle, B Wasserstofftankstelle, C Wasserstofftankstelle ... Jedes der Tankstellenterminals 50 ist auf 24-Stunden-Basis in Betrieb und zeigt den empfangenen Ladeplan und die Ladezeit auf dem Monitor jeder der Eingabe/Ausgabeeinheiten 25 (siehe 11) jedes der Tankstellenterminals 50 an (S106). Jede der Wasserstofftankstellen 1A kann nun ihren eigenen Ladeplan und die Ladezeit erkennen.
Ferner teilt die Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11Ad jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 (fahrzeugeigene Terminals 20) per E-Mail die Ladezeit mit (S107). Jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 empfängt die E-Mail und zeigt sie an (S108). Der Fahrer kann somit erkennen, wann seiner eigenen regulären Wasserstofftankstelle 1A die Wasserstoffbeladung zur Verfügung steht.
Das Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerk gemäß der dritten Ausführung gibt jeder der Wasserstofftankstellen 1A und jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 die gleichen Vorteile, wie sie von der zweiten Ausführung erreicht werden. Jede der Wasserstofftankstellen 1A kann daher jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 glattgängig beladen, ohne die Abmessungen der Tankstelle zu vergrößern. Auch können die Wasserstofffahrzeuge 2 die glattgängige Wasserstoffbeladung nutzen. Die dritte Ausführung gestattet es jeder der Wasserstofftankstellen 1A, den Server (den Steuerserver 10A) zur Kommunikation mit den Wasserstofffahrzeugen 2 wegzulassen. Alles, was die Wasserstofftankstellen 1A benötigen, sind somit die Tankstellenterminals 50. Ein billiger Personalcomputer mit einer Browserfunktion ist für jedes der Tankstellenterminals 50 ausreichend, was ermöglicht, dass jede der Wasserstofftankstellen 1A eine billige Einrichtung ist. Obwohl zur Wartung eines Servers die technische Kenntnis allgemein erforderlich ist, ist jede der Wasserstofftankstellen 1A frei von den Schwierigkeiten, die mit der Wartung einhergehen, da es nicht erforderlich ist, an jeder der Wasserstofftankstellen 1A einen Steuerserver 10A zu installieren. Der ASP, der den Steuerserver 10A betreibt und steuert, erhält die notwendigen Gelder zur Wartung in der Form von Gebühren und Werbungskosten für die Wasserstofftankstellen 1A und Sponsoren.
Für den Fall der dritten Ausführung wurde eine Beschreibung durchgeführt, worin der Ladeplan erzeugt wird, indem eine reguläre Wasserstofftankstelle für jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 gesetzt wird. Alternativ ist es möglich, einen Ladeplan zu erzeugen unter der Annahme, dass jedes der Was serstofffahrzeuge 2 an der nächsten der Wasserstofftankstellen 1A beladen wird, unter Verwendung der Positionierungsdaten von jedem der Wasserstofffahrzeuge 2, die durch GPS etc. erhalten sind.
4. Vierte Ausführung
Die vierte Ausführung wird in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
In der vierten Ausführung ist eine Mehrzahl von Wasserstofftankstellen durch ein Netzwerk verbunden, um hierdurch zu erlauben, dass eine Wasserstofffahrzeug auf dem Wege mit Wasserstoff beladen wird, wenn das Wasserstofffahrzeug eine lange Strecke fährt. Für jene Merkmale, die die gleichen sind wie jene der ersten bis dritten Ausführungen, die die gleichen Namen und Symbole tragen, werden die Beschreibungen weggelassen.
18 ist eine Figur, die die Gesamtstruktur eines Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystems zeigt, auf das die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird. 19 ist eine Figur, die das Format der Wasserstofftankstellen-DB zeigt, die in dem Steuerserver gespeichert ist.
a. Steuerserver
Ein Steuerserver 10A gemäß der vierten Ausführung wird beschrieben.
