CN110979455A - 车辆关于能量介质装载装置的定位 - Google Patents

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S.布罗西格
T.阿米内夫
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A.魏泽
D.许茨
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Abstract

本发明涉及一种车辆关于能量介质装载装置的定位。为了关于能量介质装载装置定位车辆，在停止中通过操纵车辆(10)的转向部(5)在车辆(10)的横向(4)上来定位车辆(10)，以改善车辆(10)关于能量介质装载装置的位置。在此在停止中无车辆(10)的轮在轮的周向上运动。

Description

车辆关于能量介质装载装置的定位
本申请为2015年6月11日提交的专利申请“车辆关于能量介质装载装置的定位”（申请号：201510318215.2，申请人：大众汽车有限公司）的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种方法和装置以将车辆关于能量介质装载装置(Energiemittel-Ladeeinrichtung)定位。
背景技术
文件DE 10 2011 114 321 A1说明了一种车辆与装载站(Ladestation)的电气联结，其中，使车辆自动运动以将车辆的联结元件带到相对于装载站的联结元件规定的位置中。
文件DE 10 2010 042 395 A1公开了一种车辆的电池的感应式充电，其中，操纵执行器以获得尽可能好的感应式联结。代替执行器，也可使用车辆驱动器或车辆转向部。
根据现有技术已知将用于车辆的感应式装载的装载站设计成使得可使装载站的初级线圈移动以优化与车辆的次级线圈的感应式联结。此外例如由前面所说明的两个文件已知将车辆自动地定位成使得实现在车辆与装载站之间尽可能最佳的感应式联结。
发明内容
从该现有技术出发，本发明目的在于尽可能简单地引起在车辆与装载站之间的尽可能定位。
根据本发明，该目的通过一种根据权利要求1的用于关于能量介质装载装置定位车辆的方法和通过一种根据权利要求12的用于关于能量介质装载装置定位车辆的装置来实现。从属权利要求限定了本发明的优选的和有利的实施形式。
在本发明的范围中提供了一种用于关于能量介质装载装置定位车辆的方法。在此，通过操纵车辆的转向部，在停止中在车辆的横向上(即垂直于车辆的纵向且在车辆的行驶平面内)来定位车辆。在车辆的横向上定位的目的是优化车辆关于能量介质装载装置的位置。在此，如果无车辆的轮在相应的轮的周向上运动，那么根据本发明存在停止状态。
通过借助于车辆的转向部在横向上来实现对车辆定位的方法，有利地动用出于其它原因已存在的装置(即车辆的转向部)。由此，比当例如装载装置的初级线圈须被设计成可动时更成本有利地实现车辆关于能量介质装载装置的定位。
停止状态在此被限定成使得车辆的驱动器(利用其使车辆的驱动轮在相应的驱动轮的周向上移动)是不活动的，因为不需要其来操纵转向部。换言之，以能量供应转向部就足够，而车辆的轮的驱动器可以是解除激活的。转向部在此通常使车辆的前轴的轮转向。然而根据本发明也可能使车辆的后轴的轮转向，如例如在后轴转向中是这样的情况。
对于操纵车辆的转向部以改善车辆关于能量介质装载装置的位置的方式，根据本发明存在多个可能性。
一可能性在于测定应使车辆在横向上将移动哪个路程的信息，以便通过在横向上的该移动来改善车辆关于能量介质装载装置的位置。该信息然后例如通过车辆的相应的显示器件(例如通过车辆的多功能显示器)被发出。
在该变体中尤其车辆的驾驶员相应于所发出的信息操纵车辆的转向部。例如可在停止中根据记号的精确评估来产生该信息，其中，借助于记号可测定能量介质装载装置的精确位置。
另一可能性在于自动地进行车辆的转向。在该变体中，自动地操纵车辆的转向部，以相应于之前所测定的路程在横向上移动车辆。
借助于一个或多个摄像机实现记号的检测，其中，可使用前摄像机以及在车辆侧面处或在车辆的尾部处的摄像机。
