DE102011006504A1

DE102011006504A1 - Verfahren zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102011006504A1
Application number: DE102011006504A
Authority: DE
Inventors: Fanny Kobiela; Christian Zott; Hirokazu Hirano; Ian Faye; Thorsten Mausbach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-10-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs (10) relativ zu einer Lade- oder Batteriewechselstation (38), wobei das Kraftfahrzeug (10) einen elektrischen Antrieb und einen elektrischen Energiespeicher aufweist, wobei der elektrische Energiespeicher dazu ausgebildet ist, den elektrischen Antrieb mit elektrischer Energie zu versorgen und/oder von dem elektrischen Antrieb erzeugte Energie zu speichern, mit den Schritten Bestimmen einer optimalen Position des Kraftfahrzeugs (10) relativ zu der Station (38), Prüfen, ob ein fahrzeuggesteuertes Positionieren des Kraftfahrzeugs (10) in diese optimale Position möglich ist, Aktivieren des fahrzeuggesteuerten Positionierens durch den Fahrer, und fahrzeuggesteuertes Positionieren des Kraftfahrzeugs (10) in die optimale Position.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs relativ zu einer Lade- oder Batteriewechselstation, wobei das Kraftfahrzeug einen elektrischen Antrieb und einen elektrischen Energiespeicher aufweist, wobei der elektrische Energiespeicher dazu ausgebildet ist, den elektrischen Antrieb mit elektrischer Energie zu versorgen und/oder von dem elektrischen Antrieb erzeugte Energie zu speichern.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs relativ zu einer Lade- oder Batteriewechselstation, mit Erfassungsmitteln zum Erfassen der Umgebung des Kraftfahrzeugs und einem Steuergerät, das dazu ausgebildet ist, das Verfahren der oben beschriebenen Art auszuführen.
Stand der Technik
Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeug-Antriebstechnik ist es allgemein bekannt, eine elektrische Maschine als alleinigen Antrieb oder gemeinsam mit einem Antriebsmotor eines anderen Typs (Hybridantrieb) zu verwenden. In derartigen Elektro- oder Hybridfahrzeugen werden typischerweise elektrische Maschinen als Antriebsmotor verwendet, die durch einen elektrischen Energiespeicher, wie z.B. einen Akkumulator, mit elektrischer Energie versorgt werden, wobei die elektrischen Energiespeicher regelmäßig je nach Ladezustand aufgeladen werden oder aber entladene Energiespeicher durch aufgeladene Energiespeicher ersetzt werden. Dabei dienen Lade- oder Batteriewechselstationen dazu, um das Fahrzeug mit elektrischer Energie oder mit einem aufgeladenen Energiespeicher zu versorgen.
Es ist ferner allgemein bekannt, eine Ladestation für Kraftfahrzeuge mit einer elektromagnetischen Übertragungseinheit zu realisieren, wobei eine Primärspule der Ladestation in die Nähe einer Sekundärspule bzw. Empfängerspule des Kraftfahrzeugs gebracht wird, um kontaktfrei elektromagnetische Energie auf das Fahrzeug zu übertragen und dadurch den Energiespeicher aufzuladen. Eine derartige Vorrichtung ist bekannt beispielsweise aus der US 2010/0117596 A1 . Aus dieser Druckschrift ist ferner eine Justagevorrichtung für die Sekundärspule bekannt, die die Sekundärspule relativ zur Primärspule ausrichten kann, ohne das Fahrzeug zu bewegen, um die Übertragung der elektromagnetischen Energie zu optimieren. Nachteilig dabei ist es, dass eine derartige Justagevorrichtung technisch aufwendig ist und einen großen Bauraum im Fahrzeug benötigt.