Der Steuerserver 10A der in 18 gezeigten vierten Ausführung empfängt die Ladeanfrage über die Verfügbarkeit von Wasserstofftankstellen 1A von Wasserstofffahrzeugen 2 (fahrzeugeigenen Terminals 20) und Zellulartelefonen CP. Der Steuerserver 10A teilt jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 eine Liste von zum Laden verfügbarer Wasserstofftankstellen 1A mit, die sich in der Nähe der Fahrzeugposition befinden, wobei er eine Wasserstofftankstellen-DB 12Ab auf der Basis der Positionierungsdaten, die in der Ladeanfrage enthalten sind, sucht.
Eine Hauptsteuereinheit 11 des Steuerservers 10A hat eine Ladefähigkeits-Wasserstofftankstellen-Mitteilungsfunktion 11Ae, die hauptsächlich für das Antworten auf die Ladeanfrage verantwortlich ist. Eine Wasserstofftankstellen-DB 12Ab der Speichereinheit 12A hat das in 19 gezeigte Format. Das Wasserstoffmangelvolumen, das in der Wasserstofftankstellen-DB 12Ab gespeichert ist, bezieht sich auf das Wasserstoffmangelvolumen des in den 4 und 9 gezeigten Ladeplans. Die Ladefähigkeits-Wasserstofftankstellen-Mitteilungsfunktion 11Ae erstellt eine Liste der ladefähigen Wasserstofftankstellen 1A, die ein größeres Wasserstoffvolumen haben als es ausreicht, um mehr als die Hälfte jeder der Wasserstoffbehälter T jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 zu beladen, und teilt jedem der fahrzeugeigenen Terminals 20 die Liste mit. Wenn die Liste der ladefähigen Wasserstofftankstellen erzeugt wird, können die in der Nähe eines Wasserstofffahrzeugs befindlichen Wasserstofftankstellen erhalten werden, unter Verwendung der allgemein angewendeten Methode mit der Postleitzahlen-Datenbank.
Die Ladefähigkeits-Wasserstofftankstellen-Mitteilungsfunktion 11Ae empfängt die Wasserstofftankstellen-Auswahlinformation, die, in Antwort auf die mitgeteilten ladefähigen Wasserstofftankstellen, von den fahrzeugeigenen Terminals 20 gesendet wird. Sie schickt auch die empfangene Wasserstofftankstellen-Auswahlinformation zu den ausgewählten Wasserstofftankstellen 1A und weist die Ladeplangeneratorfunktion 11Ab an, den Ladeplan zu aktualisieren.
b. Fahrzeugeigenes Terminal
Die Steuereinheiten 21 der Fahrzeugterminals 20 sind browserfähig, wobei sie bei dem Steuerserver 10A über das Laden und die Auswahl der Wasser stofftankstellen 1A anfragen, zusätzlich zu den Funktionen der zweiten und dritten Ausführungen.
c. Betrieb
Der Betrieb des Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystems gemäß der vierten Ausführung wird zusammen mit dem in 20 gezeigten Flussdiagramm in Bezug auf die 1, 8, 19, 21 und 22 beschrieben. 20 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerks gemäß der vierten Ausführung darstellt. 21 ist eine Seite, die die Ladeanfrage zeigt, die auf dem fahrzeugeigenen Terminal angezeigt wird. 22 ist eine Seite, die die Liste der ladefähigen Wasserstofftankstellen zeigt, die auch auf dem fahrzeugeigenen Terminal angezeigt wird.
Es wird für die vierte Ausführung angenommen, dass jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 fortlaufend das Restvolumen zu dem Steuerserver 10A schickt. Und jede der Wasserstofftankstellen 1A schickt fortlaufend das Vorratsvolumen zu dem Steuerserver 10A.
Wie in 20 gezeigt, greift jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 auf den Steuerserver 10A zu, um nach Service anzufragen (S121). Die Schritte des Anfragens nach Service sind die gleichen wie jene, die allgemein beim drahtlosen Internet angewendet werden. Der Steuerserver 10A schickt die Daten der in 21 gezeigten Ladeanforderungsseite (S122). Die angenäherte gegenwärtige Position jeder der Wasserstofffahrzeuge 2 wird eingegeben, wenn die durch den Steuerserver 10A gesendete Ladeanforderungsseite auf jedem der fahrzeugeigenen Terminals 20 angezeigt wird (S123). In 21 wird z.B. "Utsunomiya city" eingegeben. Und jedes der fahrzeugeigenen Terminals 20 sendet die gegenwärtige Position (S124). Die Schritte S122-S124 können weggelassen werden, wenn durch GPS er fasste Positionierungsdaten gesendet werden, während in S121 nach Service angefragt wird, oder während das Restvolumen gesendet wird.