车辆的位置的改善尤其包括使车辆接近理论位置。
在此，例如可在停止中根据前面所说明的记号的精确评估来测定理论位置。
更精确地说，尤其在车辆的停止中根据记号(利用其可确定能量介质装载装置的精确位置)来确定在横向上的理论位置。然后将车辆的转向部操纵成使得达到之前所确定的理论位置。
为了最佳地确定能量介质装载装置的精确位置，应存在至少三个记号。这些记号可存在于地面或车道上、在装载装置本身或装载装置所安装在的壁上。在车辆的停止中且在能量介质装载装置相应的附近，几乎可精确到毫米地来确定装载装置的位置和因此车辆相对于该装载装置的相对位置，因为在停止中记号的分辨率意味着比在车辆的行驶中更好。
按照一优选的根据本发明的实施形式来测定特征线，其说明在转向部的相应的转向角与路程之间的关系，当使转向部偏转相应的转向角时使车辆沿着横向移动该路程。如果现在例如根据记号来测定须使车辆在横向上移动的路程以改善车辆关于能量介质装载装置的定位或者以达到车辆的理论位置，可借助于特征线根据所测定的路程来确定待调整的转向角。接着以该转向角来操纵转向部。
通过将关于转向角的信息发出到车辆的显示器件上，在此又可自动地实现或实现以待调整的转向角操纵转向部，其中，车辆的驾驶员相应地操纵转向部。
通过测定特征线可近似提前知道在转向部的转向角与由此获得的车辆在横向上的路程之间的关系。该关系然后可有利地被用于车辆关于能量介质装载装置尽可能最佳的定位。
按照另一根据本发明的实施形式，也可来优化在能量介质装载装置的初级线圈与车辆的次级线圈之间的感应联结。在此例如通过装载装置来产生在初级线圈中流动的电流，其在次级线圈中感应出电流。取决于在次级线圈中流动的电流的功率被确定，其中，将车辆的转向部操纵成使得该功率、也就是说每单位时间传输的装载量提高。通过一方面测量在次级线圈中感应出的电流而另一方面测量通过次级线圈下降的电压，在此例如可来测定经由次级线圈传输的功率。
为了尽可能最佳地定位车辆，其中，如果转向角被调整成使得将最大的装载功率从初级线圈经由次级线圈传输至车辆，那么车辆被最佳地定位，可如下来进行。
在检测从初级线圈传输到次级线圈上的功率的同时使车辆的转向部完整地运行，以便根据转向部的转向角来确定功率的变化过程。根据该变化过程一方面可确定在该变化过程内的最大功率而另一方面可确定从属于该最大功率的转向角。然后相应于该从属的转向角来调整转向部。
将转向角调整成使得传输最大装载功率的另一可能性在于在检测和评估从初级线圈传输到次级线圈上的功率的同时从当前的转向角出发在一方向上来操纵转向部。也就是说，从当前的转向角出发使转向部向右或向左旋转。如果功率直接于在该方向上操纵转向部之后立即降低，这明显是错误的方向(或者转向角已处于其可能最好的位置中)，从而使转向部向另一方向、也就是说向左或向右旋转。然而如果功率不直接于在该方向上操纵转向部之后立即降低，这是正确的方向。在该方向上(或在另一方向上)操纵转向部直到功率(又)降低。在该变体中转向部保持在一转向角中，其相应于在前面所说明的功率关于转向角的变化过程内的最大功率。
能量介质装载装置(车辆根据本发明关于其来定位)可以是以下装载装置之一：
• 感应式装载装置，以便感应式输送电能给车辆。在此感应式装载装置包括初级线圈，其在充电过程中被与车辆的次级线圈相联结。
• 缆线支持的装载装置，利用其经由电缆输送电能给车辆。对此，使车辆相对机器人或装载装置的装置来定位，利用其经由缆线在装载装置与车辆之间自动地来建立电气连接。换言之，在该变体中根据本发明使车辆关于装载装置定位成使得在车辆与装载装置之间可自动地建立插头-插座-连接。
• 装载装置，利用其将燃料(Betriebsmittel)(例如汽油、燃气、氢气)作为能量介质经由相应的管路引导到车辆的箱中。以类似于在先前的变体中的方式，在此使车辆相对于机器人或装载装置的装置来定位，利用其经由管路在装载装置与车辆之间来建立连接。在该变体中尤其使车辆关于装载装置定位成使得可在车辆与装载装置之间自动地建立插头-插座-连接类型。
