WO2016055245A1 - Control device for positioning a vehicle, vehicle, charging station, and method - Google Patents

Control device for positioning a vehicle, vehicle, charging station, and method Download PDF

Info

Publication number
WO2016055245A1
WO2016055245A1 PCT/EP2015/071157 EP2015071157W WO2016055245A1 WO 2016055245 A1 WO2016055245 A1 WO 2016055245A1 EP 2015071157 W EP2015071157 W EP 2015071157W WO 2016055245 A1 WO2016055245 A1 WO 2016055245A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
charging coil
reference mark
control device
coil
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/071157
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ahmet Kilic
Steffen Eppler
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2016055245A1 publication Critical patent/WO2016055245A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/35Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • B60L53/36Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles by positioning the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/35Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • B60L53/37Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles using optical position determination, e.g. using cameras
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations

Definitions

  • Control device for positioning a vehicle, vehicle, charging station and method
  • the present invention relates to a control device for positioning a vehicle, a corresponding vehicle, a corresponding charging station and a method for positioning a vehicle.
  • an inductive charging process can also be carried out.
  • no intervention by a vehicle user is required to perform the charging because, for example, no cables need to be plugged.
  • inductive charging offers protection against the effects of the weather and vandalism.
  • the inductive charging is based on the transformer principle, wherein typically the primary coil of the transformer is either embedded in the street floor or formed as a bottomed charge plate and is connected by means of suitable electronics to the power grid.
  • the secondary coil of the transformer is typically firmly integrated in the underbody of the vehicle and in turn connected by means of suitable electronics with the energy storage in the vehicle.
  • the primary coil generates a high-frequency alternating magnetic field, which penetrates the secondary coil and induces a corresponding current there. Since, on the one hand, the transmittable power scales linearly with the switching frequency, and on the other hand the switching frequency is limited by the control electronics and losses in the transmission path, a typical frequency range of 20-150 kHz results, see also VDE 2122.
  • Inductive charging therefore requires precise positioning of the coil in order to minimize energy transfer losses.
  • WO 2014029439 A1 shows a charging device for the inductive charging of a vehicle battery, in which the vehicle-mounted coil is movably suspended in order to position it optimally.
  • the present invention discloses a control device having the features of claim 1, a vehicle having the features of patent claim 8, a charging station having the features of patent claim 9 and a method having the features of patent claim 10.
  • a control device for positioning a vehicle with a secondary charging coil in a charging station with a primary charging coil and with a reference marking with a position detection device, which is designed to detect the position of the reference marking, with a computing device, which is designed to have a relative position
  • a charging station is provided with a primary charging coil, which is coupled to a power source, and with a reference marking, which is arranged in a predetermined relative position to the primary charging coil.
  • a method of positioning a vehicle having a secondary charging coil in a charging station with a primary charging coil and having a reference mark comprising detecting the position of the reference mark, calculating a relative position of the secondary charging coil to the primary charging coil based on the detected position of the reference mark, and controlling the vehicle based on the calculated relative position such that the distance between the primary charging coil and the secondary charging coil is minimized.
  • the finding underlying the present invention is that a precise positioning of the vehicle in a charging station for an inductive charging of the vehicle by a driver without support is difficult to carry out.
  • the idea underlying the present invention is now to take this knowledge into account and to provide a possibility to assist a driver in positioning the vehicle or to remove the positioning of the vehicle from it.
  • the present invention provides a control device for positioning the vehicle.
  • a position detection device of the control device detects the position of a reference mark mounted in the charging station. Based on this detected position, a relative position of a secondary charging coil mounted in the vehicle against a primary charging coil located in the charging station is calculated and sent to a
  • Vehicle control device forwarded.
  • the vehicle controller then controls the vehicle based on the calculated relative position such that the distance between the primary charge coil and the secondary charge coil is minimized.
  • This reference mark may be e.g. be an optical symbol or the like.
  • the present invention thus enables a very simple and exact positioning of the vehicle in a charging station.
  • the position detection device is embodied as a wireless position detection device, in particular an RFID-based and / or NFC-based and / or WLAN-based and / or Bluetooth-based position detection device.
  • a wireless position detection device in particular an RFID-based and / or NFC-based and / or WLAN-based and / or Bluetooth-based position detection device.
  • the position detection device has at least one camera, in particular a stereo camera and / or near-real camera. This allows use of simple optical reference marks.
  • existing cameras in the vehicle for example a lane departure warning, can be used to detect the reference mark.
  • the computing device is configured to calculate the relative position of the secondary charging coil relative to the primary charging coil further based on predetermined first geometric data identifying the position of the reference mark to the primary charging coil and predetermined second geometric data identifying the position of the secondary charging coil in the vehicle. This allows a very simple, e.g. vector-based calculation of the relative position of the secondary charging coil relative to the primary charging coil.
  • the control device has a communication interface, which is coupled to the computing device and is designed to exchange position data with the charging station.
  • the computing device is configured to query the position of the reference marking relative to the primary charging coil via the communication interface, wherein the computing device has a geometry memory configured to store the position of the reference mark to the primary charging coil as the first geometry data, and wherein the computing device is configured to calculate the relative position of the secondary charging coil relative to the Primärladespule based on the detected position of the reference mark and the stored first geometry data.
  • the communication interface is designed to retrieve information about the type and shape of the reference mark from the charging station and forward it to the computing device.
  • control device can be used in different charging stations, which can have different reference markings.
  • control device has an identification interface that is configured to identify the vehicle with respect to the charging station. As a result, it is possible, for example, to display a vehicle position of a searched vehicle in parking lots having a plurality of charging stations on a display panel, or to carry out an automatic billing of the charging process.
  • the vehicle control device is designed as a display device, which is designed to indicate, based on the calculated relative position, in which direction the primary coil is positioned with respect to the vehicle. Thereby, a driver can be assisted in the positioning of the vehicle, if he wants to control the vehicle itself.
  • the vehicle control device is configured to forward control signals to an electronic vehicle system of the vehicle, which is designed to control the movement of the vehicle.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a control device according to the invention
  • FIG. 2 shows a block diagram of an embodiment of a vehicle according to the invention
  • 3 shows a flow chart of an embodiment of a method according to the invention
  • FIG. 4 shows an illustration of an embodiment of a vehicle according to the invention and of a charging station according to the invention
  • FIG. 5 shows an illustration of an embodiment of a vehicle according to the invention and a charging station according to the invention.
  • Fig. 6 is an illustration of an embodiment of a vehicle according to the invention and a charging station according to the invention.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a control device 1 according to the invention for a vehicle 2 with a secondary charging coil 3 for positioning the vehicle 2 in a charging station 4 with a primary charging coil 5 and a reference marking 6.
  • the control device 1 has a position detection device 7, which detects a position 8 of a reference mark 6 (not shown in FIG. 1) and provides it to a computing device 9.
  • the computing device 9 calculates from this detected position 8 a relative position 10 of the secondary charging coil 3 to the primary charging coil 5.
  • a vehicle control device 1 1 controls the vehicle based on the calculated relative position 10 such that the distance of the primary charging coil 5 to the secondary charging coil 3 is minimized ,
  • the position detection means 7 can be embodied, for example, as a logic module, a processor, a microcontroller or the like, which can process a camera signal, for example, and position 8 of the reference signal from the camera signal. mark 6 based eg on image processing and object recognition algorithms.
  • the position detection device 7 can also perform a different type of position detection instead of an optical position detection.
  • the position detection device 7 can perform a wireless electronic position detection.
  • the position detection device 7 may be e.g. Use RFID or NFC tags or signals.
  • the position detection device 7 can also use WLAN, Bluetooth signals or the like.
  • the computing device 9 may be formed in one embodiment as a suitable logic device, processor, microcontroller or the like, which can perform the necessary calculations.
  • the position detecting device 7 and the secondary charging coil 3 can perform the calculations in a vehicle-fixed coordinate system originating at a fixed point of the vehicle 2, e.g. the position of the secondary charging coil 3, has. This enables a very simple vector-based calculation of the relative position 10 by the computing device 9.