Aus der US 2009/0040068 A1 ist eine Parkhilfe für ein Kraftfahrzeug bekannt, die einen Fahrer beim Einparken eines Kraftfahrzeugs in eine Ladestation unterstützt, die richtige Position des Fahrzeugs in der Ladestation zu erreichen, um eine optimale Übertragung der elektromagnetischen Energie zu erzielen. Nachteilig dabei ist es, dass der Fahrer verschiedene Informationsquellen berücksichtigen muss und das Fahrzeug durch unpräzise Fahrweise des Fahrers nicht sicher in eine optimale Position innerhalb der Ladestation gebracht wird.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein präzises und komfortables Positionieren eines Kraftfahrzeugs in einer Lade- oder Batteriewechselstation möglich ist.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt zur Lösung der oben genannten Aufgabe ein Verfahren zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs relativ zu einer Lade- oder Batteriewechselstation der eingangs genannten Art bereit, mit den Schritten: Bestimmen einer optimalen Position des Kraftfahrzeugs relativ zu der Station, Prüfen, ob ein fahrzeuggesteuertes Positionieren des Kraftfahrzeugs in diese optimale Position möglich ist, Aktivieren des fahrzeuggesteuerten Positionierens durch den Fahrer, und fahrzeuggesteuertes Positionieren des Kraftfahrzeugs in die optimale Position.
Ferner wird die oben genannten Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Positionieren des Kraftfahrzeugs relativ zu einer Lade- oder Batteriewechselstation, mit Erfassungsmitteln zur Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeugs und einem Steuergerät, das dazu ausgebildet ist, das oben genannte Verfahren auszuführen.
Unter einem fahrzeuggesteuerten Positionieren wird vorliegend ein autonomes Steuern des Fahrzeugantriebs und der Fahrzeuglenkung verstanden, das vorzugsweise durch eine Steuereinheit im Fahrzeug gesteuert wird. Dieses fahrzeuggesteuerte Positionieren schließt jedoch ein Eingreifen des Fahrers nicht aus. Es versteht sich, dass die Schritte des Verfahrens auch in unterschiedlicher Reihenfolge erfolgen können und dass einzelne Schritte oder Schrittfolgen auch mehrfach nacheinander ausgeführt werden können.
Vorteile der Erfindung
Durch die vorliegende Erfindung kann ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitgestellt werden, das bzw. die das optimale Positionieren eines Kraftfahrzeugs relativ zu einer Lade- oder Batteriewechselstation erleichtert, ohne dass aufwendige Korrekturen der Position nötig sind und ohne dass der Fahrer eine Vielzahl von Informationen und Sensorsignalen beobachten bzw. berücksichtigen muss, um das Fahrzeug in eine optimale Position zu bringen.
Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß ein Verfahren bereitgestellt, dass es ermöglicht, das Fahrzeug vollkommen selbständig in die Lade- oder Batteriewechselstation einzufahren, wodurch ein komfortables und sicheres Aufladen bzw. Auswechseln des elektrischen Energiespeichers ermöglicht wird. Vorzugsweise nutzt das Verfahren die vorhandenen Systeme zur Einparkhilfe, um das Fahrzeug entsprechend zu positionieren.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können dabei Synergien der vorhandenen Systeme genutzt werden.
Vorzugsweise wird dabei die Umgebung der Station mittels Erfassungsmitteln erfasst. Dadurch kann die Größe des zur Verfügung stehenden Raumes in der Umgebung der Station gemessen werden und geprüft werden, ob das Kraftfahrzeug in die optimale Position bewegt werden kann bzw. ob der Platz in der Umgebung der Station für die Größe des Fahrzeugs ausreicht. Dazu können vorhandene Erfassungsmittel eines Einparksystems des Kraftfahrzeugs und/oder spezielle gesonderte Erfassungsmittel verwendet werden, um die optimale Position zu ermitteln.
Es ist von besonderem Vorzug, wenn Objekte, insbesondere andere Fahrzeuge, oder Personen/Tiere, in der Umgebung des Kraftfahrzeug während des Positionierens erfasst werden.
Dadurch können Kollisionen des Fahrzeugs beim fahrzeuggesteuerten Positionieren vermieden werden.