在使车辆在停止中根据本发明关于能量介质装载装置定位之前，可使车辆关于能量介质装载装置预定位，其中，可使用车辆的驱动器和车辆的转向部用于该预定位，从而在该预定位中车辆的轮还在周向上运动。
在该预定位中存在以下可能性：
• 在车辆驶向装载装置时利用摄像机来寻找人工标记。根据这些标记来确定装载装置的位置以及车辆关于装载装置的所期望的位置、即理论位置。接着将车辆停在该理论位置中。
• 在车辆驶向装载装置期间，来检测和评估已从装载装置的初级线圈经由车辆的次级线圈所传输的功率。车辆保持在所传输的功率具有其最大值的部位处。在此可通过校正操作来校正最佳的部位的可能的驶过，在该校正操作中使车辆在车辆的纵向上移动。在该可能性中，可垂直于升高的传输的功率的方向来校正车辆的位置，由此来提高在停止中(在车辆驶向装载装置之后)车辆关于能量介质装载装置的根据本发明的定位的结果。
在根据从初级线圈经由次级线圈所传输的功率的最大化车辆关于能量介质装载装置的定位及预定位中，尤其通过初级线圈的电流的大小是恒定的。替代使从初级线圈经由次级线圈所传输的功率最大化，根据本发明还可根据充电效率的最大化或根据通过次级线圈的充电电流的最大化来执行车辆关于能量介质装载装置的定位和预定位。
如果在预定位之后通过车辆关于能量介质装载装置的根据本发明的定位从初级线圈经由次级线圈所传输的最大的功率处于预定的阈值之下(也就是说通过在车辆的横向上的运动未发现带有足够的充电效率的位置)，可执行重复的预定位来校正。
预定位或驶向也可自动地实现而或驾驶员获得提示，驾驶员根据该提示使车辆关于装载装置预定位。
在本发明的范围中还提供了一种用于使车辆关于能量介质装载装置定位的根据本发明的装置。在此，该装置包括传感器(以检测车辆关于能量介质装载装置的位置)和控制器件。该装置设计成根据车辆关于能量介质装载装置的位置借助于控制器件在车辆的停止中启动车辆的转向部的操纵，以便通过转向部的该操纵使车辆沿着车辆的横向定位以改善车辆关于能量介质装载装置的位置。
根据本发明的装置的优点大致相应于根据本发明的方法的优点，其之前详细地实施，从而此处不再重复。
按照该装置的根据本发明的第一实施形式，该装置包括显示器。在该实施形式中，该装置设计成借助于控制器件测定应使车辆在横向上移动哪个路程的信息，以便改善车辆关于能量介质装载装置的位置。控制器件设计成在显示器上示出该信息。
在该第一实施形式中，根据在显示器上发出的信息例如由车辆的驾驶员自己来操纵车辆的转向部。
按照该装置的根据本发明的第二实施形式，该装置包括车辆的转向部。在该实施形式中该装置设计成借助于控制器件在停止中操纵车辆的转向部，以便由此使车辆在车辆的横向上定位以改善车辆关于能量介质装载装置的位置。
在该第二实施形式中，自动地、也就是说通过该装置本身来操纵转向部。
根据本发明的装置尤其可设计成执行根据本发明的方法的每个实施形式。
最后在本发明的范围中提供一种车辆，其包括前面所说明的装置或该装置的前面所说明的实施形式中的一个。
在带有高度可调的底盘的车辆中，可使车辆在车辆关于感应式装载装置根据本发明定位之后下降成使得在维持装载板(Ladeplatte)与车辆底部(Fahrzeugunterboden)之间的最小距离的情况下获得最佳的装载效率。
通过应用本发明，例如可位置固定地来布置装载装置的初级线圈。此外，装载装置的机器人的工作场可具有比根据现有技术的情况更小的规模，因为车辆在预定位之后在停止中还可在横向上根据本发明被移动。最后，通过使在初级线圈与次级线圈之间的感应联结通过车辆关于感应式装载装置的相应的根据本发明的定位来优化，可提高感应式装载过程的效率。
本发明尤其适用于机动车。当然本发明不限于该优选的应用领域，因为本发明还可被应用于船、飞机以及轨道运行的或轨迹引导的车辆中。
附图说明
接下来根据优选的按照本发明的实施形式参考附图来详细说明本发明。
根据图1和2来示出在转向角与在车辆的横向上的运动之间的关系。
在图3中示意性示出了带有根据本发明的装置的根据本发明的车辆。
附图标记清单
1 充电插座
2 次级线圈
3 转向角
4 横向
5 方向盘
6 控制部
7 传感器
8 显示器
10 车辆