  • the vehicle control device 1 1 of the control device 1 is configured to communicate with and transmit to the vehicle electronic system 19 the relative position 10 or control signals 17 that cause the electronic vehicle system 19 to control the vehicle 2 in accordance with the control signals 17 to steer.
  • the vehicle control device 1 1 can also be embodied as a separate vehicle control device, which can actuate actuators for setting the wheels of the vehicle 2 and can control an acceleration and braking of the vehicle 2.
  • the vehicle control device 1 1 can be coupled, for example via a vehicle bus of the vehicle 2, for example a CAN bus or a FlexRay bus, to an engine control unit or the control unit of an electronic steering system.
  • the position detection device 7 and / or the computing device 9 and / or the vehicle control device 11 may be embodied as a program module of a vehicle control device already present in the vehicle 2 and executed by a processor of the vehicle control device.
  • the vehicle controller may be an AUTOSAR based vehicle controller that executes the program module as one of many tasks.
  • FIG. 2 shows a block diagram of an embodiment of a vehicle 2 according to the invention with a control device 1 according to the invention (not shown separately) and a secondary coil 3.
  • the control device 1 in the vehicle 2 has a camera 13 that is coupled to the position detection device 7 and that provides a camera image 20.
  • the position detection device 7 calculates the position 8 of the reference mark 6 from the camera image 20 and forwards it to the computing device 9.
  • the computing device 9 in FIG. 2 has a geometry memory 21, in which the computing device 9 stores first geometry data 14 and second geometry data 15.
  • the first geometry data 14 and second geometry data 15 may be e.g. be set in the manufacture of the control device 1 or stored in a configuration of the control device 1 in a vehicle 2 as a parameter data set in the geometry memory 21.
  • the computing device 9 is further coupled to a communication section 16-1 of the control device 1, via which the computing device 9 stores the first geometry data 14 from an external data memory, e.g. a arranged in the charging station 4 data storage can retrieve. These retrieved first geometry data 14 can also be stored in the geometry memory 21 and used for the positioning of the vehicle 2 in a corresponding charging station 4.
  • an external data memory e.g. a arranged in the charging station 4 data storage can retrieve.
  • These retrieved first geometry data 14 can also be stored in the geometry memory 21 and used for the positioning of the vehicle 2 in a corresponding charging station 4.
  • the computing device 9 calculates the relative position 10 of the secondary coil 3 to the primary coil 5 of the charging station 4 and outputs it to the vehicle control device 11.
  • the vehicle control device 1 1 is exemplarily coupled to the front wheels of the vehicle 2. This connection is merely an illustration of a control option of the vehicle control device 1 1.
  • the vehicle control device 1 1 can control the movement of the vehicle 2 in the direction and also the acceleration or braking of the vehicle 2. In an embodiment, this can be done directly by suitable actuators coupled to the vehicle control device 11. Alternatively, this can also be done indirectly. In this case, the vehicle control device 1 1 transmits control signals 17, for example via a vehicle bus of the vehicle 2, to further control devices of the vehicle 2, which take over the actual activation of the actuators.
  • FIG. 2 also shows a display device 18, which likewise receives the relative position 10 from the computing device 9.
  • the display device 18 merely displays by way of example a pictogram of a vehicle 2 and an arrow indicating the direction in which the vehicle 2 is to be moved.
  • the display device 18 when the display device 18 is shown in FIG. 2 as a separate display device 18, it may be used in other embodiments, e.g. be already present in the vehicle 2 display device 2.
  • the relative position 10 may be communicated to an HMI (human machine interface) controller of the vehicle 2 and the HMI controller will display a direction indicator on its screen.
  • HMI human machine interface
  • FIG. 3 shows a flow chart of an embodiment of a method according to the invention for positioning a vehicle 2 with a secondary charging coil 3 in a charging station 4 with a primary charging coil 5 and with a reference marking 6.
  • the method provides the detection S1 of the position 8 of the reference mark 6. From the detected position 8, a relative position 10 of the secondary charging coil 3 relative to the primary charging coil 5 is calculated, S2. Finally, the vehicle 2 is controlled based on the calculated relative position 10 such that the distance 12 between the primary charging coil 5 and the secondary charging coil 3 is minimized.
  • Detecting S1 of position 8 can take place in different ways.
  • the detection S1 can be performed wirelessly, in particular RFID-based and / or NFC-based and / or WLAN-based and / or Bluetooth-based.
  • you can the detection S1 can also be performed optically, for example by means of a camera (13, 13-1 - 13-6) and / or a stereo camera and / or a near-real camera.
  • predetermined first geometric data 14 indicative of the position of the reference mark 6 to the primary charging coil 5 and predetermined second geometric data 15 indicative of the position of the secondary charging coil 3 in the vehicle 2 can be obtained in calculating S2 the relative position 10 of the secondary charging coil 3 Primary charging coil 5 can be used.
  • the detected camera image can be used to deduce the exact position of the reference mark 6 and thus the primary charging coil 5 with respect to the secondary coil 3.
  • the method may include exchanging position data with the charging station 4. Furthermore, information about the type and shape of the reference mark 6 can also be exchanged. For example, it is possible to query from the charging station 4 whether the reference marking 6 is an optical reference mark 6 or an electrical reference mark 6.
  • the method may also provide in one embodiment that the first geometry data 14 are not fixed.
  • the first geometry data 14 may be e.g. are queried by the charging station 4 via WLAN or Bluetooth or the like and the queried first geometry data 14 are used in calculating S2 of the relative position 10.
  • control S3 of the vehicle 2 can be done in different ways.
  • the driver of the vehicle 2 can only be shown in which direction he has to steer the vehicle 2.
  • the vehicle 2 can also be controlled autonomously.
  • Control signals 17 are forwarded to an electronic vehicle system 19 of the vehicle 2, which is designed to control the movement of the vehicle 2.
  • a teilautonome driving, in which the driver, for example. even the accelerator pedal and the brake pedal are actuated.
  • FIGs. 4 to 6 show illustrations of an embodiment of a vehicle 2 according to the invention and a charging station 4 according to the invention in different positions relative to one another.
  • the vehicle 2 is furthest away from the charging station 4.
  • FIG. 5 the vehicle 2 has already approached the charging station 4 so far that the vehicle 2 is approximately halfway in the charging station 4.
  • FIG. 6 the vehicle 2 has finally reached its charging position in the charging station 4.
  • the charging station 4 has in FIGS. 4-6 a primary charging coil 5 and a reference mark 6, which is arranged at a predetermined distance in the X direction and Y direction to the primary charging coil 5.
  • the reference mark 6 may be e.g. in the X direction 1 m and in the Y direction also 1 m away from the primary charging coil 5, e.g. the center of the primary charging coil 5, be arranged.
  • the charging station 4 also has a communication interface 16-2, which is in communicative communication with the communication interface 16-1 of the vehicle 2.
  • the vehicle 2 of Figs. 4 to 6 has six cameras 13-1 - 13-6, which are respectively arranged at the corners of the vehicle 2 and laterally in the center of the vehicle 2.
  • these cameras 13-1 - 13-6 may be the cameras 13-1 - 13-6 of a surround view system which is arranged in the vehicle 2. For detecting the position 8 of the reference mark 6, therefore, no further sensors need to be mounted in the vehicle 2.
  • control device 1 is shown in Figs. 4 to 6 for the sake of clarity not shown. It is understood, however, that the vehicle 2 of Figs. FIGS. 4-6 show a control device 1 according to the invention according to one of the illustrated embodiments.
  • the position detection device 7 are activated and try to detect the reference mark 6. This can e.g. from a distance of 30m - 40m to the charging station 4. The distance may e.g. be determined by means of a navigation system of the vehicle 2.
  • a positive X value means that the vehicle 2 has to be moved forward.
  • a negative X value means that the vehicle 2 has to be moved backwards.
  • a positive Y value means that the vehicle 2 must be moved to the right and a negative Y value that the vehicle 2 must be moved to the left.
  • the relative position 10 is therefore indicated in a coordinate system which originates in the vehicle 2 and whose X-axis extends in the longitudinal direction of the vehicle 2 and its Y-axis in the transverse direction of the vehicle 2.
  • the position 8 of the reference mark 6 may be standardized in one embodiment. In such an embodiment, it is not necessary for the control device 1 to inquire information about the position of the reference mark 6 in the loading station 4 from the loading station 4, since this standardized position is e.g. can be stored in a non-volatile memory of the control device 1.
  • the control device 1 can query via the communication interface 16-1 from the charging station 4, the relative position of the reference mark 6 to the primary charging coil 5 and considered in the calculations of the relative position 10.
  • the vehicle 2 of the charging station 4 has already been fed and is already half in the charging station 4.
  • the distance in the X direction is indicated as 1 m and the distance in the Y direction as -1 m.
  • the primary charging coil 5 is disposed directly under the secondary charging coil 3. Consequently, the distance in the X direction is indicated by 0m and the distance in the Y direction by 0m.
  • the reference mark 6 can be arranged in the charging station 4 in any desired arrangement to the primary charging coil 5. For example, it may be arranged in the vicinity of or opposite to or laterally of the primary charging coil 5.
  • Not in Figs. 1-6 is the connection of the primary charging coil 5 to a power grid, from which the primary charging coil 5 is supplied with electrical energy.
  • a corresponding control electronics is provided which takes over the supply of the primary charging coil 5.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