Der Steuerserver 10A (die Ladefähigkeits-Wasserstofftankstellen-Mitteilungsfunktion 11Ae) erzeugt die Ladefähigkeits-Wasserstofftankstellen-Information in Bezug auf die Wasserstofffahrzeug-DB 12Aa und die Wasserstofftankstellen-DB 12Ab, wenn der Steuerserver 10A die gegenwärtige Position jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 empfängt (S125). Der Steuerserver 10A sendet dann die Ladefähigkeits-Wasserstofftankstellen-Information zu jedem der fahrzeugeigenen Terminals 20A (S126). Auf jedem der fahrzeugeigenen Terminals 20A wird die in 22 gezeigte Seite angezeigt. Der Fahrer kann nun die Wasserstofftankstellen 1A erkennen, die sich nahe seiner gegenwärtigen Position befinden und zur Wasserstoffbeladung zur Verfügung stehen. Der Fahrer wählt die Wasserstofftankstelle, an der er sein Wasserstofffahrzeug beladen möchte (S127). Das fahrzeugeigene Terminal sendet die Daten der gewählten Wasserstofftankstelle zu dem Steuerserver 10A (S128). Der Steuerserver 10A sendet die Daten der gewählten Wasserstofftankstelle, wenn der Steuerserver 10A diese empfängt (S129). Die gewählte Wasserstofftankstelle kann somit vorab erkennen, dass das Wasserstofffahrzeug, das nicht erwartet worden ist, zur Wasserstoffbeladung kommt, um hierdurch das Beladen vorbereiten zu können. Der Steuerserver 10A aktualisiert den Ladeplan (S130).
Die vierte Ausführung kann viele Vorteile erreichen, da ein Fahrer eine ladefähige Wasserstofftankstelle durch das Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerksystem leicht herausfinden kann, auch wenn er mit seinem Wasserstofffahrzeug eine Langstreckenfahrt durchführt. Die Wasserstofftankstelle, die ein ausreichendes Vorratsvolumen hat, wird ausgewählt, so dass ein glattes Beladen ohne Mangel durchgeführt werden kann. Es ist auch möglich, ein unerwartetes Beladen zu verhindern, was für die Wasserstofftankstellen 1A wünschenswert ist.
In der vierten Ausführung verschickt jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 die Anfrage über die Wasserstoffbeladung. Die Information über die ladefähigen Wasserstofftankstellen kann stattdessen auch nach Wunsch durch den Steuerserver 10A jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 zugeführt werden. Der Steuerserver 10A besitzt immer das Restwasserstoffvolumen jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 und bestimmt, wenn ein Beladen erforderlich ist, wobei er das Ergebnis in der Ladebewertungsspalte anzeigt. Somit ist es möglich, die Liste der ladefähigen Wasserstofftankstellen zu den fahrzeugeigenen Terminals 20 zu verschicken, die diese anzeigen, wie in 22 gezeigt, und um die Wasserstoffbeladung für ein Wasserstofffahrzeug zu empfehlen, wenn es als Fahrzeug, das beladen werden muss, mit einem Kreis in der Ladebewertungsspalte identifiziert wird. Es ist somit möglich, das Auftreten von Fahrschwierigkeiten aufgrund von Kraftstoffmangel zu verhindern.
Statt der fahrzeugeigenen Terminals 20 können Zellulartelefone CP und mobile Personalcomputer verwendet werden, mit denen der Steuerserver 10A kommuniziert.