20 装置。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的车辆10(见图2和3)的方向盘5。为了使车辆10在车辆10的横向4(见图2)上移动，在车辆10的停止中使方向盘5根据转向角3旋转。在停止中通过方向盘5的旋转或通过车辆10的转向部的操纵可将车辆的位置在横向上校正大约±3cm。
如由图2可见，由此可来校正车辆10的次级线圈2或充电插座1相对于装载装置(在图中未示出)的位置。
在图3中示意性示出了根据本发明的车辆10。车辆10包括用于车辆10关于能量介质装载装置的定位的根据本发明的装置20。装置20在其方面包括控制部6、车辆10的方向盘或转向部5、以检测车辆10关于能量介质装载装置的位置的传感器7以及显示器8。
为了关于能量介质装载装置定位车辆10，存在以下两个变体：
• 例如根据传感器7来确定车辆10的当前的位置以及在车辆10的横向上关于能量介质装载装置的理论位置。接着控制部6操纵车辆10的转向部5，以从当前的位置出发达到该理论位置。
• 又例如根据传感器7来确定当前的位置以及在车辆10的横向上关于能量介质装载装置的理论位置。接着控制部根据车辆的当前的位置和理论位置测定须使方向盘5转动以达到理论位置的转向角。然后由控制部6在显示器8上发出该转向角且车辆10的驾驶员将方向盘5转动所示出的转向角，以便由此将车辆10定位在理论位置中。
可如下来说明根据本发明的在装载装置(例如装载机器人或感应板(Induktionsplatte))前面的停入过程中的经过。车辆10的用户或驾驶员激活根据本发明的装置20。在驶向装载装置时装置20利用一个或利用多个摄像机寻找人工标记。一旦找到标记，例如经由显示器8向用户报告所检测的在装载装置前面的停车可能性或理论位置，使得用户可开始停车过程。在装置20的全自动的变体中，用户通常离开车辆10且借助于与车辆10相关联的无线电钥匙的相应的操作元件激活自动的停车过程。车辆10根据标记的定位自动驶到装载装置前的理论位置中。在停车过程之后，借助于该至少一个摄像机来检查车辆10的当前的位置。如果车辆10的充电插座1或车辆10的次级线圈2在横向上应处于装载装置的容许范围(Toleranzbereich)之外，根据本发明仅通过车辆10的转向部5来执行在横向4上的位置校正。由此将充电插座1或次级线圈2带到装载装置的相应的容许范围中。接着，装载装置的充电插头自动地(例如通过机器人)被插入充电插座1中或经由次级线圈2感应式地实现能量传输。

Claims (13)

1.一种用于关于能量介质装载装置定位车辆(10)的方法，其中，在停止中仅仅通过操纵所述车辆(10)的转向部(5)在所述车辆(10)的横向(4)上来定位所述车辆(10)，以改善所述车辆(10)关于所述能量介质装载装置的位置，其中，在停止中无所述车辆(10)的轮在轮的周向上运动，其中，在通过在停止中操纵所述转向部(5)实现所述车辆(10)的定位之前，关于所述能量介质装载装置来预定位所述车辆(10)，其中，使用所述车辆(10)的驱动器和所述车辆(10)的转向部用于所述预定位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
测定应使所述车辆(10)在所述横向上(4)移动哪个路程的信息，以改善所述车辆(10)关于所述能量介质装载装置的定位，并且
发出所述信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
改善所述车辆(10)的位置包括所述车辆(10)靠近理论位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
在所述车辆(10)的停止中根据记号来确定所述车辆(10)沿着所述横向(4)的理论位置，利用所述记号能够确定所述能量介质装载装置的位置，并且
操纵所述车辆(10)的转向部(5)以达到理论位置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
测定应以哪个转向角(3)来操纵所述转向部(5)的特征线，以使所述车辆(10)沿着所述横向(4)移动一定的路程；