The invention relates to a control device for positioning a vehicle having a secondary charging coil in a charging station having a primary charging coil and having a reference marking, said control device comprising a position-sensing apparatus, which is designed to sense the position of the reference marking, a computing apparatus, which is designed to compute a relative position of the secondary charging coil in relation to the primary charging coil on the basis of the sensed position of the reference marking, and a vehicle control apparatus, which is designed to control the vehicle on the basis of the computed relative position in such a way that the distance between the primary charging coil and the secondary charging coil is minimized. The invention further relates to a vehicle, to a charging station, and to a method.

Description

Beschreibung Titel  Description title
Steuervorrichtung zur Positionierung eines Fahrzeugs, Fahrzeug, Ladestation und Verfahren  Control device for positioning a vehicle, vehicle, charging station and method
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung zur Positionierung eines Fahrzeugs, ein entsprechendes Fahrzeug, eine entsprechende Ladestation und ein Verfahren zum Positionieren eines Fahrzeugs. The present invention relates to a control device for positioning a vehicle, a corresponding vehicle, a corresponding charging station and a method for positioning a vehicle.
Stand der Technik State of the art
In modernen Fahrzeugen werden immer häufiger Elektromotoren als Antriebsmotoren entweder alleine oder als Unterstützung eines Verbrennungsmotors eingesetzt. Um ausreichend elektrische Energie zum Antrieb dieser Elektromotoren mitführen zu können, weisen solche Fahrzeuge einen Energiespeicher auf, der z.B. an einer Ladestation geladen wird, bevor eine Fahrt mit dem Fahrzeug beginnt. Dabei kann eine kabelbasierte Verbindung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation hergestellt werden, um elektrische Energie von der Ladestation in den Energiespeicher zu übertragen. In modern vehicles, more and more electric motors are used as drive motors either alone or as support of an internal combustion engine. In order to be able to carry sufficient electrical energy for driving these electric motors, such vehicles have an energy store, which is e.g. is charged at a charging station before starting to drive the vehicle. In this case, a cable-based connection between the vehicle and the charging station can be made to transfer electrical energy from the charging station in the energy storage.
Alternativ kann auch ein induktives Ladeverfahren durchgeführt werden. Bei einem induk- tiven Ladevorgang ist kein Eingreifen eines Fahrzeugnutzers nötig, um den Ladevorgang durchzuführen, da z.B. keine Kabel gesteckt werden müssen. Ferner bietet das induktive Laden Schutz vor Witterungseinflüssen und Vandalismus. Alternatively, an inductive charging process can also be carried out. In an inductive charging process, no intervention by a vehicle user is required to perform the charging because, for example, no cables need to be plugged. In addition, inductive charging offers protection against the effects of the weather and vandalism.
Das induktive Laden basiert auf dem Transformatorprinzip, wobei typischerweise die Pri- märspule des Transformators entweder im Straßenboden eingelassen oder als auf den Boden aufgelegte Ladeplatte ausgeformt ist und mittels einer geeigneten Elektronik mit dem Stromnetz verbunden ist. Die Sekundärspule des Transformators ist typischerweise fest im Unterboden des Fahrzeugs integriert und ihrerseits mittels geeigneter Elektronik mit dem Energiespeicher in dem Fahrzeug verbunden. Zur Energieübertragung erzeugt die Primärspule ein hochfrequentes magnetisches Wechselfeld, das die Sekundärspule durchdringt und dort einen entsprechenden Strom induziert. Da einerseits die übertragbare Leistung linear mit der Schaltfrequenz skaliert, andererseits die Schaltfrequenz durch die Ansteuerungselektronik und Verluste im Über- 5 tragungspfad begrenzt ist, ergibt sich ein typischer Frequenzbereich von 20 - 150 kHz, siehe auch VDE 2122. The inductive charging is based on the transformer principle, wherein typically the primary coil of the transformer is either embedded in the street floor or formed as a bottomed charge plate and is connected by means of suitable electronics to the power grid. The secondary coil of the transformer is typically firmly integrated in the underbody of the vehicle and in turn connected by means of suitable electronics with the energy storage in the vehicle. For energy transfer, the primary coil generates a high-frequency alternating magnetic field, which penetrates the secondary coil and induces a corresponding current there. Since, on the one hand, the transmittable power scales linearly with the switching frequency, and on the other hand the switching frequency is limited by the control electronics and losses in the transmission path, a typical frequency range of 20-150 kHz results, see also VDE 2122.
Da die Energieübertragung induktiv über den Luftspalt zwischen den zwei Spulen erfolgt, muss eine möglichst hohe Kopplung zwischen den beiden Spulen erreicht werden, um ei- 10 ne möglichst hoch effiziente Energieübertragung zu realisieren. Dies kommt einer Minimierung des Streufelds gleich. Mit zunehmendem Versatz zwischen den Spulen steigen allerdings die Verluste und der Wirkungsgrad wird reduziert. Since the energy transfer takes place inductively via the air gap between the two coils, the highest possible coupling between the two coils must be achieved in order to realize a highly efficient energy transfer. This is equivalent to minimizing the stray field. However, as the offset between the coils increases, the losses increase and the efficiency is reduced.
Beim induktiven Laden ist folglich die exakte Positionierung der Spule wichtig, um die Verl s luste bei der Energieübertragung zu minimieren. Inductive charging therefore requires precise positioning of the coil in order to minimize energy transfer losses.
Die WO 2014029439 A1 zeigt eine Ladeeinrichtung zum induktiven Laden einer Fahrzeugbatterie, bei welcher die fahrzeugseitige Spule beweglich aufgehängt ist, um diese optimal positionieren zu können. WO 2014029439 A1 shows a charging device for the inductive charging of a vehicle battery, in which the vehicle-mounted coil is movably suspended in order to position it optimally.
20  20
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung offenbart eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen des Pa- 25 tentanspruchs 1 , ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8, eine Ladestation mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10. The present invention discloses a control device having the features of claim 1, a vehicle having the features of patent claim 8, a charging station having the features of patent claim 9 and a method having the features of patent claim 10.
30 Demgemäß ist vorgesehen: 30 Accordingly, it is provided:
Eine Steuervorrichtung zur Positionierung eines Fahrzeugs mit einer Sekundärladespule in einer Ladestation mit einer Primärladespule und mit einer Referenzmarkierung, mit einer Positionserfassungseinrichtung, welche ausgebildet ist, die Position der Referenzmar- 35 kierung zu erfassen, mit einer Recheneinrichtung, welche ausgebildet ist, eine relativeA control device for positioning a vehicle with a secondary charging coil in a charging station with a primary charging coil and with a reference marking, with a position detection device, which is designed to detect the position of the reference marking, with a computing device, which is designed to have a relative position
Position der Sekundärladespule gegenüber der Primärladespule basierend auf der erfass- ten Position der Referenzmarkierung zu berechnen, und mit einer Fahrzeugsteuereinrichtung, welche ausgebildet ist, das Fahrzeug basierend auf der berechneten relativen Position derart zu steuern, dass der Abstand zwischen der Primärladespule und der Sekundärladespule minimiert wird. Position of the secondary charging coil relative to the primary charging coil based on the detected ten position of the reference mark, and with a vehicle control device, which is configured to control the vehicle based on the calculated relative position such that the distance between the primary charging coil and the secondary charging coil is minimized.
Ferner ist vorgesehen: It is also provided:
Ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung und mit einem elektronischen Fahrzeugsystem, welches mit der Steuervorrichtung gekoppelt ist und welches ausgebildet ist, das Fahrzeug basierend auf von der Steuervorrichtung ausgegebenen Steuersignalen zu steuern. A vehicle with a control device according to the invention and with an electronic vehicle system, which is coupled to the control device and which is configured to control the vehicle based on control signals output by the control device.
Ferner ist vorgesehen: Eine Ladestation mit einer Primärladespule, welche mit einer Energiequelle gekoppelt ist, und mit einer Referenzmarkierung, die in einer vorgegebenen relativen Position zu der Primärladespule angeordnet ist. Furthermore, a charging station is provided with a primary charging coil, which is coupled to a power source, and with a reference marking, which is arranged in a predetermined relative position to the primary charging coil.
Schließlich ist vorgesehen: Finally, it is planned:
Ein Verfahren zum Positionieren eines Fahrzeugs mit einer Sekundärladespule in einer Ladestation mit einer Primärladespule und mit einer Referenzmarkierung, aufweisend Erfassen der Position der Referenzmarkierung, Berechnen einer relativen Position der Sekundärladespule gegenüber der Primärladespule basierend auf der erfassten Position der Referenzmarkierung, und Steuern des Fahrzeugs basierend auf der berechneten relativen Position derart, dass der Abstand zwischen der Primärladespule und der Sekundärladespule minimiert wird. A method of positioning a vehicle having a secondary charging coil in a charging station with a primary charging coil and having a reference mark, comprising detecting the position of the reference mark, calculating a relative position of the secondary charging coil to the primary charging coil based on the detected position of the reference mark, and controlling the vehicle based on the calculated relative position such that the distance between the primary charging coil and the secondary charging coil is minimized.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass ein exaktes Positionieren des Fahrzeugs in einer Ladestation für ein induktives Laden des Fahrzeugs durch einen Fahrer ohne Unterstützung nur schwer durchführbar ist. Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht nun darin, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine Möglichkeit vorzusehen, einen Fahrer bei der Positionierung des Fahrzeugs zu unterstützen oder ihm die Positionierung des Fahrzeugs abzunehmen. The finding underlying the present invention is that a precise positioning of the vehicle in a charging station for an inductive charging of the vehicle by a driver without support is difficult to carry out. The idea underlying the present invention is now to take this knowledge into account and to provide a possibility to assist a driver in positioning the vehicle or to remove the positioning of the vehicle from it.
Dazu sieht die vorliegende Erfindung eine Steuervorrichtung zur Positionierung des Fahrzeugs vor. For this purpose, the present invention provides a control device for positioning the vehicle.
Eine Positionserfassungseinrichtung der Steuervorrichtung erfasst dabei die Position ei- ner in der Ladestation angebrachten Referenzmarkierung. Basierend auf dieser erfassten Position wird eine relative Position einer in dem Fahrzeug angebrachten Sekundärladespule gegenüber einer in der Ladestation befindlichen Primärladespule berechnet und an eine A position detection device of the control device detects the position of a reference mark mounted in the charging station. Based on this detected position, a relative position of a secondary charging coil mounted in the vehicle against a primary charging coil located in the charging station is calculated and sent to a
Fahrzeugsteuereinrichtung weitergeleitet. Die Fahrzeugsteuereinrichtung steuert darauf- hin das Fahrzeug basierend auf der berechneten relativen Position derart, dass der Abstand zwischen der Primärladespule und der Sekundärladespule minimiert wird.  Vehicle control device forwarded. The vehicle controller then controls the vehicle based on the calculated relative position such that the distance between the primary charge coil and the secondary charge coil is minimized.