Vorzugsweise werden notwendige Maßnahmen zum Erreichen der optimalen Position vor dem Einleiten des fahrzeuggesteuerten Positionierens bestimmt bzw. geplant, um die optimale Position direkt zu erreichen.
Vorzugsweise wird dabei eine erreichte Halteposition des Kraftfahrzeugs und/oder die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs während des Positionierens relativ zu der Station geprüft. Die Halteposition des Fahrzeugs kann dabei eine Zwischenposition bilden, die nicht der optimalen Position entsprechen muss.
Dadurch kann ein erhöhter Grad der Präzision des Positioniervorgangs erzielt werden und unter Umständen eine Korrekturrekursion der Fahrzeugposition nach Erreichen der Halteposition oder während des Positionierens eingeleitet werden.
Vorzugsweise wird die Halteposition und/oder die aktuelle Position fahrzeuggesteuert durch Änderung eines Lenkwinkels des Kraftfahrzeugs und/oder Änderung der Längsposition des Kraftfahrzeugs und/oder Änderung der Querposition des Kraftfahrzeugs korrigiert.
Dadurch kann die Position des Kraftfahrzeugs mit geringem technischen Aufwand und in Abhängigkeit der aktuellen und/oder erreichten Halteposition schnell und zuverlässig korrigiert werden.
Es ist ferner bevorzugt, wenn das Kraftfahrzeug vor dem Erreichen der Halteposition und/oder der optimalen Position automatisch verzögert wird.
Dadurch kann ein vollständig automatisiertes Einparken des Fahrzeugs in der Lade- oder Batteriewechselstation ermöglicht werden und eine optimale Längsposition des Fahrzeugs relativ zu der Lade- oder Batteriewechselstation erzielt werden.
Es ist ferner bevorzugt, wenn die fahrzeuggesteuerte Verzögerung an den Fahrer zurückgemeldet bzw. angezeigt wird.
Dadurch kann der Fahrer trotz automatischer fahrzeuggesteuerter Positionierung die Fahrzeugführung bzw. Bewegung kontrollieren.
Es ist ferner bevorzugt, wenn das fahrzeuggesteuerte Positionieren durch den Fahrer jederzeit abgebrochen werden kann. Dadurch behält der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn das Erreichen der optimalen Position an den Fahrer zurückgemeldet wird.
Dadurch erkennt der Fahrer, dass der Positioniervorgang abgeschlossen ist und kann den Ladevorgang bzw. Batteriewechselvorgang einleiten.
Es ist im Allgemeinen bevorzugt, wenn die Ladestation ein erstes Übertragungsglied und das Kraftfahrzeug ein zweites Übertragungsglied aufweist, die zusammen eine Übertragungseinheit bilden, die dazu ausgelegt ist, elektromagnetische Energie von der Station auf das Kraftfahrzeug oder umgekehrt zu übertragen, wobei die Übertragungsglieder durch das Positionieren des Kraftfahrzeugs relativ zu der Station zusammengeführt werden.
Dadurch kann ein einfaches kontaktfreies System zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers bereitgestellt werden.
Vorzugsweise wird die Position des Kraftfahrzeugs in der Station auf der Grundlage der Effizienz der Übertragung der elektromagnetischen Energie bestimmt.
Dadurch kann die Halteposition des Kraftfahrzeugs ohne zusätzliche technische Einrichtungen bestimmt werden.
Dabei ist es bevorzugt, wenn die Effizienz durch Übertragung von elektromagnetischer Energie bestimmt wird, deren Leistung geringer ist als die Leistung bei dem Ladevorgang.
Dadurch kann die Position der Übertragungsglieder zueinander ohne hohen Energieverlust bestimmt werden.
Es ist bevorzugt, wenn die Positionierung auf der Grundlage von Positionssignalen erfolgt, die von Signalgebern der Station bereitgestellt und von Signalerfassungsmitteln des Kraftfahrzeugs erfasst werden.
Dadurch kann der Positionierungsvorgang relativ zu der Station optimiert werden, wodurch der Aufwand für eventuelle Korrekturen der Halteposition reduziert wird.