In der vierten Ausführung sucht ein Fahrer während der Fahrt nach Wasserstofftankstellen 1A. Sie kann so modifiziert werden, dass der Fahrer die Wasserstofftankstellen 1A reservieren kann, bevor er losfährt. Insbesondere wird die in 21 gezeigte Ladeanfrageseite in eine Ladereservierungsseite modifiziert, so dass der Fahrer das Ziel eingeben kann und der Steuerserver 10A eine Liste von Wasserstofftankstellen 1A anzeigen kann, die sich in geeigneten Gebieten befinden, und eine Reservierung akzeptieren kann. Es ist somit möglich, das unerwartete Beladen an den Wasserstofftankstellen 1A zu verhindern, um hierdurch die plangemäße Wasserstoffbeladung zu ermöglichen.
Es wird nun aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben diskutierten, besonders dargestellten Ausführungen (die ersten bis vierten Ausführungen) beschränkt ist und in zahlreichen modifizierten Formen ausgeführt werden kann.
Der Wasserstoff kann erzeugt werden durch Betrieb einer Wasserstoffgeneratoreinheit 40 gemäß einer Tabelle, die den Arbeitspegel der Wasserstoffgeneratoreinheit 40 (siehe 1) auf der Basis des Wasserstoffüberschuss/mangel-Volumens und der Kapazität der Wasserstoffgeneratoreinheit 40 definiert, wie etwa der in 23 gezeigten Wasserstoffgeneratoreinheit-Arbeitsmustertabelle, die den Pegel des Wasserstoffüberschuss/-mangel-Volumens und des Arbeitsmusters definiert. In diesem Zusammenhang bedeutet "ein Produktionsplanmittel, das einen Produktionsplan für die Wasserstoffgeneratoreinheit vorbereitet" die Definition des Pegels der Wasserstoffgeneratoreinheit-Arbeitsmustertabelle. Die Tabelle kann mit der Wasserstoffgeneratoreinheit 40 integriert sein, so dass sie automatisch betrieben werden kann. Die Wasserstoffgeneratoreinheit 40 ist nicht auf eine Elektrolysebauart beschränkt, sondern Generatoren, die Stadtgas (Methangas) verwenden und Methanol reformieren, können Alternativen sein. Für eine Wasserstofftankstelle kann jede Art von Wasserstoffgeneratoreinheit angewendet werden. Wenn eine Solarpaneele 40a zur photovoltaischen Stromerzeugung verwendet wird, kann ein anderer Arbeitspegel von sowohl Nacht- als auch Tagstrom definiert werden, wenn es regnerisch oder bewölkt ist, einschließlich der Daten der Wettervorhersage.
In den dritten und vierten Ausführungen (siehe 13) ist eine dritte Organisation, die auf Netzwerk-bezogenes Gewerbe, wie etwa den ASP, spezialisiert ist, für den Betrieb und die Steuerung des Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerks verantwortlich. Stattdessen kann eine gewerbliche Einheit von Wasserstofftankstellen das Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerk betreiben und steuern. Es kommt nicht darauf an, ob die gewerbliche Einheit eine Tankstelle oder mehrere Tankstellen hat.
Jeder der Steuerserver 10 und 10A (siehe 1 und 13) ist nicht notwendigerweise aus einer Computereinheit aufgebaut. Sie können stattdessen aus dezentralisierten Computern aufgebaut sein, die durch LAN und WAN verbunden sind. Auch ist die jeweilige Position der Steuerserver 10 und 10A nicht notwendigerweise eingeschränkt. Der Steuerserver 10 befindet sich an der Wasserstofftankstelle 1, wie in 1 gezeigt, kann sich jedoch auch in einer anderen Stadt (einem fremden Land) befinden, die von der Position der Wasserstofftankstelle 1 weit entfernt ist.
Das Restvolumen (die Restvolumendaten) kann von jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 zu dem Steuerserver 10 durch jede der Wasserstofftankstellen 1A der dritten und vierten Ausführungen (siehe 13) geschickt werden. Es kommt nicht darauf an, wie der mittlere Kommunikationsweg für das Restvolumen gewählt wird, das von jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 zu dem Steuerserver 10 gesendet wird. Anders gesagt, der Server und der Routen (Zugriffspunkt und Relaispunkt), durch die das Restvolumen (die Restvolumendaten) laufen, sind nach Belieben ausgewählt. Dies gilt auch für die erste Ausführung. Ähnlich kann das Vorratsvolumen durch die mehreren Wasserstofftankstellen 1A nacheinander zu dem Steuerserver 10A geschickt werden.