Erfindungsgemäß muss in der Ladestation also lediglich eine von der Positionserfassungseinrichtung erfassbare Referenzmarkierung angebracht werden. Diese Referenz- markierung kann z.B. ein optisches Symbol oder dergleichen sein. According to the invention, therefore, only one reference mark detectable by the position detection device has to be applied in the loading station. This reference mark may be e.g. be an optical symbol or the like.
Es sind also keine baulichen Veränderungen an der Ladestation notwendig. So there are no structural changes to the charging station necessary.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht folglich eine sehr einfache und exakte Positionie- rung des Fahrzeugs in einer Ladestation. The present invention thus enables a very simple and exact positioning of the vehicle in a charging station.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren. In einer Ausführungsform ist die Positionserfassungseinrichtung als eine drahtlose Positionserfassungseinrichtung, insbesondere eine RFID-basierte und/oder NFC-basierte und/oder WLAN-basierte und/oder Bluetooth-basierte Positionserfassungseinrichtung, ausgebildet. Dies ermöglicht es bekannte Verfahren zur Datenübertragung mit der Positionserfassung zu kombinieren und eventuell im Fahrzeug bereits vorhandene Kommunika- tionsschnittstellen wiederzuverwenden. In einer Ausführungsform weist die Positionserfassungseinrichtung mindestens eine Kamera, insbesondere eine Stereokamera und/oder Near Real Kamera, auf. Dies ermöglicht eine Verwendung einfacher optischer Referenzmarkierungen. Ferner können bereits in dem Fahrzeug vorhandene Kameras, z.B. eines Spurhalteassistenten, zur Erfassung der Referenzmarkierung verwendet werden. Advantageous embodiments and further developments emerge from the dependent claims and from the description with reference to the figures. In one embodiment, the position detection device is embodied as a wireless position detection device, in particular an RFID-based and / or NFC-based and / or WLAN-based and / or Bluetooth-based position detection device. This makes it possible to combine known methods for data transmission with position detection and to reuse possibly existing communication interfaces in the vehicle. In one embodiment, the position detection device has at least one camera, in particular a stereo camera and / or near-real camera. This allows use of simple optical reference marks. Furthermore, existing cameras in the vehicle, for example a lane departure warning, can be used to detect the reference mark.
In einer Ausführungsform ist die Recheneinrichtung ausgebildet, die relative Position der Sekundärladespule gegenüber der Primärladespule ferner basierend vorgegebenen ersten Geometriedaten, welche die Position der Referenzmarkierung zu der Primärladespule kennzeichnen, und vorgegebenen zweiten Geometriedaten, welche die Position der Sekundärladespule in dem Fahrzeug kennzeichnen, zu berechnen. Dies ermöglicht eine sehr einfache, z.B. vektorbasierte, Berechnung der relativen Position der Sekundärladespule gegenüber der Primärladespule. In einer Ausführungsform weist die Steuervorrichtung eine Kommunikationsschnittstelle auf, welche mit der Recheneinrichtung gekoppelt ist und ausgebildet ist, Positionsdaten mit der Ladestation auszutauschen. In one embodiment, the computing device is configured to calculate the relative position of the secondary charging coil relative to the primary charging coil further based on predetermined first geometric data identifying the position of the reference mark to the primary charging coil and predetermined second geometric data identifying the position of the secondary charging coil in the vehicle. This allows a very simple, e.g. vector-based calculation of the relative position of the secondary charging coil relative to the primary charging coil. In one embodiment, the control device has a communication interface, which is coupled to the computing device and is designed to exchange position data with the charging station.
In einer Ausführungsform ist die Recheneinrichtung ausgebildet, über die Kommunikati- onsschnittstelle die Position der Referenzmarkierung gegenüber der Primärladespule abzufragen, wobei die Recheneinrichtung einen Geometriespeicher aufweist, welcher ausgebildet ist, die Position der Referenzmarkierung zu der Primärladespule als erste Geometriedaten zu speichern, und wobei die Recheneinrichtung ausgebildet ist, die relative Position der Sekundärladespule gegenüber der Primärladespule basierend auf der erfass- ten Position der Referenzmarkierung und den gespeicherten ersten Geometriedaten zu berechnen. Dadurch wird es möglich, die erfindungsgemäße Steuervorrichtung mit unterschiedlichen Ladestationen zu verwenden, bei welchen die Position der Referenzmarkierung gegenüber der Primärladespule unterschiedlich ist. In einer Ausführungsform ist die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist, Informationen über die Art und Form der Referenzmarkierung von der Ladestation abzurufen und der Recheneinrichtung weiterzuleiten. Dadurch kann die erfindungsgemäße Steuervorrichtung in unterschiedlichen Ladestationen eingesetzt werden, die unterschiedliche Referenzmarkierungen aufweisen können. In einer Ausführungsform weist Steuervorrichtung eine Identifikationsschnittstelle auf, welche ausgebildet ist, das Fahrzeug gegenüber der Ladestation zu identifizieren. Dadurch kann z.B. auf Parkplätzen mit einer Vielzahl von Ladestationen an einer Anzeigetafel eine Fahrzeugposition eines gesuchten Fahrzeugs angezeigt werden oder eine auto- matische Abrechnung des Ladevorgangs durchgeführt werden. In one embodiment, the computing device is configured to query the position of the reference marking relative to the primary charging coil via the communication interface, wherein the computing device has a geometry memory configured to store the position of the reference mark to the primary charging coil as the first geometry data, and wherein the computing device is configured to calculate the relative position of the secondary charging coil relative to the Primärladespule based on the detected position of the reference mark and the stored first geometry data. This makes it possible to use the control device according to the invention with different charging stations, in which the position of the reference marking relative to the primary charging coil is different. In one embodiment, the communication interface is designed to retrieve information about the type and shape of the reference mark from the charging station and forward it to the computing device. As a result, the control device according to the invention can be used in different charging stations, which can have different reference markings. In one embodiment, the control device has an identification interface that is configured to identify the vehicle with respect to the charging station. As a result, it is possible, for example, to display a vehicle position of a searched vehicle in parking lots having a plurality of charging stations on a display panel, or to carry out an automatic billing of the charging process.
In einer Ausführungsform ist die Fahrzeugsteuereinrichtung als Anzeigevorrichtung ausgebildet, welche ausgebildet ist, basierend auf der berechneten relativen Position anzuzeigen, in welcher Richtung die Primärspule gegenüber dem Fahrzeug positioniert ist. Dadurch kann ein Fahrer bei der Positionierung des Fahrzeugs unterstützt werden, wenn er das Fahrzeug selbst steuern will. In one embodiment, the vehicle control device is designed as a display device, which is designed to indicate, based on the calculated relative position, in which direction the primary coil is positioned with respect to the vehicle. Thereby, a driver can be assisted in the positioning of the vehicle, if he wants to control the vehicle itself.
In einer Ausführungsform ist die Fahrzeugsteuereinrichtung ausgebildet, Steuersignale an ein elektronisches Fahrzeugsystem des Fahrzeugs weiterzuleiten, welches ausgebildet ist, die Bewegung des Fahrzeugs zu steuern. In one embodiment, the vehicle control device is configured to forward control signals to an electronic vehicle system of the vehicle, which is designed to control the movement of the vehicle.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen. The above embodiments and developments can, if appropriate, combine with each other as desired. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention which have not been explicitly mentioned above or described below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei: The present invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawings. It shows:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung; 1 shows a block diagram of an embodiment of a control device according to the invention;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahr- zeugs; Fig. 3 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens; 2 shows a block diagram of an embodiment of a vehicle according to the invention; 3 shows a flow chart of an embodiment of a method according to the invention;
Fig. 4 eine Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs und einer erfindungsgemäßen Ladestation; 4 shows an illustration of an embodiment of a vehicle according to the invention and of a charging station according to the invention;
Fig. 5 eine Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs und einer erfindungsgemäßen Ladestation; und 5 shows an illustration of an embodiment of a vehicle according to the invention and a charging station according to the invention; and
Fig. 6 eine Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs und einer erfindungsgemäßen Ladestation. Fig. 6 is an illustration of an embodiment of a vehicle according to the invention and a charging station according to the invention.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts Anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden. In all figures, the same or functionally identical elements and devices - unless otherwise stated - have been given the same reference numerals.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 für ein Fahrzeug 2 mit einer Sekundärladespule 3 zur Positionierung des Fahrzeugs 2 in einer Ladestation 4 mit einer Primärladespule 5 und einer Referenzmarkierung 6. 1 shows a block diagram of an embodiment of a control device 1 according to the invention for a vehicle 2 with a secondary charging coil 3 for positioning the vehicle 2 in a charging station 4 with a primary charging coil 5 and a reference marking 6.
Die Steuervorrichtung 1 weist eine Positionserfassungseinnchtung 7 auf, welche eine Position 8 einer (in Fig. 1 nicht dargestellten) Referenzmarkierung 6 erfasst und einer Recheneinrichtung 9 bereitstellt. Die Recheneinrichtung 9 berechnet aus dieser erfassten Position 8 eine relative Position 10 der Sekundärladespule 3 zu der Primärladespule 5. Schließlich steuert eine Fahrzeugsteuereinrichtung 1 1 das Fahrzeug basierend auf der berechneten relativen Position 10 derart, dass der Abstand der Primärladespule 5 zu der Sekundärladespule 3 miniert wird. The control device 1 has a position detection device 7, which detects a position 8 of a reference mark 6 (not shown in FIG. 1) and provides it to a computing device 9. The computing device 9 calculates from this detected position 8 a relative position 10 of the secondary charging coil 3 to the primary charging coil 5. Finally, a vehicle control device 1 1 controls the vehicle based on the calculated relative position 10 such that the distance of the primary charging coil 5 to the secondary charging coil 3 is minimized ,
Die Positionserfassungseinnchtung 7 kann in einer Ausführungsform z.B. als ein Logikbaustein, ein Prozessor, Mikrocontroller oder dergleichen ausgebildet sein, der z.B. ein Kamerasignal verarbeiten kann und aus dem Kamerasignal die Position 8 der Referenz- markierung 6 basierend z.B. auf Bildverarbeitungs- und Objekterkennungsalgorithmen bestimmen kann. In one embodiment, the position detection means 7 can be embodied, for example, as a logic module, a processor, a microcontroller or the like, which can process a camera signal, for example, and position 8 of the reference signal from the camera signal. mark 6 based eg on image processing and object recognition algorithms.
Die Positionserfassungseinrichtung 7 kann aber anstelle einer optischen Positionserfas- sung auch eine andere Art der Positionserfassung durchführen. Beispielsweise kann die Positionserfassungseinrichtung 7 eine drahtlose elektronische Positionserfassung durchführen. Dazu kann die Positionserfassungseinrichtung 7 z.B. RFID oder NFC Tags bzw. Signale nutzen. Alternativ kann die Positionserfassungseinrichtung 7 auch WLAN, Bluetooth-Signale oder dergleichen nutzen. However, the position detection device 7 can also perform a different type of position detection instead of an optical position detection. For example, the position detection device 7 can perform a wireless electronic position detection. For this purpose, the position detection device 7 may be e.g. Use RFID or NFC tags or signals. Alternatively, the position detection device 7 can also use WLAN, Bluetooth signals or the like.