Es ist dabei besonders bevorzugt, wenn die Signalgeber als magnetische, elektromagnetische, optische oder mechanische Signalgeber ausgebildet sind.
Derartige Signalgeber sind kostengünstig und bieten eine zuverlässige Möglichkeit der Signalübertragung.
Es ist dabei von besonderem Vorzug, wenn das erste Übertragungsglied als Signalgeber verwendet wird.
Dadurch kann auf zusätzliche Signalgeber verzichtet werden, weil das elektromagnetische Signal des ersten Übertragungsglieds als Positionierungssignal verwendet wird.
Es ist allgemein bevorzugt, wenn zur Positionierung des Fahrzeugs Satelliten- und/oder Funksignale, insbesondere GPS-Signale verwendet werden. Dadurch kann die Positionierung des Fahrzeugs optimiert werden, auch wenn die Station nicht über eigene Signalgeber verfügt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt in schematischer Form ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zum Positionieren des Kraftfahrzeugs relativ zu einer Lade- oder Batteriewechselstation;
2a-c drei unterschiedliche Einparksituationen zum Positionieren des Kraftfahrzeugs relativ zu einer Batterieladestation;
3 eine schematische Darstellung von Aus- und Eingabesignalen des erfindungsgemäßen Verfahrens;
4 ein schematisches Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
5 ein detailliertes Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsformen der Erfindung
In 1 ist ein Kraftfahrzeug beispielhaft schematisch dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet.
Das Kraftfahrzeug 10 weist einen Antriebsstrang 12 auf, der eine elektrische Maschine 14 zur Bereitstellung von Antriebsleistung beinhaltet. Der Antriebsstrang 12 dient zum Antreiben von angetriebenen Rädern 16 des Fahrzeugs 10. Die elektrische Maschine 14 wird über einen elektrischen Energiespeicher 18, wie z.B. einer Batterie mit elektrischer Energie versorgt. Der elektrische Energiespeicher 18 ist verbunden mit einer Ladeeinheit 20, die dazu dient, mit einer Ladestation verbunden zu werden, um elektromagnetische Energie zu empfangen und den elektrischen Energiespeicher 18 auszuladen.
Das Fahrzeug 10 weist ferner eine Steuereinheit 22 auf, die mit Sensoren 24 des Kraftfahrzeugs 10 und der Ladeeinheit 20 verbunden ist. Die Steuereinheit 22 ist ferner verbunden mit einer Antriebssteuereinheit, einer Bremssteuereinheit und einer Lenksteuereinheit, um die gesamte Bewegung des Kraftfahrzeugs 10 selbständig zu steuern. Ferner ist die Steuereinheit 22 mit einem Parkassistenten des Kraftfahrzeugs 10 verbunden, um Synergien der beiden Systeme zu nutzen. Die Steuereinheit 22 empfängt ferner von einem Empfangsmodul 26 Daten zum Positionieren des Kraftfahrzeugs 10. Das Empfangsmodul 26 ist dazu ausgebildet, im Allgemeinen terrestrische Signale 28 und/oder Satellitensignale 30 zu empfangen, um das Kraftfahrzeug 10 entsprechend zu positionieren. Die terrestrischen Signale 28 können beispielsweise von Funktmasten 32 bereitgestellt werden und die Satellitensignale 30 können beispielsweise von GPS-Satelliten 34 bereitgestellt werden.
Die Steuereinheit 22 ist ferner über eine HMI-Schnittstelle 36 mit dem Fahrer verbunden, über die der Fahrer beispielsweise ein automatisches Positionieren einleiten oder abbrechen kann.