测定应使所述车辆(10)在所述横向(4)上移动的路程，以改善所述车辆(10)关于所述能量介质装载装置的定位；
借助于所述特征线根据所述路程来确定待调整的转向角(3)；并且
以待调整的所述转向角(3)来操纵所述转向部(5)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
所述能量介质装载装置包括初级线圈而所述车辆(10)包括次级线圈(2)；
产生在所述初级线圈中流动的电流，其在所述次级线圈(2)中感应出电流；
确定取决于在所述次级线圈(2)中流动的电流的功率；并且
操纵所述车辆(10)的转向部(5)以提高所述功率。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
在检测所述功率的同时使所述车辆的转向部(5)运行，以获得所述功率关于所述转向部(5)的转向角(3)的变化过程；
确定所述变化过程的最大功率和所属的转向角(3)；并且
相应于所属的所述转向角(3)来调整所述转向部(5)。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
在检测和评估功率的同时从当前的转向角(3)出发在一方向上来操纵所述转向部(5)；
如果功率于在所述方向上操纵所述转向部(5)之后立即降低，在另一方向上来操纵所述转向部(5)；
在所述方向上或另一方向上操纵所述转向部(5)仅直到所述功率又降低。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，自动地操纵所述转向部(5)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述能量介质装载装置是以下装载装置之一：
• 感应式装载装置，以便感应地输送电能给所述车辆(10)；
• 缆线支持的装载装置，以便经由缆线输送电能给所述车辆(10)，其中，所述车辆(10)相对于机器人来定位，所述机器人经由所述缆线在所述装载装置与所述车辆(10)之间建立电气连接；以及
• 装载装置，利用其将燃料作为能量介质经由管路填充到所述车辆(10)的箱中，其中，所述车辆(10)相对于机器人来定位，所述机器人经由所述管路在所述装载装置与所述车辆(10)之间建立连接。
11.一种用于关于能量介质装载装置定位车辆(10)的装置，其中，所述装置(20)包括用于检测所述车辆(10)关于所述能量介质装载装置的位置的传感器(7)和控制器件(6)，其中，所述装置(20)设计成根据所述车辆(10)关于所述能量介质装载装置的位置借助于所述控制器件(6)在所述车辆(10)的停止中仅仅启动所述车辆(10)的转向部(5)的操纵，以便为了改善所述车辆(10)关于所述能量介质装载装置的位置在所述车辆(10)的横向(4)上定位所述车辆(10)，其中，在停止中无所述车辆(10)的轮在轮的周向上运动，其中，在通过在停止中操纵所述转向部(5)实现所述车辆(10)的定位之前，关于所述能量介质装载装置来预定位所述车辆(10)，其中，使用所述车辆(10)的驱动器和所述车辆(10)的转向部用于所述预定位。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，
所述装置(20)包括显示器(8)；
所述装置(20)设计成借助于所述控制器件(6)测定应使所述车辆(10)在所述横向(4)上移动哪个路程的信息，以改善所述车辆(10)关于所述能量介质装载装置的定位；并且
所述控制器件(6)设计成在所述显示器(8)上发出所述信息。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，
所述装置(20)包括转向部(5)；并且
所述装置(20)设计成借助于所述控制器件(6)在停止中操纵所述车辆(10)的转向部(5)，以便为了改善所述车辆(10)关于所述能量介质装载装置的位置在所述车辆(10)的横向(4)上定位所述车辆(10)。
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