Auch die Recheneinrichtung 9 kann in einer Ausführungsform als ein geeigneter Logikbaustein, Prozessor, Mikrocontroller oder dergleichen ausgebildet sein, der die notwendigen Berechnungen durchführen kann. Beispielsweise können die Positionserfassungseinrichtung 7 und die Sekundärladespule 3 die Berechnungen in einem fahrzeugfesten Koordinatensystem durchführen, welches seinen Ursprung an einem festen Punkt des Fahrzeugs 2, z.B. der Position der Sekundärladespule 3, hat. Dies ermöglicht eine sehr einfache vektorbasierte Berechnung der relativen Position 10 durch die Recheneinrichtung 9. Also, the computing device 9 may be formed in one embodiment as a suitable logic device, processor, microcontroller or the like, which can perform the necessary calculations. For example, the position detecting device 7 and the secondary charging coil 3 can perform the calculations in a vehicle-fixed coordinate system originating at a fixed point of the vehicle 2, e.g. the position of the secondary charging coil 3, has. This enables a very simple vector-based calculation of the relative position 10 by the computing device 9.
In einer Ausführungsform ist die Fahrzeugsteuereinrichtung 1 1 der Steuervorrichtung 1 ausgebildet, mit einem elektronischen Fahrzeugsystem 19 des Fahrzeugs 2 zu kommunizieren und diesem die relative Position 10 oder Steuersignale 17 zu übermitteln, die das elektronische Fahrzeugsystem 19 veranlassen, das Fahrzeug 2 entsprechend der Steuer- Signale 17 zu steuern. In one embodiment, the vehicle control device 1 1 of the control device 1 is configured to communicate with and transmit to the vehicle electronic system 19 the relative position 10 or control signals 17 that cause the electronic vehicle system 19 to control the vehicle 2 in accordance with the control signals 17 to steer.
Die Fahrzeugsteuereinrichtung 1 1 kann in einer Ausführungsform auch als ein eigenes Fahrzeugsteuergerät ausgebildet sein, welches Aktuatoren zum Stellen der Räder des Fahrzeugs 2 ansteuern kann und ein Beschleunigen und Bremsen des Fahrzeugs 2 steu- ern kann. In one embodiment, the vehicle control device 1 1 can also be embodied as a separate vehicle control device, which can actuate actuators for setting the wheels of the vehicle 2 and can control an acceleration and braking of the vehicle 2.
Dazu kann die Fahrzeugsteuereinrichtung 1 1 z.B. über einen Fahrzeugbus des Fahrzeugs 2, z.B. einen CAN-Bus oder einen FlexRay-Bus, mit einem Motorsteuergerät bzw. dem Steuergerät einer elektronischen Lenkung gekoppelt sein. In einer Ausführungsform können die Positionserfassungseinnchtung 7 und/oder die Recheneinrichtung 9 und/oder die Fahrzeugsteuereinrichtung 1 1 als Programmmodul eines bereits in dem Fahrzeug 2 vorhandenen Fahrzeugsteuergeräts ausgebildet sein und von einem Prozessor des Fahrzeugsteuergeräts ausgeführt werden. Beispielsweise kann das Fahrzeugsteuergerät ein AUTOSAR basiertes Fahrzeugsteuergerät sein, welches das Programmmodul als einen von vielen Tasks ausführt. For this purpose, the vehicle control device 1 1 can be coupled, for example via a vehicle bus of the vehicle 2, for example a CAN bus or a FlexRay bus, to an engine control unit or the control unit of an electronic steering system. In one embodiment, the position detection device 7 and / or the computing device 9 and / or the vehicle control device 11 may be embodied as a program module of a vehicle control device already present in the vehicle 2 and executed by a processor of the vehicle control device. For example, the vehicle controller may be an AUTOSAR based vehicle controller that executes the program module as one of many tasks.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 2 mit einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 (nicht separat dargestellt) und einer Sekundärspule 3. 2 shows a block diagram of an embodiment of a vehicle 2 according to the invention with a control device 1 according to the invention (not shown separately) and a secondary coil 3.
Die Steuervorrichtung 1 in dem Fahrzeug 2 weist eine Kamera 13 auf, die mit der Positionserfassungseinnchtung 7 gekoppelt ist und dieser ein Kamerabild 20 bereitstellt. Aus dem Kamerabild 20 berechnet die Positionserfassungseinnchtung 7 die Position 8 der Re- ferenzmarkierung 6 und leitet diese an die Recheneinrichtung 9 weiter. The control device 1 in the vehicle 2 has a camera 13 that is coupled to the position detection device 7 and that provides a camera image 20. The position detection device 7 calculates the position 8 of the reference mark 6 from the camera image 20 and forwards it to the computing device 9.
Die Recheneinrichtung 9 in Fig. 2 weist einen Geometriespeicher 21 auf, in welchem die Recheneinrichtung 9 erste Geometriedaten 14 und zweite Geometriedaten 15 speichert. Die ersten Geometriedaten 14 und zweiten Geometriedaten 15 können z.B. bei der Her- Stellung der Steuervorrichtung 1 vorgegeben werden oder bei einem Einbau der Steuervorrichtung 1 in ein Fahrzeug 2 als Parameterdatensatz in dem Geometriespeicher 21 abgelegt werden. The computing device 9 in FIG. 2 has a geometry memory 21, in which the computing device 9 stores first geometry data 14 and second geometry data 15. The first geometry data 14 and second geometry data 15 may be e.g. be set in the manufacture of the control device 1 or stored in a configuration of the control device 1 in a vehicle 2 as a parameter data set in the geometry memory 21.
Die Recheneinrichtung 9 ist ferner mit einer Kommunikationsschnittelle 16-1 der Steuer- Vorrichtung 1 gekoppelt, über welche die Recheneinrichtung 9 die ersten Geometriedaten 14 von einem externen Datenspeicher, z.B. einem in der Ladestation 4 angeordneten Datenspeicher, abrufen kann. Diese abgerufenen ersten Geometriedaten 14 können ebenfalls in dem Geometriespeicher 21 gespeichert werden und für die Positionierung des Fahrzeugs 2 in einer entsprechenden Ladestation 4 genutzt werden. The computing device 9 is further coupled to a communication section 16-1 of the control device 1, via which the computing device 9 stores the first geometry data 14 from an external data memory, e.g. a arranged in the charging station 4 data storage can retrieve. These retrieved first geometry data 14 can also be stored in the geometry memory 21 and used for the positioning of the vehicle 2 in a corresponding charging station 4.
Die Recheneinrichtung 9 berechnet basierend auf der Position 8 der Referenzmarkierung 6 und den ersten Geometriedaten 14 und zweiten Geometriedaten 15 die relative Position 10 der Sekundärspule 3 zu der Primärspule 5 der Ladestation 4 und gibt diese an die Fahrzeugsteuereinrichtung 1 1 aus. In Fig. 2 ist die Fahrzeugsteuereinrichtung 1 1 beispielhaft mit den Vorderrädern des Fahrzeugs 2 gekoppelt. Diese Verbindung dient lediglich der Veranschaulichung einer Steuermöglichkeit der Fahrzeugsteuereinrichtung 1 1 . Dies bedeutet, dass die Fahrzeugsteuereinrichtung 1 1 die Bewegung des Fahrzeugs 2 der Richtung nach und auch die Be- schleunigung bzw. das Bremsen des Fahrzeugs 2 steuern kann. Dies kann in einer Ausführungsform direkt durch geeignete mit der Fahrzeugsteuereinrichtung 1 1 gekoppelt Aktoren geschehen. Alternativ kann dies aber auch indirekt erfolgen. In diesem Fall übermittelt die Fahrzeugsteuereinrichtung 1 1 Steuersignale 17 z.B. über einen Fahrzeugbus des Fahrzeugs 2 an weitere Steuergeräte des Fahrzeugs 2, welche die eigentliche An- Steuerung der Aktoren übernehmen. Based on the position 8 of the reference mark 6 and the first geometry data 14 and second geometry data 15, the computing device 9 calculates the relative position 10 of the secondary coil 3 to the primary coil 5 of the charging station 4 and outputs it to the vehicle control device 11. 2, the vehicle control device 1 1 is exemplarily coupled to the front wheels of the vehicle 2. This connection is merely an illustration of a control option of the vehicle control device 1 1. This means that the vehicle control device 1 1 can control the movement of the vehicle 2 in the direction and also the acceleration or braking of the vehicle 2. In an embodiment, this can be done directly by suitable actuators coupled to the vehicle control device 11. Alternatively, this can also be done indirectly. In this case, the vehicle control device 1 1 transmits control signals 17, for example via a vehicle bus of the vehicle 2, to further control devices of the vehicle 2, which take over the actual activation of the actuators.
In Fig. 2 ist ferner eine Anzeigevorrichtung 18 dargestellt, die ebenfalls die relative Position 10 von der Recheneinrichtung 9 erhält. Die Anzeigevorrichtung 18 zeigt dazu lediglich beispielhaft ein Piktogramm eines Fahrzeugs 2 und einen Pfeil an, der die Richtung an- zeigt, in welche das Fahrzeug 2 bewegt werden soll. FIG. 2 also shows a display device 18, which likewise receives the relative position 10 from the computing device 9. For this purpose, the display device 18 merely displays by way of example a pictogram of a vehicle 2 and an arrow indicating the direction in which the vehicle 2 is to be moved.
Auch, wenn die Anzeigevorrichtung 18 in Fig. 2 als separate Anzeigevorrichtung 18 dargestellt ist, kann diese in weiteren Ausführungen z.B. eine bereits in dem Fahrzeug 2 vorhandene Anzeigevorrichtung 2 sein. Beispielsweise kann die relative Position 10 an ein HMI-Steuergerät (Human Machine Interface) des Fahrzeugs 2 übermittelt werden und das HMI-Steuergerät gibt auf seinem Bildschirm eine Richtungsanzeige aus. Also, when the display device 18 is shown in FIG. 2 as a separate display device 18, it may be used in other embodiments, e.g. be already present in the vehicle 2 display device 2. For example, the relative position 10 may be communicated to an HMI (human machine interface) controller of the vehicle 2 and the HMI controller will display a direction indicator on its screen.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Positionieren eines Fahrzeugs 2 mit einer Sekundärladespule 3 in einer Lade- Station 4 mit einer Primärladespule 5 und mit einer Referenzmarkierung 6. 3 shows a flow chart of an embodiment of a method according to the invention for positioning a vehicle 2 with a secondary charging coil 3 in a charging station 4 with a primary charging coil 5 and with a reference marking 6.
Das Verfahren sieht das Erfassen S1 der Position 8 der Referenzmarkierung 6 vor. Aus der erfassten Position 8 wird eine relative Position 10 der Sekundärladespule 3 gegenüber der Primärladespule 5 berechnet, S2. Schließlich wird das Fahrzeug 2 basierend auf der berechneten relativen Position 10 derart gesteuert, S3, dass der Abstand 12 zwischen der Primärladespule 5 und der Sekundärladespule 3 minimiert wird. The method provides the detection S1 of the position 8 of the reference mark 6. From the detected position 8, a relative position 10 of the secondary charging coil 3 relative to the primary charging coil 5 is calculated, S2. Finally, the vehicle 2 is controlled based on the calculated relative position 10 such that the distance 12 between the primary charging coil 5 and the secondary charging coil 3 is minimized.
Das Erfassen S1 der Position 8 kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Beispielsweise kann das Erfassen S1 drahtlos, insbesondere RFID-basiert und/oder NFC-basiert und/oder WLAN-basiert und/oder Bluetooth-basiert, durchgeführt werden. Alternativ kann das Erfassen S1 auch optisch, z.B. mittels einer Kamera (13, 13-1 - 13-6) und/oder einer Stereokamera und/oder einer Near Real Kamera, durchgeführt werden. Detecting S1 of position 8 can take place in different ways. For example, the detection S1 can be performed wirelessly, in particular RFID-based and / or NFC-based and / or WLAN-based and / or Bluetooth-based. Alternatively, you can the detection S1 can also be performed optically, for example by means of a camera (13, 13-1 - 13-6) and / or a stereo camera and / or a near-real camera.
Ferner können vorgegebenen erste Geometriedaten 14, welche die Position der Refe- renzmarkierung 6 zu der Primärladespule 5 kennzeichnen, und vorgegebenen zweiten Geometriedaten 15, welche die Position der Sekundärladespule 3 in dem Fahrzeug 2 kennzeichnen beim Berechnen S2 der relativen Position 10 der Sekundärladespule 3 gegenüber der Primärladespule 5 genutzt werden. Dadurch kann von dem erfassten Kamerabild auf die exakte Position der Referenzmarkierung 6 und damit der Primärladespule 5 gegenüber der Sekundärspule 3 geschlossen werden. Further, predetermined first geometric data 14 indicative of the position of the reference mark 6 to the primary charging coil 5 and predetermined second geometric data 15 indicative of the position of the secondary charging coil 3 in the vehicle 2 can be obtained in calculating S2 the relative position 10 of the secondary charging coil 3 Primary charging coil 5 can be used. As a result, the detected camera image can be used to deduce the exact position of the reference mark 6 and thus the primary charging coil 5 with respect to the secondary coil 3.
In einer Ausführungsform kann das Verfahren das Austauschen von Positionsdaten mit der Ladestation 4 aufweisen. Ferner können auch Informationen über die Art und Form der Referenzmarkierung 6 ausgetauscht werden. Beispielsweise kann von der Ladestati- on 4 abgefragt werden, ob es sich bei der Referenzmarkierung 6 um eine optische oder um eine elektrische Referenzmarkierung 6 handelt. In an embodiment, the method may include exchanging position data with the charging station 4. Furthermore, information about the type and shape of the reference mark 6 can also be exchanged. For example, it is possible to query from the charging station 4 whether the reference marking 6 is an optical reference mark 6 or an electrical reference mark 6.
Das Verfahren kann in einer Ausführungsform auch vorsehen, dass die ersten Geometriedaten 14 nicht fest vorgegeben sind. In solch einer Ausführungsform können die ersten Geometriedaten 14 z.B. per WLAN oder Bluetooth oder dergleichen von der Ladestation 4 abgefragt werden und beim Berechnen S2 der relativen Position 10 die abgefragten ersten Geometriedaten 14 genutzt werden. The method may also provide in one embodiment that the first geometry data 14 are not fixed. In such an embodiment, the first geometry data 14 may be e.g. are queried by the charging station 4 via WLAN or Bluetooth or the like and the queried first geometry data 14 are used in calculating S2 of the relative position 10.
Schließlich kann das Steuern S3 des Fahrzeugs 2 auf unterschiedliche Weise erfolgen. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform dem Fahrer des Fahrzeugs 2 lediglich angezeigt werden, in welche Richtung er das Fahrzeug 2 steuern muss. Finally, the control S3 of the vehicle 2 can be done in different ways. For example, in one embodiment, the driver of the vehicle 2 can only be shown in which direction he has to steer the vehicle 2.
In einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 2 aber auch autonom gesteuert werden. Dazu können z.B. Steuersignale 17 an ein elektronisches Fahrzeugsystem 19 des Fahr- zeugs 2 weitergeleitet werden, welches ausgebildet ist, die Bewegung des Fahrzeugs 2 zu steuern. Auch ein teilautonomes Fahren, bei welchem der Fahrer z.B. selbst das Gaspedal und das Bremspedal betätigt ist möglich. In one embodiment, however, the vehicle 2 can also be controlled autonomously. For this, e.g. Control signals 17 are forwarded to an electronic vehicle system 19 of the vehicle 2, which is designed to control the movement of the vehicle 2. Also a teilautonomes driving, in which the driver, for example. even the accelerator pedal and the brake pedal are actuated.
Figs. 4 bis 6 zeigen Darstellungen einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 2 und einer erfindungsgemäßen Ladestation 4 in unterschiedlichen Positionen zueinander. In Fig. 4 ist das Fahrzeug 2 am weitesten von der Ladestation 4 entfernt. In Fig. 5 hat sich das Fahrzeug 2 der Ladestation 4 bereits so weit genähert, dass das Fahrzeug 2 ca. zur Hälfte in der Ladestation 4 steht. In Fig. 6 hat das Fahrzeug 2 schließlich seine Ladeposi- tion in der Ladestation 4 erreicht. Figs. 4 to 6 show illustrations of an embodiment of a vehicle 2 according to the invention and a charging station 4 according to the invention in different positions relative to one another. In FIG. 4, the vehicle 2 is furthest away from the charging station 4. In FIG. 5, the vehicle 2 has already approached the charging station 4 so far that the vehicle 2 is approximately halfway in the charging station 4. In FIG. 6, the vehicle 2 has finally reached its charging position in the charging station 4.
Die Ladestation 4 weist in den Figs. 4 - 6 eine Primärladespule 5 und eine Referenzmarkierung 6 auf, die in einem vorgegebenen Abstand in X-Richtung und Y-Richtung zu der Primärladespule 5 angeordnet ist. Lediglich beispielhaft kann die Referenzmarkierung 6 z.B. in X-Richtung 1 m und in Y-Richtung ebenfalls 1 m entfernt von der Primärladespule 5, z.B. dem Mittelpunkt der Primärladespule 5, angeordnet sein. The charging station 4 has in FIGS. 4-6 a primary charging coil 5 and a reference mark 6, which is arranged at a predetermined distance in the X direction and Y direction to the primary charging coil 5. For example only, the reference mark 6 may be e.g. in the X direction 1 m and in the Y direction also 1 m away from the primary charging coil 5, e.g. the center of the primary charging coil 5, be arranged.
Die Ladestation 4 weit ferner eine Kommunikationsschnittstelle 16-2 auf, die mit der Kommunikationsschnittstelle 16-1 des Fahrzeugs 2 in kommunikativer Verbindung steht. The charging station 4 also has a communication interface 16-2, which is in communicative communication with the communication interface 16-1 of the vehicle 2.
Das Fahrzeug 2 der Figs. 4 bis 6 weist sechs Kameras 13-1 - 13-6 auf, die jeweils an den Ecken des Fahrzeugs 2 und seitlich in der Mitte des Fahrzeugs 2 angeordnet sind. Beispielsweise können diese Kameras 13-1 - 13-6 die Kameras 13-1 - 13-6 eines Surround- View Systems sein, welches in dem Fahrzeug 2 angeordnet ist. Zur Erfassung der Positi- on 8 der Referenzmarkierung 6 muss daher keine weitere Sensorik in dem Fahrzeug 2 angebracht werden. The vehicle 2 of Figs. 4 to 6 has six cameras 13-1 - 13-6, which are respectively arranged at the corners of the vehicle 2 and laterally in the center of the vehicle 2. For example, these cameras 13-1 - 13-6 may be the cameras 13-1 - 13-6 of a surround view system which is arranged in the vehicle 2. For detecting the position 8 of the reference mark 6, therefore, no further sensors need to be mounted in the vehicle 2.
Die Steuervorrichtung 1 ist in Figs. 4 bis 6 der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet. Es versteht sich aber, dass das Fahrzeug 2 der Figs. 4 - 6 eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 nach einer der dargestellten Ausführungsformen aufweist. The control device 1 is shown in Figs. 4 to 6 for the sake of clarity not shown. It is understood, however, that the vehicle 2 of Figs. FIGS. 4-6 show a control device 1 according to the invention according to one of the illustrated embodiments.
Bevor das Fahrzeug 2 sich der Ladestation 4 nähert kann z.B. bereits die Positionserfas- sungseinrichtung 7 aktiviert werden und versuchen, die Referenzmarkierung 6 zu detek- tieren. Dies kann z.B. ab einem Abstand von 30m - 40m zu der Ladestation 4 erfolgen. Der Abstand kann z.B. mit Hilfe eines Navigationssystems des Fahrzeugs 2 ermittelt werden. Before the vehicle 2 approaches the charging station 4, e.g. already the position detection device 7 are activated and try to detect the reference mark 6. This can e.g. from a distance of 30m - 40m to the charging station 4. The distance may e.g. be determined by means of a navigation system of the vehicle 2.
In Fig. 4 ist die relative Position 10 der Sekundärladespule 3 gegenüber der Primärladespule 5 mit X = 3m und Y=-2m dargestellt. Dies bedeutet, dass das Fahrzeug 2 3m vor- wärts und zwei Meter nach links bewegt werden muss, um eine Überdeckung der Sekundärladespule 3 mit der Primärladespule 5 zu erreichen. Ein positiver X-Wert bedeutet, dass das Fahrzeug 2 nach vorne bewegt werden muss. Demzufolge bedeutet ein negativer X-Wert, dass das Fahrzeug 2 nach hinten bewegt werden muss. Ebenso bedeutet ein positiver Y-Wert, dass das Fahrzeug 2 nach rechts bewegt werden muss und ein negativer Y-Wert, dass das Fahrzeug 2 nach links bewegt werden muss. FIG. 4 shows the relative position 10 of the secondary charging coil 3 with respect to the primary charging coil 5 with X = 3m and Y = -2m. This means that the vehicle 2 must be moved 3 m forwards and two meters to the left in order to achieve an overlap of the secondary charging coil 3 with the primary charging coil 5. A positive X value means that the vehicle 2 has to be moved forward. As a result, a negative X value means that the vehicle 2 has to be moved backwards. Likewise, a positive Y value means that the vehicle 2 must be moved to the right and a negative Y value that the vehicle 2 must be moved to the left.
Die relative Position 10 ist folglich in einem Koordinatensystem angegeben, welches seinen Ursprung in dem Fahrzeug 2 hat und dessen X-Achse in Längsrichtung des Fahr- zeugs 2 und dessen Y-Achse in Querrichtung des Fahrzeugs 2 verläuft. The relative position 10 is therefore indicated in a coordinate system which originates in the vehicle 2 and whose X-axis extends in the longitudinal direction of the vehicle 2 and its Y-axis in the transverse direction of the vehicle 2.
Die Position 8 der Referenzmarkierung 6 kann in einer Ausführungsform standardisiert sein. In solch einer Ausführungsform ist es nicht notwendig, dass die Steuervorrichtung 1 Informationen zu der Position der Referenzmarkierung 6 in der Ladestation 4 von der La- destation 4 abfragt, da diese standardisierte Position z.B. in einem nichtflüchtigen Speicher der Steuervorrichtung 1 abgelegt sein kann. The position 8 of the reference mark 6 may be standardized in one embodiment. In such an embodiment, it is not necessary for the control device 1 to inquire information about the position of the reference mark 6 in the loading station 4 from the loading station 4, since this standardized position is e.g. can be stored in a non-volatile memory of the control device 1.
Es ist aber auch möglich, dass in unterschiedlichen Ladestationen 4 die Referenzmarkierungen 6 an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind. In solch einem Fall kann die Steuervorrichtung 1 über die Kommunikationsschnittstelle 16-1 von der Ladestation 4 die relative Position der Referenzmarkierung 6 zu der Primärladespule 5 abfragen und in den Berechnungen der relativen Position 10 berücksichtigen. But it is also possible that in different charging stations 4, the reference marks 6 are arranged at different positions. In such a case, the control device 1 can query via the communication interface 16-1 from the charging station 4, the relative position of the reference mark 6 to the primary charging coil 5 and considered in the calculations of the relative position 10.
In Fig. 5 hat sich das Fahrzeug 2 der Ladestation 4 bereits genährt und steht zu Hälfte be- reits in der Ladestation 4. Die Entfernung in X-Richtung ist mit 1 m und die Entfernung in Y-Richtung mit -1 m angegeben. In FIG. 5, the vehicle 2 of the charging station 4 has already been fed and is already half in the charging station 4. The distance in the X direction is indicated as 1 m and the distance in the Y direction as -1 m.
Schließlich ist in Fig. 6 die Primärladespule 5 direkt unter der Sekundärladespule 3 angeordnet. Folglich ist die Entfernung in X-Richtung mit 0m und die Entfernung in Y-Richtung mit 0m angegeben. Finally, in Fig. 6, the primary charging coil 5 is disposed directly under the secondary charging coil 3. Consequently, the distance in the X direction is indicated by 0m and the distance in the Y direction by 0m.
Die Referenzmarkierung 6 kann in der Ladestation 4 in jeder beliebigen Anordnung zu der Primärladespule 5 angeordnet sein. Beispielsweise kann sie in der Nähe oder gegenüber oder seitlich von der Primärladespule 5 angeordnet werden. Nicht in den Figs. 1 - 6 dargestellt ist der Anschluss der Primärladespule 5 an ein Stromnetz, aus welchem die Primärladespule 5 mit elektrischer Energie versorgt wird. Es versteht sich aber von selbst, dass eine entsprechende Ansteuerelektronik vorgesehen ist, die die Versorgung der Primärladespule 5 übernimmt. The reference mark 6 can be arranged in the charging station 4 in any desired arrangement to the primary charging coil 5. For example, it may be arranged in the vicinity of or opposite to or laterally of the primary charging coil 5. Not in Figs. 1-6 is the connection of the primary charging coil 5 to a power grid, from which the primary charging coil 5 is supplied with electrical energy. However, it goes without saying that a corresponding control electronics is provided which takes over the supply of the primary charging coil 5.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in a variety of ways. In particular, the invention can be varied or modified in many ways without deviating from the gist of the invention.

Claims

Ansprüche claims
1 . Steuervorrichtung (1 ) zur Positionierung eines Fahrzeugs (2) mit einer Sekundärladespule (3) in einer Ladestation (4) mit einer Primärladespule (5) und mit einer Referenzmarkierung (6), mit einer Positionserfassungseinrichtung (7), welche ausgebildet ist, die Position (8) der Referenzmarkierung (6) zu erfassen; mit einer Recheneinrichtung (9), welche ausgebildet ist, eine relative Position (10) der Sekundärladespule (3) gegenüber der Primärladespule (5) basierend auf der erfassten Position (8) der Referenzmarkierung (6) zu berechnen; und mit einer Fahrzeugsteuereinrichtung (1 1 ), welche ausgebildet ist, das Fahrzeug (2) basie- rend auf der berechneten relativen Position (10) derart zu steuern, dass der Abstand (12) zwischen der Primärladespule (5) und der Sekundärladespule (3) minimiert wird. 1 . Control device (1) for positioning a vehicle (2) with a secondary charging coil (3) in a charging station (4) with a primary charging coil (5) and with a reference mark (6), with a position detection device (7) which is designed to position (8) record the reference mark (6); calculating means (9) configured to calculate a relative position (10) of the secondary charging coil (3) against the primary charging coil (5) based on the detected position (8) of the reference mark (6); and a vehicle control device (1 1) configured to control the vehicle (2) based on the calculated relative position (10) such that the distance (12) between the primary charge coil (5) and the secondary charge coil (3 ) is minimized.
2. Steuervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Positionserfassungseinrichtung (7) als eine drahtlose Positionserfassungseinrichtung (7), insbesondere eine RFID-basierte und/oder NFC-basierte und/oder WLAN- basierte und/oder Bluetooth-basierte Positionserfassungseinrichtung (7) ausgebildet ist; und/oder wobei die Positionserfassungseinrichtung (7) mindestens eine Kamera (13, 13-1 - 13-6), insbesondere eine Stereokamera und/oder Near Real Kamera (13, 13-1 - 13-6), aufweist. 2. Control device according to one of the preceding claims, wherein the position detection device (7) as a wireless position detection device (7), in particular an RFID-based and / or NFC-based and / or WLAN-based and / or Bluetooth-based position detection device (7) is trained; and / or wherein the position detection device (7) has at least one camera (13, 13-1 - 13-6), in particular a stereo camera and / or near-real camera (13, 13-1 - 13-6).
3. Steuervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Recheneinrichtung (9) ausgebildet ist, die relative Position (10) der Sekundärladespule (3) gegenüber der Primärladespule (5) ferner basierend vorgegebenen ersten Geometriedaten (14), welche die Position der Referenzmarkierung (6) zu der Primärladespule (5) kennzeichnen, und vorgegebenen zweiten Geometriedaten (15), welche die Position der Sekundärladespule (3) in dem Fahrzeug (2) kennzeichnen, zu berechnen. 3. Control device according to one of the preceding claims, wherein the computing device (9) is formed, the relative position (10) of the secondary charging coil (3) relative to the Primärladespule (5) further based predetermined first geometry data (14) showing the position of the reference mark ( 6) to the primary charging coil (5), and predetermined second geometric data (15) indicating the position of the secondary charging coil (3) in the vehicle (2).
4. Steuervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einer Kommunikationsschnittstelle (16-1 - 16-2), welche mit der Recheneinrichtung (9) gekoppelt ist und ausgebildet ist, Positionsdaten mit der Ladestation (4) auszutauschen; wobei die Kommunikationsschnittstelle (16-1 - 16-2) ferner insbesondere ausgebildet ist, Informationen über die Art und Form der Referenzmarkierung (6) von der Ladestation (4) abzurufen und der Recheneinrichtung (9) weiterzuleiten. 4. Control device according to one of the preceding claims, with a communication interface (16-1 - 16-2), which is coupled to the computing device (9) and is adapted to exchange position data with the charging station (4); wherein the communication interface (16-1 - 16-2) is further configured, in particular, to retrieve information about the type and shape of the reference mark (6) from the charging station (4) and forward it to the computing device (9).
5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Recheneinrichtung (9) ausgebildet ist, über die Kommunikationsschnittstelle (16-1 - 16-2) die Position der Referenzmarkierung (6) gegenüber der Primärladespule (5) abzufragen; wobei die Recheneinrichtung (9) einen Geometriespeicher (21 ) aufweist, welcher ausgebildet ist, die Position der Referenzmarkierung (6) zu der Primärladespule (5) als erste Geometriedaten (14) zu speichern; und wobei die Recheneinrichtung (9) ausgebildet ist, die relative Position (10) der Sekundärladespule (3) gegenüber der Primärladespule (5) basierend auf der erfassten Position (8) der Referenzmarkierung (6) und den gespeicherten ersten Geometriedaten (14) zu berechnen. 5. Control device according to claim 4, wherein the computing device (9) is designed, via the communication interface (16-1 - 16-2) to query the position of the reference mark (6) relative to the primary charging coil (5); wherein the computing means (9) comprises a geometry memory (21) arranged to store the position of the reference mark (6) to the primary charging coil (5) as first geometry data (14); and wherein the calculating means (9) is arranged to calculate the relative position (10) of the secondary charging coil (3) with respect to the primary charging coil (5) based on the detected position (8) of the reference mark (6) and the stored first geometry data (14) ,
6. Steuervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einer Identifikationsschnittstelle, welche ausgebildet ist, das Fahrzeug (2) gegenüber der Ladestation (4) zu identifizieren. 6. Control device according to one of the preceding claims, with an identification interface, which is designed to identify the vehicle (2) relative to the charging station (4).
7. Steuervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Fahrzeugsteuereinrichtung (1 1 ) eine Anzeigevorrichtung (18) aufweist, welche ausgebildet ist, basierend auf der berechneten relativen Position (10) anzuzeigen, in wel- eher Richtung die Primärspule gegenüber dem Fahrzeug (2) positioniert ist; und/oder wobei die Fahrzeugsteuereinrichtung (1 1 ) ausgebildet ist, Steuersignale (17) an ein elektronisches Fahrzeugsystem (19) des Fahrzeugs (2) weiterzuleiten, welches ausgebildet ist, die Bewegung des Fahrzeugs (2) zu steuern. 7. Control device according to one of the preceding claims, wherein the vehicle control device (1 1) has a display device (18) which is designed to indicate, based on the calculated relative position (10), in which direction the primary coil relative to the vehicle (2 ) is positioned; and or wherein the vehicle control device (1 1) is adapted to forward control signals (17) to an electronic vehicle system (19) of the vehicle (2), which is designed to control the movement of the vehicle (2).
8. Fahrzeug (2), mit einer Steuervorrichtung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche; und mit einem elektronischen Fahrzeugsystem (19), welches mit der Steuervorrichtung (1 ) ge- koppelt ist und welches ausgebildet ist, das Fahrzeug (2) basierend auf von der Steuervorrichtung (1 ) ausgegebenen Steuersignalen (17) zu steuern. 8. vehicle (2), with a control device (1) according to one of the preceding claims; and an electronic vehicle system (19), which is coupled to the control device (1) and which is designed to control the vehicle (2) based on control signals (17) output by the control device (1).
9. Ladestation (4), mit einer Primärladespule (5), welche mit einer Energiequelle gekoppelt ist; und mit einer Referenzmarkierung (6), die in einer vorgegebenen relativen Position (10) zu der Primärladespule (5) angeordnet ist. 9. charging station (4), with a primary charging coil (5) which is coupled to a power source; and a reference mark (6) arranged in a predetermined relative position (10) to the primary charging coil (5).
10. Verfahren zum Positionieren eines Fahrzeugs (2) mit einer Sekundärladespule (3) in einer Ladestation (4) mit einer Primärladespule (5) und mit einer Referenzmarkierung (6), aufweisend: 10. A method for positioning a vehicle (2) with a secondary charging coil (3) in a charging station (4) with a primary charging coil (5) and with a reference mark (6), comprising:
Erfassen (S1 ) der Position (8) der Referenzmarkierung (6); Detecting (S1) the position (8) of the reference mark (6);
Berechnen (S2) einer relativen Position (10) der Sekundärladespule (3) gegenüber der Primärladespule (5) basierend auf der erfassten Position (8) der Referenzmarkierung (6); und Steuern (S3) des Fahrzeugs (2) basierend auf der berechneten relativen Position (10) derart, dass der Abstand (12) zwischen der Primärladespule (5) und der Sekundärladespule (3) minimiert wird. Calculating (S2) a relative position (10) of the secondary charging coil (3) with respect to the primary charging coil (5) based on the detected position (8) of the reference mark (6); and controlling (S3) the vehicle (2) based on the calculated relative position (10) such that the distance (12) between the primary charging coil (5) and the secondary charging coil (3) is minimized.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Position (8) der Referenzmarkierung (6) drahtlos, insbesondere RFID-basiert und/oder NFC-basiert und/oder WLAN-basiert und/oder Bluetooth-basiert, und/oder optisch, insbesondere mittels einer Kamera (13, 13-1 - 13-6) und/oder einer Stereokamera und/oder einer Near Real Kamera (13, 13-1 - 13-6), erfasst wird. 1 1. Method according to claim 10, wherein the position (8) of the reference marking (6) is wireless, in particular RFID-based and / or NFC-based and / or WLAN-based and / or Bluetooth-based, and / or optical, in particular by means of a camera (13, 13). 1 - 13-6) and / or a stereo camera and / or a near-real camera (13, 13-1 - 13-6) is detected.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 und 1 1 , wobei beim Berechnen (S2) die relative Position (10) der Sekundärladespule (3) gegenüber der Primärladespule (5) ferner basierend auf vorgegebenen ersten Geometriedaten (14), welche die Position der Referenzmarkierung (6) zu der Primärladespule (5) kennzeichnen, und vorgegebenen zweiten Geometriedaten (15), welche die Position der Sekundärladespule (3) in dem Fahrzeug (2) kennzeichnen, berechnet wird. 12. The method according to any one of claims 10 and 1 1, wherein in calculating (S2) the relative position (10) of the secondary charging coil (3) relative to the Primärladespule (5) further based on predetermined first geometry data (14) showing the position of the reference mark (6) to the primary charging coil (5), and predetermined second geometry data (15) indicating the position of the secondary charging coil (3) in the vehicle (2) is calculated.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, aufweisend: 13. The method of claim 10, comprising:
Austauschen von Positionsdaten mit der Ladestation (4); und insbesondere Austauschen mit der Ladestation (4) von Informationen über die Art und Form der Referenzmarkierung (6). Exchanging position data with the charging station (4); and in particular, exchanging information with the charging station (4) about the type and shape of the reference mark (6).
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei mit der Ladestation (4) die Position der Referenzmarkierung (6) gegenüber der Primärladespule (5) ausgetauscht wird; wobei die Position der Referenzmarkierung (6) zu der Primärladespule (5) als erste Geometriedaten (14) gespeichert wird; und wobei beim Berechnen (S2) die relative Position (10) der Sekundärladespule (3) gegen- über der Primärladespule (5) basierend auf der erfassten Position (8) der Referenzmarkierung (6) und den gespeicherten ersten Geometriedaten (14) berechnet wird. 14. The method of claim 13, wherein the charging station (4), the position of the reference mark (6) relative to the primary charging coil (5) is replaced; wherein the position of the reference mark (6) is stored to the primary charging coil (5) as the first geometric data (14); and wherein in calculating (S2), the relative position (10) of the secondary charging coil (3) against the primary charging coil (5) is calculated based on the detected position (8) of the reference mark (6) and the stored first geometric data (14).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei beim Steuern (S3) des Fahrzeugs (2) basierend auf der berechneten relativen Position (10) angezeigt wird, in welcher Richtung die Primärspule (5) gegenüber dem Fahrzeug (2) positioniert ist; und/oder wobei beim Steuern (S3) des Fahrzeugs (2) Steuersignale (17) an ein elektronisches Fahrzeugsystem (19) des Fahrzeugs (2) weitergeleitet werden, welches ausgebildet ist, die Bewegung des Fahrzeugs (2) zu steuern. 15. The method according to any one of claims 10 to 15, wherein in controlling (S3) the vehicle (2) based on the calculated relative position (10) is displayed in which direction the primary coil (5) is positioned with respect to the vehicle (2); and / or wherein, during the control (S3) of the vehicle (2), control signals (17) are forwarded to an electronic vehicle system (19) of the vehicle (2), which is designed to control the movement of the vehicle (2).
PCT/EP2015/071157 2014-10-07 2015-09-16 Control device for positioning a vehicle, vehicle, charging station, and method WO2016055245A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014220261.2 2014-10-07
DE102014220261.2A DE102014220261A1 (en) 2014-10-07 2014-10-07 Control device for positioning a vehicle, vehicle, charging station and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016055245A1 true WO2016055245A1 (en) 2016-04-14

Family

ID=54148492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/071157 WO2016055245A1 (en) 2014-10-07 2015-09-16 Control device for positioning a vehicle, vehicle, charging station, and method

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014220261A1 (en)
WO (1) WO2016055245A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105825589A (en) * 2016-05-20 2016-08-03 深圳大学 Electric vehicle wireless charging alignment system and method based on vehicle license plate recognition

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015225988A1 (en) * 2015-12-18 2017-07-06 Kuka Roboter Gmbh Method for carrying out at least one energy supply operation between a power supply unit and at least one motor vehicle to be supplied with energy
DE102017215932B3 (en) * 2017-09-11 2019-02-28 Audi Ag Method for determining position information of a motor vehicle and motor vehicle
DE102017216412A1 (en) * 2017-09-15 2019-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Method for positioning a motor vehicle; Control device for a motor vehicle and system with a charging unit and a motor vehicle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011114208A2 (en) * 2010-03-16 2011-09-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle
EP2431212A1 (en) * 2009-05-14 2012-03-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Non-contact power reception device and vehicle equipped with same
GB2500691A (en) * 2012-03-30 2013-10-02 Jaguar Cars Charging system for a vehicle
EP2712762A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Positioning system and method for positioning a vehicle

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014029439A1 (en) 2012-08-23 2014-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Charging device for inductive charging

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2431212A1 (en) * 2009-05-14 2012-03-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Non-contact power reception device and vehicle equipped with same
WO2011114208A2 (en) * 2010-03-16 2011-09-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle
GB2500691A (en) * 2012-03-30 2013-10-02 Jaguar Cars Charging system for a vehicle
EP2712762A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Positioning system and method for positioning a vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105825589A (en) * 2016-05-20 2016-08-03 深圳大学 Electric vehicle wireless charging alignment system and method based on vehicle license plate recognition

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014220261A1 (en) 2016-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3205530B1 (en) Method for operating an at least temporarily electrically drivable motor vehicle, control device for a motor vehicle and corresponding motor vehicle
EP2712762B1 (en) Positioning system and method for positioning a vehicle
EP2746138B1 (en) Driver assistance system and method for enabling autonomous or piloted parking in a garage
DE102012015262A1 (en) Method for positioning a motor vehicle, system with such a motor vehicle and motor vehicles
DE102014224455B4 (en) Method for contactless charging of an electrically powered vehicle
WO2014177413A1 (en) Guided vehicle positioning for inductive charging with the assistance of a vehicle camera
DE102015200018B4 (en) Charging an energy storage of a vehicle
DE102014224099A1 (en) Method and device for operating multiple vehicles
DE102015107812A1 (en) Ultrasonic locating for an electric vehicle charging system
WO2015043797A1 (en) Method, device, and system for determining a position of a vehicle
DE102015111118A1 (en) INFRARED TRIANGULATION METHOD FOR POSITIONING VEHICLES FOR THE CONTACTLESS LOADING OF ELECTRIC VEHICLES
DE102016221732B4 (en) Method for guiding a motor vehicle into a charging position at an inductive charging station as well as control device and motor vehicle
WO2016055245A1 (en) Control device for positioning a vehicle, vehicle, charging station, and method
DE102015107274A1 (en) Sound triangulation method for positioning vehicles for contactless charging of electric vehicles
WO2016062367A1 (en) Method for positioning a motor vehicle, and associated motor vehicle
DE102011007771A1 (en) System and method for docking an electric vehicle to a charging device
DE102013207907A1 (en) Vehicle positioning for inductive charging with the help of a vehicle camera
WO2019052800A1 (en) Method for establishing a communication connection between a stationary electric charging station and a motor vehicle, controller, and charging system
DE102015202469B4 (en) Method and device for reducing the risk of a collision between two vehicles driving in a parking lot
EP3028892B1 (en) Method for positioning a motor vehicle in a loading position and motor vehicle
WO2014029414A1 (en) Method for positioning a vehicle that can be electrically driven
DE102010063840A1 (en) A method for parking or maneuvering a low-speed motor vehicle and apparatus for carrying it out
EP3684643B1 (en) Method for operating an inductive transmission device
EP3231689A2 (en) Device and method for charging an electrically driven vehicle
DE102018205062A1 (en) Method for positioning a motor vehicle for performing an inductive charging process

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15766442

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15766442

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1