In 1 ist ferner eine Lade- oder Batteriewechselstation schematisch dargestellt und allgemein mit 38 bezeichnet. Die Station 38 weist eine Ladeeinheit 40 bzw. eine Wechseleinheit 40 auf, die dazu ausgebildet ist je nach Ausführungsform entweder die Ladeeinheit 20 des Kraftfahrzeugs 10 mit elektromagnetischer Energie zu versorgen, um den Energiespeicher 18 aufzuladen oder die dazu ausgebildet ist, den Energiespeicher 18 des Kraftfahrzeugs 10 automatisch auszutauschen, um das Kraftfahrzeug 10 mit einem aufgeladenen Energiespeicher 18 zu versorgen. Die Ladestation 38 weist ferner einen Signalgeber 42 auf, der ein Positionierungssignal 44 aussendet, das von den Sensoren 24 erfasst wird und dazu genutzt wird, das Kraftfahrzeug 10 in eine optimale Position relativ zu der Ladestation 38 zu bewegen.
In 1 ist ferner eine aktuelle Position des Kraftfahrzeugs 10 gezeigt und mit 46 bezeichnet. Ferner ist in 1 eine optimale Position des Kraftfahrzeugs 10 relativ zu der Station 38 gezeigt und mit 48 bezeichnet.
Die Ladeeinheit 40 weist ein erstes elektromagnetisches Übertragungsglied auf, das vorzugsweise als Induktionsspule ausgebildet ist. Die Ladeeinheit 20 weist ein zweites elektromagnetisches Übertragungsglied auf, das vorzugsweise als Induktionsspule ausgebildet ist. Sofern die Ladeeinheit 20 in der Nachbarschaft der Ladeeinheit 40 angeordnet ist, kann von dem ersten Übertragungsglied der Station 38 elektromagnetische Energie auf das zweite Übertragungsglied des Kraftfahrzeugs 10 übertragen werden, um den elektrischen Energiespeicher 18 zu laden.
Die Steuereinheit 20 ist dazu ausgebildet, mit Daten des Empfangsmoduls 26 und der Sensoren 24 die optimale Position 48 der Station 38 zu erfassen bzw. zu bestimmen und selbständig ohne Steuerung, Lenkung oder dergleichen durch den Fahrer das Fahrzeug 10 an der optimalen Position 48 zu positionieren, so dass die aktuelle Position 46 und die optimale Position 48 übereinstimmen.
Die Steuereinheit 22 ist ferner dazu ausgebildet, zu prüfen, ob die aktuelle Position 46 mit der optimalen Position 48 übereinstimmt. Dazu kann das terrestrische Signal 28, das Satellitensignal 30, das Positionssignal 44 verwendet werden. Ferner kann die aktuelle Position 46 relativ zu der optimalen Position 48 überprüft werden, indem elektromagnetische Energie von dem ersten Übertragungsglied der Station 38 auf das zweite Übertragungsglied des Kraftfahrzeugs 10 übertragen wird und die Effizienz dieses Energietransfers gemessen wird. Vorzugsweise wird bei einer derartigen Prüfung der Position bzw. der Effizienz bzw. des Wirkungsgrads eine gegenüber dem normalen Ladevorgang reduzierte elektromagnetische Energie übertragen.
Sofern festgestellt wird, dass die aktuelle Position 46 mit der optimalen Position 48 nicht übereinstimmt, kann die Steuereinheit 22 die aktuelle Position 46 des Kraftfahrzeugs 10 korrigieren. Dies erfolgt vorzugsweise durch Ändern eines Lenkwinkels, Ändern der Längsposition oder Ändern der Querposition des Kraftfahrzeugs 10.
Die Signalgeber 42 sind vorzugsweise elektrische, elektromagnetische, magnetische, mechanische oder optische Signalgeber, die das entsprechende Positionssignal 44 abgeben. Das Fahrzeug 10 ist folglich dazu ausgebildet, autonom bzw. selbständig ohne Eingreifen des Fahrers die Ladeeinheit 20 relativ zu der Ladeeinheit 40 zu positionieren, um eine optimale Energieübertragung zu ermöglichen bzw. einen optimalen Batteriewechsel zu ermöglichen.
In den 2a-c sind unterschiedliche Positionierungsszenarien dargestellt, die einen Positionierungsvorgang des Kraftfahrzeugs 10 relativ zu der Station 38 darstellen.