Wenn ein Wasserstofftankstellen-Kommunikationsnetzwerk zwischen den verschiedenen Wasserstofftankstellen in der Nachbarschaft eingerichtet ist, ist die reguläre Wasserstofftankstelle der in 14 gezeigten Wasserstofffahrzeug-DB unnötig. Unter den Bedingungen einer kleinen Anzahl von Wasserstofftankstellen 1A ist es leicht zu schätzen, welches Wasserstofffahrzeug zu welcher Wasserstofftankstelle zum Beladen kommt. (Es besteht eine geringe Möglichkeit, dass der auf der Basis der Schätzung erzeugte Ladeplan von dem Original abweichen wird.)
Wenn in den ersten bis vierten Ausführungen (siehe 1 und 13) ein unerwartetes Wasserstofffahrzeug zu einer Wasserstofftankstelle zum Beladen kommt, kann die Anordnung so sein, dass die Wasserstofftankstelle andere ladefähige Wasserstofftankstellen in das Wasserstofffahrzeug eingibt.
Wenn ein unerwartetes Wasserstofffahrzeug zu einer Wasserstofftankstelle zum Beladen kommt, kann die Anordnung auch so sein, dass die Wasserstofftankstelle das Fahrzeug mit Wasserstoff auch dann belädt, wenn sein Wasserstoffüberschuss/mangel-Volumen ein negatives Vorzeichen hat (schwarzes Rechteck). Das unerwartete Beladen spiegelt sich in dem Ladeplan direkt wider, und hierdurch wird der Ladeplan aktualisiert. Somit wird gemäß dem neuen Ladeplan ein glattgängiges Beladen mit Wasserstoff ohne Mangel vorgesehen. Dies spiegelt sich auch in dem Wasserstoffüberschuss/mangel-Pegel der Wasserstoffgeneratoreinheit 40 wider (in der in 23 gezeigten Wasserstoffgeneratoreinheit-Arbeitspegelmustertabellel, und hierdurch wird der Pegel aktualisiert. Somit kann der benötigte Wasserstoff gemäß dem neuen Pegel produziert werden. Obwohl die Ladefähigkeits-Wasserstofftankstellen-Information (siehe 22) auf der Basis der Wasserstofftankstellen erzeugt wird, deren Wasserstoffüberschuss/mangel-Volumina die positiven Vorzeichen in der vierten Ausführung haben (siehe 18), kann sie auch auf der Basis anderer zusätzlicher Wasserstofftankstellen der negativen Vorzeichen erzeugt werden.
Andere Kombinationen zwischen den ersten bis vierten Ausführungen und Varianten davon können Alternativen sein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit anzugeben, die in der Lage ist, die Wasserstofffahrzeuge mit Wasserstoff glattgängig zu beladen, um hierdurch die weite Verwendung von Wasserstofffahrzeugen zu unterstützen, die für die Umwelt der Erde vorteilhaft sind. Die vorliegende Erfindung sieht einen Steuerserver (Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit) 10A vor, der in der Lage ist, durch ein Kommunikationsnetzwerk mit einer Mehrzahl von Wasserstoff fahrzeugen 2 zu kommunizieren, die mit Wasserstoff in fahrzeugeigenen Wasserstoffbehältern T fahren, die an einer Mehrzahl von Wasserstofftankstellen 1A beladen werden, und mit der Mehrzahl von Wasserstofftankstellen 1A, die mit Wasserstoffladeeinheiten ausgestattet sind. Der Steuerserver 10A enthält eine Kommunikationseinheit 13A zum Empfangen eines Restvolumens von jedem der fahrzeugeigenen Wasserstoffbehälter T, das von jedem der Wasserstofffahrzeuge 2 durch das Kommunikationsnetzwerk gesendet wird, eine Datenempfangsfunktion 11Aa, eine Wasserstofffahrzeug-DB 12Aa, die eine reguläre Wasserstofftankstelle jedes der Wasserstofffahrzeuge 2 speichert, eine Ladeplangeneratorfunktion 11Ab zum Erzeugen eines Ladeplans für jede der Wasserstofftankstellen 1A auf der Basis des Restvolumens sowie eine Ladezeitsetz- und -mitteilungsfunktion 11Ad zum Senden des Ladeplans für jede der Wasserstofftankstellen 1A durch das Kommunikationsnetzwerk.

Claims

Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit (10), die in der Lage ist, durch ein Kommunikationsnetzwerk mit einer Mehrzahl von Wasserstofffahrzeugen (2) zu kommunizieren, die mit Wasserstoff in fahrzeugeigenen Wasserstoffbehältern (T) fahren, die an einer Wasserstofftankstelle (1) beladen werden, umfassend: einen Empfänger (13), der von jedem der Wasserstofffahrzeuge (2) durch das Kommunikationsnetzwerk Daten empfängt, die ein Wasserstoffvolumen jedes der Wasserstoffbehälter (T) repräsentieren; und einen Plangenerator (11b), der für die Wasserstofftankstelle (1) auf der Basis des Wasserstoffvolumens einen Wasserstoffladeplan jedes der Wasserstofffahrzeuge (2) erzeugt.
Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit (10A), die in der Lage ist, durch ein Kommunikationsnetzwerk mit sowohl einer Mehrzahl von Wasserstofffahrzeugen (2), die mit Wasserstoff in fahrzeugeigenen Wasserstoffbehältern (T) fahren, die an einer Mehrzahl von Wasserstofftankstellen (1A) beladen werden, sowie der Mehrzahl von Wasserstofftankstellen (1A), die mit Wasserstoffladeeinheiten (30) ausgestattet sind, zu kommunizieren, umfassend: einen Empfänger (13A), der von jedem der Wasserstofffahrzeuge (2) durch das Kommunikationsnetzwerk Daten empfängt, die ein Wasserstoffvolumen jedes der Wasserstoffbehälter (T) repräsentieren; einen Plangenerator (11Ab), der für jede der Wasserstofftankstellen (1A) auf der Basis des Wasserstoffvolumens einen Wasserstoffladeplan jedes der Wasserstofffahrzeuge (2) erzeugt; und einen Sender (13A) zum Senden des Wasserstoffladeplans zu jeder der Wasserstofftankstellen (1A).
Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit nach Anspruch 1 oder 2, die ferner umfasst: ein Zeit- und/oder Volumensetzmittel (11, 11A), das eine Wasserstoffladezeit und/oder ein Wasserstoffladevolumen jedes der Wasserstofffahrzeuge (2) auf der Basis des Wasserstoffladeplans setzt; und ein Sendemittel (13, 13A) zum Senden der Wasserstoffladezeit und/oder des Wasserstoffladevolumens zu einer vorbestimmten Adresse jedes der Wasserstofffahrzeuge durch das Kommunikationsnetzwerk.
Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3, die ferner umfasst, wenn die Wasserstofftankstelle mit einer Wasserstoffgeneratoreinheit (40) zum Erzeugen von Wasserstoff ausgestattet ist: ein Produktionsplanmittel (10, 10A), das einen Produktionsplan für die Wasserstoffgeneratoreinheit (40) auf der Basis des Wasserstoffladeplans vorbereitet.
Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit nach Anspruch 2, 3 oder 4, die ferner umfasst: ein Listengeneratormittel (10, 10A), das eine Liste von Wasserstofftankstellen erzeugt, deren Orte zu einer Position jedes der Wasserstofffahrzeuge (2) passen, auf der Basis von Positionierungsdaten, die von jedem der Wasserstofffahrzeuge (2) gesendet werden; und ein Zurücksendemittel (13, 13A) zum Zurücksenden der Liste der Wasserstofftankstellen zu einem Absender der Positionierungsdaten oder einer zweiten Adresse, die für den Absender gesetzt ist.
Wasserstofftankstelle, worin die Wasserstofftankstellen-Ladesteuereinheit (10) nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5 zum Steuern der Wasserstofftankstelle (1, 1A) verwendet wird.
Fahrzeugeigenes Terminal (20), das an einem Wasserstofffahrzeug (2) angebracht ist, das mit an einer Wasserstofftankstelle (1, 1A) geladenem Wasserstoff als Brennstoff fährt, umfassend: ein Erfassungsmittel (23) zum Erfassen des Wasserstoffvolumens eines an dem Fahrzeug (2) angeordneten Wasserstoffbehälters (T); und ein Sendemittel (24) zum Senden des Wasserstoffvolumens mit einer vorbestimmten Zeitgebung durch ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk.
Fahrzeugeigenes Terminal nach Anspruch 7, das ferner umfasst: ein Bewertungsdurchführungsmittel (21), das in der Lage ist, ein Betriebsende des Wasserstofffahrzeugs (2) zu erfassen, worin die vorbestimmte Sendezeitgebung des Wasserstoffvolumens mit dem Betriebsende des Wasserstofffahrzeugs synchronisiert ist.
Fahrzeugeigenes Terminal nach Anspruch 7 oder 8, das ferner umfasst: ein Empfangsmittel (24) zum Empfangen einer Wasserstoffladezeit und/oder eines Wasserstoffvolumens des Wasserstofffahrzeugs (2), die auf der Basis des Wasserstoffvolumens definiert sind, durch das drahtlose Kommunikationsnetzwerk; und ein Mitteilungsmittel (25) zum Mitteilen der Wasserstoffladezeit und/oder des Wasserstoffvolumens.
Verfahren zur Ladesteuerung einer Wasserstofftankstelle, das die Schritte umfasst: Empfangen, von einer Mehrzahl von Wasserstofffahrzeugen (2), die mit Wasserstoff in fahrzeugeigenen Wasserstoffbehältern (T) fahren, die an einer Mehrzahl von Wasserstofftankstellen (1A) beladen sind, eines Wasserstoffvolumens jedes der Wasserstoffbehälter (T) durch ein Kommunikationsnetzwerk; Erzeugen eines Wasserstoffladeplans für jede der Wasserstofftankstellen (1A) auf der Basis des Wasserstoffvolumens; Bestimmen einer Wasserstoffladezeit und/oder eines Wasserstoffladevolumens für jedes der Wasserstofffahrzeuge (2) auf der Basis des Wasserstoffladeplans; und Senden der Wasserstoffladezeit und/oder des Wasserstoffladevolumens für jedes der Wasserstofffahrzeuge durch das Kommunikationsnetzwerk.
Speichervorrichtung mit einem Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines Computers eines fahrzeugeigenen Terminals geladen ist, das an einem Wasserstofffahrzeug (2) angebracht ist, das mit Wasserstoff in einem Wasserstoffbehälter (T) fährt, der an einer Mehrzahl von Wasserstofftankstellen (1A) beladen wird, worin das Computerprogrammprodukt Software zum Betreiben des Computers enthält, um als Empfangsmittel zum Empfangen des Wasserstoffvolumens von einem Erfassungsmittel (23) zu dienen, das das Wasserstoffvolumen des Wasserstoffbehälters (T) des Wasserstofffahrzeugs (2) erfasst, sowie als Sendemittel zum Senden des Wasserstoffvolumens zu einer vorbestimmten Zeitgebung durch ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk, wenn das Produkt auf einem Computer läuft.
Speichervorrichtung mit einem Computerprogrammprodukt, das in einem Computer eines fahrzeugeigenen Terminals gespeichert ist, das an einem Wasserstofffahrzeug (2) angebracht ist, das mit Wasserstoff in einem Wasserstoffbehälter (T) fährt, der an einer Mehrzahl von Wasserstofftankstellen (1A) beladen wird, worin das Computerprogrammprodukt ein computerlesbares Programmmittel aufweist, um zu bewirken, dass der Computer als Empfangsmittel zum Empfangen des Wasserstoffvolumens von einem Erfassungsmittel (23) dient, das das Wasserstoffvolumen des Wasserstoffbehälters (T) des Wasserstofffahrzeugs (2) erfasst, sowie als Sendemittel zum Senden des Wasserstoffvolumens zu einer vorbestimmten Zeitgebung durch ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk.