DE102019002375A1 - Method for at least partially autonomous maneuvering of a vehicle in a predetermined charging area and radio device for a vehicle for at least partially autonomous maneuvering of the vehicle in a predetermined charging area - Google Patents

Method for at least partially autonomous maneuvering of a vehicle in a predetermined charging area and radio device for a vehicle for at least partially autonomous maneuvering of the vehicle in a predetermined charging area Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zumindest teilweise autonomen Manövrieren eines Fahrzeugs (10) in einem vorgegebenen Ladeareal (22) zu einem vorgegebenen Bereich (24) um eine Ladestation (18). Zunächst wird je ein Signal (13) zwischen einer Schnittstelle des Fahrzeugs (10) zu den mindestens drei Antennen (14) des vorgegebenen Ladeareals übermittelt. Es wird je eine Distanz (d1, d2, d3 und d4) zu jeder der mindestens drei Antennen (14) unter Berücksichtigung einer Signalstärke und/oder einer Laufzeitmessung des jeweiligen Signals (13) übermittelt. Eine aktuelle Position des Fahrzeugs (10) wird im Ladeareal (22) mittels einer Triangulation basierend auf den Distanzen (d1, d2, d3, d4) zu den mindestens drei Antennen (14) ermittelt. Das Fahrzeug (10) wird bevorzugt autonom zu dem vorgegebenen Bereich (24) um die Ladestation (18) manövriert.

Figure DE102019002375A1_0000
The invention relates to a method for at least partially autonomous maneuvering of a vehicle (10) in a predetermined loading area (22) to a predetermined area (24) around a loading station (18). First, a signal (13) is ever transmitted between an interface of the vehicle (10) to the at least three antennas (14) of the predetermined charging area. A distance (d1, d2, d3 and d4) is transmitted to each of the at least three antennas (14) taking into account a signal strength and / or a travel time measurement of the respective signal (13). A current position of the vehicle (10) is determined in the loading area (22) by means of triangulation based on the distances (d1, d2, d3, d4) to the at least three antennas (14). The vehicle (10) is preferably autonomously maneuvered to the predetermined area (24) around the charging station (18).
Figure DE102019002375A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zumindest teilweise autonomen Manövrieren eines Fahrzeugs in einem vorgegebenen Ladeareal zu einem vorgegebenen Bereich um eine Ladestation. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ebenfalls eine Funkvorrichtung für ein Fahrzeug zum zumindest teilweise autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in einem vorgegebenen Ladeareal zu einem vorgegebenen Bereich um eine Ladestation.The invention relates to a method for at least partially autonomous maneuvering of a vehicle in a predetermined loading area to a predetermined area around a charging station. Moreover, the invention also relates to a radio device for a vehicle for at least partially autonomous maneuvering of the vehicle in a predetermined loading area to a predetermined area around a charging station.

Mit zunehmender Förderung der Elektromobilität ist zu erwarten, dass zunehmend mehr Fahrzeuge mit elektrischem Hauptantrieb am Straßenverkehr teilnehmen. Für die dazu benötigte Energie ist es entsprechend erforderlich, eine adäquate Ladeinfrastruktur bereitzustellen. Dabei sind verschiedene Herausforderungen zu meistern. Ein möglicher Ansatz besteht darin, bestehende Parkflächen und/oder neue Parkflächen mit einer Ladeinfrastruktur auszustatten, so dass Elektrofahrzeuge während der Dauer des Parkens geladen werden können. Dabei besteht teilweise der Wunsch, das jeweilige Elektrofahrzeug nicht manuell zu einer Ladestation manövrieren zu müssen. Anstelle dessen können zumindest teilweise autonom fahrende Elektrofahrzeuge die Fahrt zu der Ladestation selbst durchführen und dort selbst ankoppeln. Dazu ist es jedoch erforderlich, dass eine Lösung bereitgestellt wird, wie zumindest teilweise autonom fahrende Elektrofahrzeuge in einem vorgegebenen Areal manövriert werden sollen.With the increasing promotion of electromobility, it is expected that more and more vehicles with electric main propulsion will participate in road traffic. Accordingly, it is necessary for the energy required to provide an adequate charging infrastructure. There are various challenges to master. One possible approach is to equip existing parking areas and / or new parking areas with a charging infrastructure, so that electric vehicles can be charged during the parking period. In some cases there is a desire not to manually maneuver the respective electric vehicle to a charging station. Instead, at least partially autonomously driving electric vehicles can carry out the trip to the charging station itself and couple there themselves. For this purpose, however, it is necessary that a solution is provided as to how at least partially autonomously driving electric vehicles should be maneuvered in a given area.

Die Druckschrift US 9.925.886 B2 beschreibt ein Verfahren zur Kommunikation mit einem Ladesystem, welches eine Vielzahl von Ladestationen und Kommunikationskontrolleinheiten aufweist. Das Elektrofahrzeug wird dabei über ein Magnetfeld aufgeladen. Das Verfahren beinhaltet das Erstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Elektrofahrzeug und dem Kommunikationskontroller des Ladesystems. Mithilfe dieser Kommunikationsverbindung wird eine Serviceinformation bereitgestellt, welche eine oder mehrere induktive Energietransfermöglichkeiten für das Elektrofahrzeug bereitstellt. Vom Elektrofahrzeug wird über die Kommunikationsverbindung eine Anfrage zu einer ersten Ladestation übermittelt, wobei die erste Ladestation eine Schnittstelle zum Laden aufweist, welche das Magnetfeld erzeugt.The publication US 9,925,886 B2 describes a method for communicating with a charging system having a plurality of charging stations and communication control units. The electric vehicle is charged via a magnetic field. The method includes establishing a communication link between the electric vehicle and the communication controller of the charging system. This communication link provides service information that provides one or more inductive power transfer options for the electric vehicle. The electric vehicle transmits a request to a first charging station via the communication connection, wherein the first charging station has an interface for charging, which generates the magnetic field.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2015 218 410 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen einer Absolutposition eines Fahrzeugs für eine Nahbereichspositionierung beim Einparken des Fahrzeugs. Dabei wird ein induktives Positionierungsverfahren durchgeführt, wobei ein erster Sender in der Infrastruktur oder im Fahrzeug zur Erzeugung eines Positionierungsmagnetfelds und ein zweiter Sender in der Infrastruktur oder im Fahrzeug zur Erzeugung eines Positionierungssignals angeregt werden. Das Positionierungsmagnetfeld und das Positionierungssignal werden von einer Empfangseinrichtung im Fahrzeug oder in der Infrastruktur empfangen. Basierend auf dem empfangenen Positionsmagnetfeld und dem Positionierungssignal wird die Absolutposition des Fahrzeugs ermittelt.The publication DE 10 2015 218 410 A1 describes a method for determining an absolute position of a vehicle for a short-range positioning when parking the vehicle. In this case, an inductive positioning method is carried out, wherein a first transmitter in the infrastructure or in the vehicle for generating a positioning magnetic field and a second transmitter in the infrastructure or in the vehicle to generate a positioning signal are excited. The positioning magnetic field and the positioning signal are received by a receiving device in the vehicle or in the infrastructure. Based on the received position magnetic field and the positioning signal, the absolute position of the vehicle is determined.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein alternatives Verfahren bereitzustellen, womit ein zumindest teilweise autonomes Fahrzeug in einem vorgegebenen Ladeareal zu einem vorgegebenen Bereich um eine Ladestation manövriert werden kann. Ebenso soll eine entsprechende Vorrichtung bereitgestellt werden, welches es ermöglicht, dieses Verfahren umzusetzen.The object of the invention is to provide an alternative method with which an at least partially autonomous vehicle can be maneuvered in a predetermined loading area to a predetermined area around a loading station. Likewise, a corresponding device is to be provided, which makes it possible to implement this method.

Diese Aufgabe wird gemäß den unabhängigen Patentansprüchen dieser Anmeldung gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen und alternative Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren gegeben.This object is achieved according to the independent claims of this application. Meaningful developments and alternative embodiments are given in the dependent claims, the description and the figures.

Die Erfindung sieht ein Verfahren zum zumindest teilweise autonomen Manövrieren eines Fahrzeugs in einem vorgegebenen Ladeareal zu einem vorgegebenen Bereich um eine Ladestation vor. Dabei werden die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt:

  • In einem ersten Schritt a) wird je ein Signal zwischen einer Schnittstelle des Fahrzeugs und mindestens drei Antennen des vorgegebenen Ladeareals übermittelt. Diese Signalübermittlung kann unidirektional oder bidirektional sein. Im Fall einer unidirektionalen Signalübermittlung wird von Schnittstelle des Fahrzeugs zu den mindestens drei Antennen ein Signal übermittelt. Dieses übermittelte Signal kann im weiteren Verlauf mithilfe einer Recheneinheit, welche die mindestens drei Antennen steuert, weiterverarbeitet und ausgewertet werden. Es ist jedoch auch der umgekehrte Signalweg möglich, wobei in diesem Fall jede der mindestens drei Antennen ein Signal zu der Schnittstelle des Fahrzeugs übermittelt.
The invention provides a method for at least partially autonomous maneuvering of a vehicle in a predetermined loading area to a predetermined area around a loading station. The following process steps are carried out:
  • In a first step a) a signal is transmitted between an interface of the vehicle and at least three antennas of the predetermined charging area. This signaling can be unidirectional or bidirectional. In the case of unidirectional signal transmission, a signal is transmitted from the interface of the vehicle to the at least three antennas. This transmitted signal can be further processed and evaluated in the further course by means of a computing unit which controls the at least three antennas. However, the reverse signal path is also possible, in which case each of the at least three antennas transmits a signal to the interface of the vehicle.

Die Schnittstelle des Fahrzeugs kann Teil einer Sende-Empfangseinheit sein. Somit kann die Signalübertragung oder Signalübermittlung sowohl mithilfe der Schnittstelle als auch mithilfe der Sende-Empfangseinheit durchgeführt werden. In der Regel ist die Schnittstelle eine Untereinheit der Sende-Empfangseinrichtung. Technisch jedoch spielt es keine Rolle, ob die Signalübertragung mithilfe der Schnittstelle oder mithilfe der Sende-Empfangseinheit durchgeführt wird. Im Fall einer bidirektionalen Signalübertragung wird das Signal von der Schnittstelle des Fahrzeugs zu jeder der mindestens drei Antennen übertragen, und ein entsprechendes Antwortsignal wird von jeder der mindestens drei Antennen zurück an die Schnittstelle des Fahrzeugs übertragen. Somit kann das Übermitteln des Signals drei mögliche Übertragungsarten umfassen. Das Signal kann von dem Fahrzeug unidirektional zu jeder der mindestens drei Antennen übertragen werden. Im umgekehrten Fall kann jede der mindestens drei Antennen unidirektional ein Signal an das Fahrzeug übermitteln. Im bidirektionalen Fall wird das Signal von dem Fahrzeug an die mindestens drei Antennen übertragen, und zugleich wird ein Signal in die umgekehrte Richtung, also von den mindestens drei Antennen zu dem Fahrzeug übertragen.The interface of the vehicle may be part of a transceiver unit. Thus, the signal transmission or signal transmission can be performed both by means of the interface and by means of the transceiver unit. As a rule, the interface is a subunit of the transceiver. Technically, however, it does not matter if the signal transmission is performed using the interface or by using the transceiver. In the case of bidirectional signal transmission, the signal is transmitted from the interface of the vehicle to each of the at least three antennas, and a corresponding response signal is received from each of the at least three Antennas transmitted back to the interface of the vehicle. Thus, the transmission of the signal may include three possible transmission modes. The signal may be transmitted from the vehicle unidirectionally to each of the at least three antennas. In the opposite case, each of the at least three antennas can unidirectionally transmit a signal to the vehicle. In the bidirectional case, the signal is transmitted from the vehicle to the at least three antennas, and at the same time a signal in the reverse direction, that is transmitted from the at least three antennas to the vehicle.

In einem weiteren Schritt b) wird je eine Distanz zu jeder der mindestens drei Antennen unter Berücksichtigung einer Signalstärke und/oder einer Laufzeitmessung des jeweiligen Signals ermittelt. Im Falle der Laufzeitmessung kann das Signal insbesondere einen Zeitstempel beinhalten. Dieser Zeitstempel beinhaltet insbesondere als Information einen Zeitpunkt, an dem das Signal gesendet beziehungsweise empfangen wurde.In a further step b), a distance to each of the at least three antennas is determined, taking into account a signal strength and / or a transit time measurement of the respective signal. In the case of transit time measurement, the signal may in particular include a time stamp. This timestamp contains, in particular as information, a point in time at which the signal was sent or received.

In einem weiteren Schritt c) wird eine aktuelle Position des Fahrzeugs im Ladeareal mittels einer Triangulation basierend auf den Distanzen zu den mindestens drei Antennen ermittelt. Diese Triangulation kann mithilfe der Distanzen beziehungsweise der entsprechenden Entfernungen als auch mithilfe der daraus resultierenden Winkel ermittelt werden. Die Triangulation ist insbesondere eine geometrische Methode der optischen Abstandsmessung durch eine genaue Winkelmessung innerhalb von Dreiecken. Anstelle der Winkelmessung kann jedoch auch eine jeweilige Seitenlänge der verwendeten Dreiecke eingesetzt werden. Die Seitenlängen der entsprechenden Dreiecke können dabei insbesondere die ermittelten Distanzen repräsentieren.In a further step c), a current position of the vehicle in the charging area is determined by means of triangulation based on the distances to the at least three antennas. This triangulation can be determined using the distances or the corresponding distances as well as with the resulting angles. In particular, triangulation is a geometric method of optical distance measurement through accurate angle measurement within triangles. Instead of the angle measurement, however, a respective side length of the triangles used can be used. The side lengths of the corresponding triangles can in particular represent the determined distances.

In einem weiteren Schritt d) wird das Fahrzeug zu dem vorgegebenen Bereich um die Ladestation manövriert. Dieses Manövrieren des Fahrzeugs wird bevorzugt autonom ausgeführt. Eine entsprechende Steuereinheit des Fahrzeugs kann dabei Steuersignale für das Fahrzeug erzeugen und somit das Fahrzeug autonom zu dem vorgegebenen Bereich um die Ladestation führen.In a further step d), the vehicle is maneuvered to the predetermined area around the charging station. This maneuvering of the vehicle is preferably carried out autonomously. A corresponding control unit of the vehicle can thereby generate control signals for the vehicle and thus lead the vehicle autonomously to the predetermined area around the charging station.

Die Erfindung stellt auch eine Funkvorrichtung für ein Fahrzeug zum zumindest teilweisen autonomen Manövrieren des Fahrzeugs in einem vorgegebenen Ladeareal zu einem vorgegebenen Bereich um eine Ladestation bereit. Die Funkvorrichtung weist eine Sende-Empfangseinheit für das Fahrzeug auf, welche ausgestaltet ist, je ein Signal zwischen einer Schnittstelle der Sende-Empfangseinheit des Fahrzeugs und den mindestens drei Antennen des Ladeareals zu übermitteln. Die Funkvorrichtung weist zudem eine Steuereinheit auf, die ausgestaltet ist, basierend auf einer Signalstärke und/oder Laufzeitmessung des jeweiligen Signals eine jeweilige Distanz zu jeder der mindestens drei Antennen zu ermitteln. Zudem ist die Steuereinheit ausgebildet, mithilfe einer Triangulation, basierend auf den jeweils ermittelten Distanzen eine Position der Sende-Empfangseinheit zu ermitteln und in Abhängigkeit von der Position der Sende-Empfangseinheit ein Steuersignal für das Fahrzeug zum Manövrieren des Fahrzeugs zu dem vorgegebenen Bereich der Ladestation zu erzeugen.The invention also provides a radio device for a vehicle for at least partially autonomously maneuvering the vehicle in a predetermined charging area to a predetermined area around a charging station. The radio device has a transceiver unit for the vehicle, which is configured to transmit a signal between an interface of the transceiver unit of the vehicle and the at least three antennas of the charging area. The radio device also has a control unit, which is designed to determine a respective distance to each of the at least three antennas based on a signal strength and / or transit time measurement of the respective signal. In addition, the control unit is designed to determine a position of the transceiver unit based on the respectively determined distances by means of triangulation and, depending on the position of the transceiver unit, to supply a control signal for the vehicle for maneuvering the vehicle to the predefined area of the charging station produce.

Die zu dem Verfahren genannten Vorteile und Beispiele sowie die in der Figurenbeschreibung dargestellten alternativen Ausführungsformen gelten sinngemäß und analog für die Funkvorrichtung. Ebenso können entsprechende dargestellte Merkmale zu der Funkvorrichtung als korrespondierende Verfahrensmerkmale betrachtet werden.The advantages and examples mentioned for the method as well as the alternative embodiments shown in the figure description apply mutatis mutandis and analogously for the radio device. Likewise, corresponding illustrated features to the radio device may be considered as corresponding method features.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Die Figuren stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar, welche jedoch nicht als Einschränkung für die Erfindung zu betrachten sind.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying figures. The figures represent preferred embodiments of the invention, which, however, are not to be considered as limiting the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Dabei zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Ladeareals mit mehreren Fahrzeugen
  • 2 ein Fahrzeug, das in einen Kommunikationsbereich der Ladestation einfährt
Showing:
  • 1 a schematic representation of a loading area with multiple vehicles
  • 2 a vehicle that enters a communication area of the charging station

1 zeigt ein Fahrzeug 10, welches sich innerhalb eines Ladeareals 22 befindet. Beispielhaft sind in 1 drei Fahrzeuge 10 gezeigt. Das Fahrzeug 10 weist eine Sende-Empfangseinheit 12 sowie eine Steuereinheit 16 auf. Die Sende-Empfangseinheit 12 sowie die Steuereinheit 16 bilden zusammen die Funkvorrichtung 20. Innerhalb des Ladeareals 22 sind im Beispiel von 1 vier Antennen 14 angeordnet. Diese Antennen 14 sind dabei bevorzugt stationäre Antennen 14. Sie stellen insbesondere für das Fahrzeug 10 externe Antennen 14 dar und können als ortsfeste Antennen 14 ausgebildet sein. Die Antennen 14 können auch mobil ausgeführt sein, wobei sie dabei einem Ladeareal 22 zugeordnet sind. Innerhalb des Ladeareals 22 sind mehrere Ladestationen 18 vorhanden. Diese jeweiligen Ladestationen 18 sind dabei jeweiligen Parkplätzen für das Fahrzeug 10 zugeordnet. Diese jeweiligen Parkplätze sind im Fall von 1 mit cp1 bis cp8 entsprechend durchnummeriert. Die Bezeichnung cp kann dabei als „charging point“ aufgefasst werden. Jeder Parkplatz cp1 bis cp8 verfügt im Fall von 1 über eine eigene separate Ladestation 18. Im Fall der 1 wird davon ausgegangen, dass das Fahrzeug 10 autonom manövriert wird. 1 shows a vehicle 10 which is located within a loading area 22 located. Exemplary are in 1 three vehicles 10 shown. The vehicle 10 has a transceiver unit 12 and a control unit 16 on. The transceiver unit 12 as well as the control unit 16 together make up the radio device 20 , Inside the loading area 22 are in the example of 1 four antennas 14 arranged. These antennas 14 are preferably stationary antennas 14 , They represent in particular for the vehicle 10 external antennas 14 and can be used as stationary antennas 14 be educated. The antennas 14 can also be made mobile, while doing a loading area 22 assigned. Inside the loading area 22 are several charging stations 18 available. These respective charging stations 18 are each parking spaces for the vehicle 10 assigned. These particular parking spaces are in the case of 1 Numbered consecutively with cp1 to cp8. The term cp can be understood as a "charging point". Every parking lot cp 1 to cp8 has in the case of 1 via its own separate charging station 18 , In the case of 1 it is assumed that the vehicle 10 is autonomously maneuvered.

Das Ladeareal 22 wird oft auch als Ladeinsel bezeichnet. Das Ladeareal 22 weist mindestens drei Antennen 14 an verschiedenen Orten im Ladeareal 22 auf. Mittels der Antennen 14 soll eine Ortung des Fahrzeugs 10 innerhalb des Ladeareals 22 erreicht werden. Im Folgenden wird ein mögliches Beispiel für das autonome Manövrieren des Fahrzeugs 10 dargestellt.The loading area 22 is often referred to as a charging island. The loading area 22 has at least three antennas 14 in different places in the loading area 22 on. By means of the antennas 14 intended a location of the vehicle 10 within the loading area 22 be achieved. The following is a possible example of the autonomous maneuvering of the vehicle 10 shown.

Erreicht das Fahrzeug 10 das Ladeareal 22, so sendet die Steuereinheit 16 mithilfe der Sende-Empfangseinheit 12 oder einer dazugehörigen Schnittstelle 21 ein Signal an ein Funksystem des Ladeareals 22. Das Funksystem des Ladeareals 22 wird insbesondere durch die mehreren Antennen 14 dargestellt. Die verschiedenen Antennen 14 des Ladeareals 22 empfangen das von der Sende-Empfangseinheit 12 ausgesandte Signal 13. Mithilfe dieses Signal kann beispielsweise anhand der Signalstärke oder mithilfe einer Laufzeitmessung die jeweilige Distanz ermittelt werden. Im Fall der Laufzeitmessung kann ein eventuell vorhandener Zeitstempel, der mit dem Signal 13 übermittelt wurde, ebenfalls die entsprechende Distanz ermitteln. Im Fall von 1 sind vier Signale 13 gezeigt. Eine externe Recheneinheit kann mithilfe der übermittelten Signale zu jedem Signal 13 eine entsprechende Distanz d1, d2, d3 oder d4 ermitteln. In der einzigen Figur sind die Entfernungen mit einem Doppelpfeil angedeutet. Dieser Doppelpfeil repräsentiert zugleich das Signal 13 und ein entsprechendes Antwortsignal 13'. Dabei bezieht sich die Distanz auf eine Entfernung zwischen der Sende-Empfangseinheit 12 und der jeweilige externen Antenne 14. Die Signalübertragung kann beispielsweise mithilfe eines WLAN-Signals 13 erfolgen.Reach the vehicle 10 the loading area 22 so sends the control unit 16 using the transceiver 12 or an associated interface 21 a signal to a radio system of the loading area 22 , The radio system of the loading area 22 in particular by the multiple antennas 14 shown. The different antennas 14 the loading area 22 receive this from the transceiver unit 12 emitted signal 13 , This signal can be used, for example, to determine the respective distance based on the signal strength or a runtime measurement. In the case of the transit time measurement, a possibly existing time stamp, with the signal 13 also determine the corresponding distance. In case of 1 are four signals 13 shown. An external processing unit can use the transmitted signals to each signal 13 a corresponding distance d1 . d2 . d3 or d4 determine. In the single figure, the distances are indicated by a double arrow. This double arrow also represents the signal 13 and a corresponding response signal 13 ' , In this case, the distance refers to a distance between the transceiver unit 12 and the respective external antenna 14 , The signal transmission, for example, using a WLAN signal 13 respectively.

Nach Ermittlung der jeweiligen Distanzen d1, d2, d3 und d4 beziehungsweise der Entfernungen der Sende-Empfangseinheit 12 zu jeder der mindestens drei Antennen 14 kann im Anschluss die Position des Fahrzeugs 10 innerhalb des Ladeareals 22 ermittelt werden. Dies geschieht mithilfe einer Triangulation, wobei die jeweiligen Distanzen d1 bis d4 im Rahmen der Triangulation ausgewertet werden. Die Position des Fahrzeugs 10 kann entweder an die Steuereinheit 16 des Fahrzeugs 10 übermittelt werden oder zu einer externen Recheneinheit des Ladeareals 22 übertragen werden. Somit kann die externe Recheneinheit des Ladeareals 22 die Ermittlung der jeweiligen Distanzen d1 bis d4 sowie die dazugehörige Triangulation zur Ermittlung der Position des Fahrzeugs ausführen. Die jeweilige Position des Fahrzeugs 10 wird dabei bevorzugt kontinuierlich an das Fahrzeug 10 beziehungsweise die Steuereinheit 16 des Fahrzeugs 10 gesendet.After determination of the respective distances d1 . d2 . d3 and d4 or the distances of the transceiver unit 12 to each of the at least three antennas 14 can follow the position of the vehicle 10 within the loading area 22 be determined. This is done using a triangulation, with the respective distances d1 to d4 be evaluated in the context of triangulation. The position of the vehicle 10 can either be to the control unit 16 of the vehicle 10 be transmitted or to an external processing unit of the loading area 22 be transmitted. Thus, the external processing unit of the charging area 22 the determination of the respective distances d1 to d4 and the associated triangulation to determine the position of the vehicle. The respective position of the vehicle 10 is preferably continuously to the vehicle 10 or the control unit 16 of the vehicle 10 Posted.

Um ein besseres Manövrieren des Fahrzeugs 10 zu gewährleisten, kann dem Fahrzeug 10 beziehungsweise dessen Steuereinheit 16 bereits bei der Reservierung einer Ladestation 18 innerhalb des Ladeareals 22 eine entsprechende Ortskarte des Ladeareals 22 übermittelt werden. Dabei kann der Zeitpunkt, an dem die Ortskarte dem Fahrzeug 10 übermittelt wird, flexibel angepasst werden. In der Regel wird die Ortskarte dem Fahrzeug 10 spätestens bei Eintritt oder Erreichen des Ladeareals 22 übermittelt. Mittels der Ortskarte sowie der kontinuierlich aktualisierten Positionsdaten des Fahrzeugs 10 kann die Steuereinheit 16 das Fahrzeug 10 bis in einen vorgegebenen Bereich 24 um die Ladestation 18 herum manövrieren. Dazu erzeugt die Steuereinheit 16 entsprechende Steuersignale, welche das Fahrzeug 10 derart manövrieren und antreiben, so dass es den vorgegebenen Bereich 24 erreicht. Dieser vorgegebene Bereich 24 um die Ladestation 18 ist insbesondere ein Kommunikationsbereich der Ladestation 18. To better maneuver the vehicle 10 To ensure the vehicle can 10 or its control unit 16 already when reserving a charging station 18 within the loading area 22 a corresponding location map of the loading area 22 be transmitted. In this case, the time at which the location map the vehicle 10 be flexibly adapted. As a rule, the location map becomes the vehicle 10 at the latest when entering or reaching the loading area 22 transmitted. By means of the location map as well as the continuously updated position data of the vehicle 10 can the control unit 16 the vehicle 10 into a given area 24 around the charging station 18 maneuver around. For this purpose the control unit generates 16 corresponding control signals which the vehicle 10 maneuver and drive so that it is the default range 24 reached. This predetermined range 24 around the charging station 18 is in particular a communication area of the charging station 18 ,

Innerhalb dieses Kommunikationsbereichs der Ladestation 18 kann eine direkte Kommunikation zwischen der Ladestation 18 und dem Fahrzeug 10 erfolgen. Innerhalb des Kommunikationsbereichs erfolgt die Kommunikation zwischen Ladestation 18 und Fahrzeug 10 idealerweise ohne Umwege über andere Kommunikationseinheiten und somit auf direktem Weg. Mithilfe der Ortskarte kann das autonome Manövrieren des Fahrzeugs 10 erleichtert beziehungsweise beschleunigt werden. Des Weiteren kann die Ortskarte innerhalb des Fahrzeugs 10 visuell angezeigt werden, so dass ein Fahrzeugnutzer informiert wird, wohin sein entsprechendes Fahrzeug 10 fährt oder manövriert wird. Die Ortskarte kann auch Informationen beinhalten, welche von einer Lautsprechereinheit des Fahrzeugs 10 im Innenraum des Fahrzeugs 10 akustisch ausgegeben wird.Within this communication range of the charging station 18 can be a direct communication between the charging station 18 and the vehicle 10 respectively. Within the communication area the communication between the charging station takes place 18 and vehicle 10 ideally without detours via other communication units and thus directly. Using the location map allows the autonomous maneuvering of the vehicle 10 be made easier or accelerated. Furthermore, the location map within the vehicle 10 be displayed visually, so that a vehicle user is informed, where his corresponding vehicle 10 drives or maneuvers. The location map may also include information from a speaker unit of the vehicle 10 in the interior of the vehicle 10 is emitted acoustically.

2 zeigt jene Situation, in der das Fahrzeug 10 den vorgegebenen Bereich 24, den Kommunikationsbereich des Ladesystems 18 erreicht. Im Fall von 2 wird angenommen, dass dies der Parkplatz cp5 ist. Im vorgegebenen Bereich 24 kann die Schnittstelle 21 direkt mit der Ladestation 18 in Verbindung treten und mit ihr kommunizieren. Dies ist durch die Signale 13 angedeutet. Somit können Signale 13 zwischen der Funkvorrichtung 20 und der Ladestation 18 direkt, das heißt ohne die Antennen 14 ausgetauscht werden. 2 shows the situation in which the vehicle 10 the given area 24 , the communication area of the charging system 18 reached. In case of 2 It is assumed that this is the parking lot cp5 is. In the given range 24 can the interface 21 directly with the charging station 18 contact and communicate with her. This is through the signals 13 indicated. Thus, signals can 13 between the radio device 20 and the charging station 18 directly, that is without the antennas 14 be replaced.

Es kann vorgesehen sein, dass sich das Fahrzeug 10 beim Erreichen des vorgegebenen Bereichs 24 authentifizieren muss. In diesem Fall sendet die Funkvorrichtung 20 über die Schnittstelle 21 ein entsprechendes Authentisierungssignal 13 an die Ladestation 18. Die Ladestation 18 kann bereits im Vorfeld eine entsprechende Identifikationsnummer oder ein anderes Merkmal erhalten haben, welches erlaubt, das Fahrzeug 10 zu authentifizieren. Dadurch kann die Ladestation 18 beziehungsweise die dazu angeschlossene Recheneinheit das Authentisierungssignal 13 bewerten und analysieren. Im Falle einer erfolgreichen Authentifizierung wird dem Fahrzeug 10 der Zugang zu der Ladestation 18 gestattet. In diesem Fall werden entsprechende Positionierungssignale 13 zwischen der Ladestation 18 und dem Fahrzeug 10 ausgetauscht. Diese Positionierungssignale 13 dienen insbesondere dazu, das Fahrzeug 10 entsprechend zur Ladestation 18 auszurichten. Damit soll ein möglichst effizienter Ladevorgang garantiert werden.It can be provided that the vehicle 10 when reaching the specified range 24 must authenticate. In this case sends the radio device 20 over the interface 21 a corresponding authentication signal 13 to the charging station 18 , The charging station 18 can already have received in advance a corresponding identification number or another feature that allows the vehicle 10 to authenticate. This allows the charging station 18 or the computing unit connected to it, the authentication signal 13 evaluate and analyze. In the case of a successful authentication, the vehicle 10 access to the charging station 18 allowed. In this case, corresponding positioning signals 13 between the charging station 18 and the vehicle 10 replaced. These positioning signals 13 serve in particular to the vehicle 10 according to the charging station 18 align. This is to ensure the most efficient charging possible.

Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass von jeder der mindestens drei Antennen 14 des Ladeareals 22 ein jeweiliges zu dem Signal 13 korrespondierendes Antwortsignal 13' empfangen wird. Das Signal 13 stellt somit insbesondere die Übertragung von der Sende-Empfangseinheit 12 zu den mindestens drei Antennen 14 dar, während das Antwortsignal 13' den umgekehrten Übertragungsweg darstellt.A development of the method provides that of each of the at least three antennas 14 the loading area 22 a respective one to the signal 13 corresponding response signal 13 ' Will be received. The signal 13 thus represents in particular the transmission from the transceiver unit 12 to the at least three antennas 14 while the response signal 13 ' represents the reverse transmission path.

Eine alternative Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass nach dem Senden des Signals 13 oder Antwortsignals 13' ermittelt wird, ob die Ladestation 18 zum Laden des Fahrzeugs 10 eingerichtet beziehungsweise geeignet ist. Dieses Ermitteln oder Überprüfen kann mittels der Steuereinheit 16 des Fahrzeugs 10 oder mittels der Recheneinheit des Ladeareals 22 erfolgen. Dazu können entsprechende Informationen zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Ladeareal 22 ausgetauscht werden. Insbesondere kann so ermittelt werden, ob das Fahrzeug 10 mithilfe der ausgewählten Ladestation 18 innerhalb einer vorgegebenen Zeit zu einem vorgegebenen Wert aufgeladen werden kann. Bei einem Aufladen des Fahrzeugs 10 ist insbesondere gemeint, dass ein Energiespeicher beziehungsweise eine Traktionsbatterie des Fahrzeugs 10 aufgeladen werden soll.An alternative embodiment of the method provides that after the transmission of the signal 13 or response signal 13 ' it determines if the charging station 18 to charge the vehicle 10 is furnished or suitable. This determination or checking can be done by means of the control unit 16 of the vehicle 10 or by means of the arithmetic unit of the loading area 22 respectively. This may include appropriate information between the vehicle 10 and the loading area 22 be replaced. In particular, it can be determined as to whether the vehicle 10 using the selected charging station 18 can be charged within a predetermined time to a predetermined value. When charging the vehicle 10 is specifically meant that an energy storage or a traction battery of the vehicle 10 should be charged.

Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Fahrzeug 10 nach Erreichen des vorgegebenen Bereichs 24 um die Ladestation 18 authentifiziert wird und zwischen dem Fahrzeug 10 und der Ladestation 18 Positionierungssignale 13 ausgetauscht werden, um das Fahrzeug 10 gegenüber der Ladestation 18 zum Laden auszurichten.A development of the method provides that the vehicle 10 after reaching the specified range 24 around the charging station 18 is authenticated and between the vehicle 10 and the charging station 18 positioning signals 13 be exchanged to the vehicle 10 opposite the charging station 18 to align to the store.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass dem Fahrzeug 10 zum Ermitteln der aktuellen Position des Fahrzeugs 10 und/oder zum Manövrieren des Fahrzeugs 10 mit dem Antwortsignal 13' eine Ortskarte des Ladeareals 22 übermittelt wird.A further advantageous embodiment of the method provides that the vehicle 10 for determining the current position of the vehicle 10 and / or for maneuvering the vehicle 10 with the response signal 13 ' a location map of the loading area 22 is transmitted.

Somit zeigt diese Erfindung, dass Elektrofahrzeuge 10 autonom im Ladeareal 22 geladen werden können. Elektrofahrzeuge 10 können somit im Ladeareal 22 abgegeben werden und später aufgeladen in Empfang genommen werden. Diese Lösung kann zum Beispiel für Parkhäusern eingesetzt werden. So kann ein Fahrzeugnutzer beispielsweise bei einem Einkauf die dafür ohnehin erforderliche Zeit nutzen, um sein Fahrzeug 10 aufzuladen. Dies kann den Gebrauch von Elektrofahrzeugen 10 erleichtern.Thus, this invention shows that electric vehicles 10 autonomous in the loading area 22 can be loaded. electric vehicles 10 can thus in the loading area 22 be delivered and later charged to be received. This solution can be used for example for parking garages. For example, a vehicle user can make use of the time anyway required to purchase his vehicle when shopping 10 charge. This may be the use of electric vehicles 10 facilitate.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Fahrzeugvehicle
1212
Sende-EmpfangseinheitTransceiver unit
1313
Signalsignal
d1, d2, d3, d4d1, d2, d3, d4
Distanzendistances
1414
Antennenantennas
1616
Steuereinheitcontrol unit
1818
Ladestationcharging station
2020
Funkvorrichtungradio device
2121
Schnittstelleinterface
2222
Ladearealloading area
2424
Vorgegebener Bereich um die LadestationSpecified area around the charging station
cp1 bis cp8cp1 to cp8
Parkplatzparking spot
13'13 '
Antwortsignalanswer signal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 9925886 B2 [0003]US 9925886 B2 [0003]
  • DE 102015218410 A1 [0004]DE 102015218410 A1 [0004]

Claims (6)

Verfahren zum zumindest teilweise autonomen Manövrieren eines Fahrzeugs (10) in einem vorgegebenen Ladeareal (22) zu einem vorgegebenen Bereich (24) um eine Ladestation (18) gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: a) Übermitteln je eines Signals (13) zwischen einer Schnittstelle (21) des Fahrzeugs (10) und mindestens drei Antennen (14) des vorgegebenen Ladeareals (22), b) Ermitteln je einer Distanz (d1, d2, d3, d4) zu jeder der mindestens drei Antennen (14) unter Berücksichtigung einer Signalstärke und/oder einer Laufzeitmessung des jeweiligen Signals (13), c) Ermitteln einer aktuellen Position des Fahrzeugs (10) im Ladeareal (22) mittels einer Triangulation basierend auf den Distanzen (d1, d2, d3, d4) zu den mindestens drei Antennen (14), d) Manövrieren des Fahrzeugs (10) zu dem vorgegebenen Bereich (24) um die Ladestation (18).Method for at least partially autonomous maneuvering of a vehicle (10) in a predefined loading area (22) to a predetermined area (24) about a loading station (18) characterized by the method steps: a) transmission of a respective signal (13) between an interface (21 b) determining a distance (d1, d2, d3, d4) to each of the at least three antennas (14) taking into account a signal strength and / or (3) antennas (14) of the predetermined charging area (22); or a transit time measurement of the respective signal (13), c) determination of a current position of the vehicle (10) in the loading area (22) by means of a triangulation based on the distances (d1, d2, d3, d4) to the at least three antennas (14) , d) maneuvering the vehicle (10) to the predetermined area (24) around the loading station (18). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von jeder der mindestens drei Antennen (14) des Ladeareals (24) ein jeweiliges zu dem Signal (13') korrespondierendes Antwortsignal (13') empfangen wird.Method according to Claim 1 , characterized in that a respective response signal (13 ') corresponding to the signal (13') is received by each of the at least three antennas (14) of the charging area (24). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Senden des Signals (13) ermittelt wird, ob die Ladestation (18) zum Laden des Fahrzeugs (10) eingerichtet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the transmission of the signal (13) it is determined whether the charging station (18) is set up to charge the vehicle (10). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) nach Erreichen des vorgegebenen Bereichs (24) um die Ladestation (18) authentifiziert wird und zwischen dem Fahrzeug (10) und der Ladestation (18) Positionierungssignale ausgetauscht werden, um das Fahrzeug (10) gegenüber der Ladestation (18) zum Laden auszurichten.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle (10) after reaching the predetermined area (24) is authenticated to the charging station (18) and between the vehicle (10) and the charging station (18) positioning signals are exchanged to the Align vehicle (10) opposite the charging station (18) for charging. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrzeug (10) zum Ermitteln der aktuellen Position des Fahrzeugs (10) und/oder zum Manövrieren des Fahrzeugs (10) mit dem Antwortsignal (13') eine Ortskarte des Ladeareals (22) übermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle (10) for determining the current position of the vehicle (10) and / or for maneuvering the vehicle (10) with the response signal (13 ') transmits a location map of the loading area (22) becomes. Funkvorrichtung (20) für ein Fahrzeug (10) zum zumindest teilweise autonomen Manövrieren des Fahrzeugs (10) in einem vorgegebenen Ladeareal (22) zu einem vorgegebenen Bereich (24) um eine Ladestation (18), mit - einer Sende- Empfangseinheit (12) für das Fahrzeug (10), welche ausgestaltet ist, je ein Signal (13) zwischen einer Schnittstelle (21) der Sende-Empfangseinheit (12) des Fahrzeugs (10) und mindestens drei Antennen (14) des Ladeareals (22) zu übermitteln, - einer Steuereinheit (16), die ausgestaltet ist, * basierend auf einer Signalstärke und/oder Laufzeitmessung des jeweiligen Signals (13) eine jeweilige Distanz (d1, d2, d3, d4) zu jeder der mindestens drei Antennen (14) zu ermitteln, und * mithilfe einer Triangulation basierend auf den jeweils ermittelten Distanzen (d1, d2, d3, d4) eine Position der Sende- Empfangseinheit (12) zu ermitteln und * in Abhängigkeit von der Position der Sende-Empfangseinheit (12) ein Steuerungssignal für das Fahrzeug (10) zum Manövrieren des Fahrzeugs (10) zu dem vorgegebenen Bereich (24) um die Ladestation (18) zu erzeugen.A radio device (20) for a vehicle (10) for at least partially autonomous maneuvering of the vehicle (10) in a predetermined charging area (22) to a predetermined area (24) about a charging station (18) - A transceiver unit (12) for the vehicle (10), which is configured, depending on a signal (13) between an interface (21) of the transceiver unit (12) of the vehicle (10) and at least three antennas (14) the loading area (22), a control unit (16) which is designed * based on a signal strength and / or transit time measurement of the respective signal (13) to determine a respective distance (d1, d2, d3, d4) to each of the at least three antennas (14), and * Using a triangulation based on the determined distances (d1, d2, d3, d4) to determine a position of the transceiver unit (12) and * depending on the position of the transceiver unit (12) to generate a control signal for the vehicle (10) for maneuvering the vehicle (10) to the predetermined area (24) about the charging station (18).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11912150B1 (en) 2022-09-07 2024-02-27 STEER-Tech, LLC Apparatus and methods for autonomously controlling vehicles for charging
DE102022127904A1 (en) 2022-10-21 2024-05-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for approaching a vehicle to a charging device, vehicle and charging device

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