In 2a ist ein Positionierungsvorgang des Fahrzeugs 10 relativ zu der Ladestation 38 schematisch dargestellt, wobei das Kraftfahrzeug 10 zunächst in einem rechten Winkel zu der optimalen Parkposition relativ zu der Station 38 angeordnet ist. Dabei müssen die Sensoren 24 des Kraftfahrzeugs 10 sowohl die Station 38 erfassen als auch andere Fahrzeuge, die in 2a allgemein mit 49 bezeichnet sind.
In 2b ist eine vergleichbare Situation zum Positionieren des Kraftfahrzeugs 10 dargestellt, wobei das Kraftfahrzeug 10 parallel zu der optimalen Parkposition positioniert ist und demnach im Prinzip vorwärts in die Parklücke einfahren kann.
In 2c ist eine Situation dargestellt, bei der ein seitwärts Einparken in eine Parklücke dargestellt ist. Dabei ist das Kraftfahrzeug 10 parallel zu der optimalen Parkposition relativ zu der Station 38 angeordnet. Das Kraftfahrzeug 10 muss rückwärts in die Parklücke einfahren, um das Kraftfahrzeug 10 in die optimale Position 48 zu bewegen. Für diese Einparkszenarien wird vorzugsweise die vorhandene Einparkhilfe verwendet.
In 3 ist der Datenaustausch der Steuereinheit 22 in einem schematischen Flussdiagramm vereinfacht beispielhaft dargestellt. Das schematische Flussdiagramm ist in 3 allgemein mit 50 bezeichnet.
Die Steuereinheit 22 erhält von dem Satelliten 34 GPS-Daten, die mit 52 bezeichnet sind. Die Steuereinheit 22 erhält ferner vom Parkpilotsensor Positionsdaten 54, vom Lenkwinkelsensor Lenkwinkeldaten 56, vom Magnetdetektor Positionsdaten 58 und von der Ladeeinheit 20 Energietransferdaten 60. Auf Grundlage der Daten 52 bis 60 bestimmt die Steuereinheit 22 die Position des Fahrzeugs 10 relativ zu der Station 38 und positioniert das Kraftfahrzeug 10 in die optimale Position 48. Unter Umständen ist zur Erreichung der optimalen Position 48 noch eine Korrektur des Fahrzeugs 10 durch Verändern der Längsposition, der Querposition oder lediglich des Lenkwinkels nötig. Um diese Korrektur der aktuellen Position 46 durchzuführen und um die optimale Position 48 zu erreichen, steuert die Steuereinheit 22 über ein Steuersignal 62 den Fahrzeugantrieb 12 an, der entweder das Fahrzeug 10 in eine Vorwärtsrichtung oder eine Rückwärtsrichtung antreibt. Ferner steuert die Steuereinheit 22 zur Korrektur der Fahrzeugposition 46 den Lenkwinkelantrieb mittels eines Steuersignals 64 an. Dadurch ist alleine oder im Zusammenhang mit dem Steuersignal 62 für den Fahrzeugantrieb eine Korrektur der Fahrzeugposition 46 möglich. Die Steuereinheit 22 steuert ferner mittels eines Steuersignals 66 die Bremse des Kraftfahrzeugs 10 an, um das Kraftfahrzeug 10 zum Erreichen der optimalen Position 48 entsprechend zu verzögern.
Auf diese Weise kann die Steuereinheit 22 mit den erfassten Eingangssignalen 52 bis 60 die Position des Kraftfahrzeugs 10 bestimmen und über die Steuersignale 62 bis 66 das Kraftfahrzeug 10 in die optimale Position 48 bewegen.
In 4 ist ein Ablaufdiagramm zum Positionieren des Kraftfahrzeugs 10 schematisch und beispielhaft dargestellt und allgemein mit 70 bezeichnet.
Der Positionierungsvorgang wird eingeleitet mit einem Schritt des Messens der Größe der Parklücke, der bei 72 gezeigt ist. Ferner wird die Position des ersten Übertragungsgliedes der Ladeeinheit 40 grob erfasst, wie es bei 74 gezeigt ist. Auf Grundlage der Informationen aus Schritt 72 und 74 wird bei 76 geprüft, ob das Fahrzeug 10 in die optimale Position 48 gebracht werden kann, d.h. ob die Spule der Ladeeinheit 20 optimal über der Spule der Ladeeinheit 40 angeordnet werden kann. Ist eine Positionierung in die optimale Position 48 nicht möglich, wird bei 78 der Fahrer informiert und der Positionierungsvorgang abgebrochen bzw. nicht eingeleitet. Sofern eine Positionierung des Kraftfahrzeugs 10 in die optimale Position 48 möglich ist, wird die Positionierung eingeleitet, wie es bei 80 gezeigt ist. Der Positionierungsvorgang 80 beinhaltet die Schritte des autonomen Manövrierens des Kraftfahrzeugs 10 in die Parklücke, wie es bei 82 gezeigt ist, die Positionierung relativ zu der Ladeeinheit 40, wie es bei 84 gezeigt ist und eine abschließende Justierung der Ladeeinheit 20 über der Ladeeinheit 40, zur Optimierung der aktuellen Position 46, wie es bei 86 gezeigt ist.
In 5 ist ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch und beispielhaft dargestellt und allgemein mit 90 bezeichnet.
Bei 92 wird die Absicht des Fahrers zum Aufladen des Energiespeichers 18 angezeigt und die Spule der Ladeeinheit 40 erfasst. Bei 94 wird die Größe der Parklücke gemessen und die Position der Ladespule bestimmt. Danach wird bei 96 geprüft, ob ein Positionieren des Kraftfahrzeugs 10 möglich ist. Sofern dies nicht möglich ist, wird bei 98 dies dem Fahrer mitgeteilt. Sofern dies möglich ist, wird bei 100 um Bestätigung des automatischen Positionieren durch den Fahrer ersucht. Diese Bestätigung erfolgt üblicherweise über die HMI-Schnittstelle 36. Die Bestätigung durch den Fahrer mittels der HMI-Schnittstelle 36 erfolgt bei 102. Danach wird bei 104 geprüft, ob die Eingabe des Fahrers erfolgt ist bzw. korrekt erfolgt ist. Sofern die Fahrerbestätigung bei 102 nicht oder nicht korrekt erfolgt ist, wird der automatische Positionierungsvorgang des Fahrzeugs 10 bei 106 abgebrochen. Sofern die Fahrerbestätigung positiv erfolgt ist, wird bei 108 geprüft, ob Hindernisse in der Parklücke erfasst wurden. Sofern bei 108 Hindernisse positiv erfasst wurden, wird bei 110 der automatische Positionierungsvorgang des Fahrzeugs 10 abgebrochen. Sofern keine Hindernisse bei 108 erfasst wurden, wird der Positionierungsvorgang bei 112 fortgesetzt. Der Fahrer hat jederzeit die Möglichkeit, diesen Positionierungsvorgang abzubrechen, wie es durch die Rekursionsschleife 114 angedeutet ist. Sofern über die HMI-Schnittstelle 36 eine entsprechende Abbrucheingabe durch den Fahrer erfolgt (dies kann auch durch Betätigen des Bremspedals erfolgen), wird bei 106 der Positionierungsvorgang abgebrochen. Sofern diese Eingabe nicht erfolgt, wird bei 114 überprüft, ob die Halteposition oder die optimale Position 48 erreicht wurde. Sofern die optimale Position 48 nicht erreicht wurde, wird wiederum geprüft, ob Hindernisse in der Parklücke vorliegen, wie es durch eine Schleife 116 angedeutet ist. Sofern die optimale Position 48 erreicht ist, wird bei 118 das Kraftfahrzeug 10 angehalten und eine entsprechende Rückmeldung an den Fahrer gegeben.
Sofern Hindernisse erfasst werden, kann ein akkustisches Warnsignal an den Fahrer gegeben werden oder das Fahrzeug 10 automatisch gestoppt werden. Zusätzlich kann eine visuelle Warnung erfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2010/0117596 A1 [0004]
US 2009/0040068 A1 [0005]

Claims

Verfahren (70; 90) zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs (10) relativ zu einer Lade- oder Batteriewechselstation (38), wobei das Kraftfahrzeug (10) einen elektrischen Antrieb (14) und einen elektrischen Energiespeicher (18) aufweist, wobei der elektrische Energiespeicher (18) dazu ausgebildet ist, den elektrischen Antrieb (14) mit elektrischer Energie zu versorgen und/oder von dem elektrischen Antrieb (14) erzeugte Energie zu speichern, mit den Schritten: – Bestimmen (94) einer optimalen Position (48) des Kraftfahrzeugs (10) relativ zu der Station (38), – Prüfen ob ein fahrzeuggesteuertes Positionieren des Kraftfahrzeugs (10) in diese optimale Position (48) möglich ist (76; 96), – Aktivieren des fahrzeuggesteuerten Positionierens (102) durch den Fahrer, – fahrzeuggesteuertes Positionieren (80) des Kraftfahrzeugs (10) in die optimale Position (48).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Umgebung der Station (38) mittels Erfassungsmitteln (24) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei Objekte, insbesondere andere Kraftfahrzeuge (49), Personen oder Tiere, in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (10) während des Positionierens (80) erfasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei notwendige Maßnahmen zum Erreichen der optimalen Position (48) vor Einleiten des fahrzeuggesteuerten Positionierens (80) bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Halteposition des Kraftfahrzeugs (10) und/oder eine aktuelle Position (46) des Kraftfahrzeugs (10) während des Positionierens (80) relativ zu der Station (38) geprüft wird (84).
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Halteposition und/oder die aktuelle Position (46) fahrzeuggesteuert korrigiert wird (86) durch Änderung eines Lenkwinkels des Kraftfahrzeugs (10) und/oder Änderung der Längsposition des Kraftfahrzeugs (10) und/oder durch Änderung der Querposition des Kraftfahrzeugs (10).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Kraftfahrzeug (10) vor dem Erreichen einer Halteposition und/oder der optimalen Position (48) automatisch verzögert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das fahrzeuggesteuerte Positionieren auf der Grundlage von Funksignalen (28) oder Satellitensignalen (30) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Erreichen der optimalen Position (48) an den Fahrer zurückgemeldet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Ladestation (38) ein erstes Übertragungsglied (40) und das Kraftfahrzeug (10) ein zweites Übertragungsglied (20) aufweist, die zusammen eine Übertragungseinheit bilden, die dazu ausgelegt ist, elektromagnetische Energie von der Station (38) auf das Kraftfahrzeug (10) oder umgekehrt zu übertragen, wobei die Übertragungsglieder (20, 40) durch das Positionieren (80) des Kraftfahrzeugs (10) relativ zu der Station (38) zusammengeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Position (46) des Kraftfahrzeugs (10) in der Station (38) auf der Grundlage der Effizienz der Übertragung der elektromagnetischen Energie bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Effizienz durch Übertragung von elektromagnetischer Energie bestimmt wird, deren Leistung geringer ist als die Leistung bei einem Ladevorgang.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Positionieren (80) auf der Grundlage von Positionssignalen (44) erfolgt, die von Signalgebern (42) der Station (38) bereitgestellt und von Signalerfassungsmitteln (24) des Kraftfahrzeugs (10) erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Signalgeber (42) als magnetische, elektromagnetische, optische oder mechanische Signalgeber ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das erste Übertragungsglied (40) als Signalgeber verwendet wird.
Vorrichtung zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs (10) relativ zu einer Lade- oder Batteriewechselstation (38), mit Erfassungsmitteln (24) zum Erfassen der Umgebung des Kraftfahrzeugs (10) und einem Steuergerät (22), das dazu ausgebildet ist, das Verfahren (70; 90) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen.