DE102012217201B4

DE102012217201B4 - Fahrzeugorientierungshilfesystem

Info

Publication number: DE102012217201B4
Application number: DE102012217201.7A
Authority: DE
Inventors: Douglas R. Martin
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2017-07-13
Anticipated expiration: 2032-09-25
Also published as: CN103029624B; DE102012217201A1; CN103029624A; US20120095617A1; US8483899B2

Abstract

Fahrzeugorientierungshilfesystem (20), umfassend: einen Controller (24), der dazu konfiguriert ist, eine Eingabe zu empfangen, die eine relative Position zwischen einem Ladestutzen (34) und einer Ladestation (32) angibt, und um eine Ausgabe bereitzustellen, die als Reaktion auf die Eingabe einen Abstandsvektor (V3) dazwischen angibt; und eine Schnittstelle, die mit dem Controller (24) kommuniziert und dazu konfiguriert ist, ein Basiselement, das den Ladestutzen (34) darstellt, und ein Zielelement, das die Ladestation (32) darstellt, die im Verhältnis zueinander gemäß dem Abstandsvektor (V3) angeordnet sind, anzuzeigen, wobei der Ladestutzen (34) mit einem Fahrzeug (22) integriert ist, und wobei die Eingabe mindestens zwei Richtungssignale umfasst, wobei jedes Richtungssignal eine Winkelrichtung (DIR_θn) zwischen einer Stelle am Fahrzeug und einer Stelle der Ladestation (32) angibt, und wobei der Controller (24) den Abstandsvektor (V3) als Reaktion auf die mindestens zwei Richtungssignale trianguliert, und umfassend drei Sensorarrays (98), die mit dem Controller (24) kommunizieren, wobei jedes Sensorarray (98) dazu konfiguriert ist, ein Richtungssignal bereitzustellen, das die Winkelrichtung (DIR_θn) zwischen dem Sensorarray (98) und der Ladestation (32) angibt, wobei der Controller (24) dazu konfiguriert ist, die Ausgabe bereitzustellen, die den Abstandsvektor als Reaktion auf die Richtungssignale angibt, und wobei jedes Sensorarray (98) mindestens drei Sensoren (S1, S2, ...) umfasst, die jeweils konfiguriert sind, um eine Ausgabe bereitzustellen, die einen Zeitpunkt angibt, zu dem ein Signal von einem Transmitter empfangen wurde, der elektrisch an die Ladestation (32) angeschlossen ist, wobei die Sensoren (S1, S2, ...) gleichmäßig beabstandet um eine Mittelachse (104) herum angeordnet sind, und wobei um die Mittelachse (104) herum ein Koordinatensystem mit vier Quadranten gebildet wird, und wobei durch einen Unterschied zwischen den Zeitpunkten, zu denen Signale empfangen werden, bestimmt wird, in welchem Quadranten sich die Ladestation (32) befindet, um Gleichungen auszuwählen, um aus vorherbestimmten Daten die Winkelrichtungen (DIR_θn) von eine Querachse (105) aus, die sich durch die Mittelpunkte zweier ...

Description

Eine oder mehrere Ausführungsformen betreffen ein Fahrzeugorientierungshilfesystem zum Bestimmen einer Fahrzeugposition im Verhältnis zu einer externen Energieversorgung, um das Aufladen der Fahrzeugbatterie zu erleichtern.
Batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs) und Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (PHEVs) kann man an eine externe Energieversorgung anschließen, um eine Fahrzeugbatterie aufzuladen. Solche Fahrzeuge umfassen typischerweise ein Ladekabel, das sich von einer externen Energieversorgung aus erstreckt und physisch an eine Fahrzeugladestation angeschlossen wird, um das Aufladen der Fahrzeugbatterie zu erleichtern. Derartige Ladekabel führen jedoch leicht zu Bedienungsfehlern. Falls der Benutzer beispielsweise das Ladekabel nicht richtig anschließt oder ganz vergisst, das Ladekabel anzuschließen, dann wird die Batterie nicht aufgeladen. Ferner kann der Benutzer das Ladekabel oder das Fahrzeug beschädigen, falls er vergisst, das Ladekabel abzunehmen, bevor er von der externen Energieversorgung abfährt. Zudem muss das Ladekabel an einem sicheren Ort aufbewahrt werden, wenn es nicht gebraucht wird. Beispielsweise kann das Ladekabel beschädigt werden, falls der Benutzer das Ladekabel auf dem Boden liegen lässt und aus Versehen darüber fährt.
Die Fahrzeuge können Sensoren umfassen, um Signale bereitzustellen, die den Standort von externen Objekten im Verhältnis zum Fahrzeug angeben. Beispielsweise umfassen einige Fahrzeuge Rücksensoren, um Objekte hinter dem Fahrzeug zu erkennen, wenn das Fahrzeug im Rückwärtsgang fährt und „sich rückwärts bewegt”. Andere Fahrzeuge umfassen Sensoren, um Objekte in der Nähe des Fahrzeugs zu erkennen, und das Fahrzeug umfasst einen Controller, um die Lenkung des Fahrzeugs zu steuern, während sich das Fahrzeug rückwärts bewegt oder parallel einparkt.
Die US 2010/0161217 A1 offenbart eine Fahrzeugführungsvorrichtung zum Laden der Fahrzeugbatterie. Ein Fahrzeug kann kontaktlos aufgeladen werden und wird hierbei geführt.
Die WO 2010/022059 A1 offenbart ein Ladegerät für eine Fahrzeugbatterie und ein Fahrzeugbatterieladesystem, wobei das System eine Kontrolleinheit umfasst, welche es einem Verwender ermöglicht, einen Zeitpunkt anzugeben, bei welchem der Ladevorgang begonnen oder beendet werden soll.
Die US 2008/0204322 A1 bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen von Positionsinformationen, die sich auf ein Objekt beziehen, welches einen Sender beinhaltet.
Bei einer Ausführungsform wird ein Fahrzeugorientierungshilfesystem mit einem Controller bereitgestellt, das dazu konfiguriert ist eine Eingabe zu empfangen, die eine relative Position zwischen einem Ladestutzen und einer Ladestation angibt, und um eine Ausgabe bereitzustellen, die einen Abstandsvektor dazwischen als Reaktion auf die Eingabe angibt. Eine Schnittstelle kommuniziert mit dem Controller und ist dazu konfiguriert ein Basiselement, das den Ladestutzen darstellt, und ein Zielelement, das die Ladestation darstellt, die im Verhältnis zu einander gemäß dem Abstandsvektor positioniert sind, anzuzeigen.
Bei einer anderen Ausführungsform wird ein Fahrzeugorientierungshilfesystem mit einem Sensorarray bereitgestellt, das mindestens zwei Sensoren und einen Mikrocontroller umfasst. Jeder Sensor ist dazu konfiguriert eine Ausgabe bereitzustellen, die einen Zeitpunkt angibt, zu dem ein Signal von einem Transmitter empfangen wurde. Der Mikrocontroller kommuniziert mit den Sensoren und ist dazu konfiguriert eine Ausgabe bereitzustellen, die eine Winkelrichtung zwischen dem Sensorarray und dem Transmitter angibt. Wobei die Winkelrichtung auf einem Unterschied zwischen den Zeitpunkten, zu denen die Signale empfangen wurden, basiert.
Bei noch einer anderen Ausführungsform wird ein Fahrzeug mit einem Ladestutzen, der dazu konfiguriert ist einen induktiven Ladestrom zu empfangen, bereitgestellt. Das Fahrzeug ist auch mit mindestens zwei Sensorarrays und einem Controller versehen. Jedes Sensorarray ist dazu konfiguriert eine Ausgabe bereitzustellen, die eine Winkelrichtung zwischen dem Sensorarray und einem von dem Fahrzeug entfernten Transmitter angibt. Der Controller ist dazu konfiguriert eine Ausgabe bereitzustellen, die einen Abstandsvektor zwischen dem Ladestutzen und dem Transmitter angibt, basierend auf der Ausgabe, welche die Winkelrichtung zwischen den Sensorarrays und dem Transmitter angibt. Eine Schnittstelle kommuniziert mit dem Controller und ist dazu konfiguriert ein Basiselement, das den Ladestutzen darstellt, und ein Zielelement, das eine Ladestation darstellt, die im Verhältnis zu einander gemäß dem Abstandsvektor positioniert sind, anzuzeigen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugorientierungshilfesystems gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen, und ist abgebildet, wie es sich in einer teilweise aufgerissenen Struktur mit einer externen Energieversorgung befindet;
2 ein schematisches Diagramm, welches das Fahrzeugorientierungshilfesystem aus 1 weiter abbildet, und das mit der externen Energieversorgung abgebildet ist;
3 eine vordere perspektivische Ansicht einer Benutzerschnittstelle des Fahrzeugorientierungshilfesystems aus 1;
4 ein anderes schematisches Diagramm des Fahrzeugorientierungshilfesystems aus 1, das mit der externen Energieversorgung abgebildet ist;
5 eine Teilansicht des Fahrzeugorientierungshilfesystems aus 4, das mit einem vergrößerten Sensorarray und einer Mittelachse abgebildet ist;
6 eine Teilansicht des Fahrzeugorientierungshilfesystems aus 4, das um die Mittelachse gedreht abgebildet ist;
7 ein Diagramm, welches das Fahrzeugorientierungshilfesystem aus 6 weiter abbildet;
8 ein Ablaufschema, welches ein Verfahren zum Bestimmen einer Fahrzeugposition im Verhältnis zu einer externen Energieversorgung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen abbildet;
9 eine vergrößerte Ansicht der Benutzerschnittstelle aus 3 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen, und bildet eine nicht ausgerichtete Fahrzeugposition ab;
10 eine andere vergrößerte Ansicht der Benutzerschnittstelle aus 3, die eine ausgerichtete Fahrzeugposition abbildet;
11 ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugorientierungshilfesystems gemäß einer anderen Ausführungsform; und
12 ein Ablaufschema, das ein Verfahren zum Übermitteln des Fahrzeugabstandsstatus und des Ladestatus an einen Benutzer gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen abbildet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Je nach Bedarf werden hier ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen für die Erfindung, die in diversen und alternativen Formen ausgebildet sein kann, rein beispielhaft sind. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert sein, um Einzelheiten von bestimmten Bestandteilen zu zeigen. Daher sind die hier offenbarten spezifischen strukturellen und funktionellen Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern nur als eine repräsentative Grundlage zur Belehrung des Fachmanns, um die vorliegende Erfindung auf verschiedene Art und Weise umzusetzen.
Mit Bezug auf 1 wird ein Fahrzeugorientierungshilfesystem gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen abgebildet und wird im Allgemeinen mit der Nummer 20 bezeichnet. Das Orientierungshilfesystem 20 ist innerhalb eines Fahrzeugs 22 abgebildet. Das Orientierungshilfesystem 20 umfasst einen Führungs-Controller 24 und eine Benutzerschnittstelle 26, die miteinander in Verbindung stehen. Der Controller 24 empfängt Eingangssignale und bestimmt eine augenblickliche Position des Fahrzeugs 22 im Verhältnis zu einer externen Energieversorgung 28 und einen Ladestatus. Der Controller 24 sendet diese Informationen an die Benutzerschnittstelle 26, die wiederum die Informationen an den Fahrer übermittelt. Der Fahrer verwendet diese Informationen als Orientierungshilfe, um das Fahrzeug 22 auf die externe Energieversorgung 28 auszurichten.
Die externe Energieversorgung 28 umfasst eine Energiequelle 30 und eine Ladestation 32. Die externe Energiequelle 30 kann eine Vorrichtung umfassen, um erneuerbare Ressourcen zu nutzen, wie etwa Sonnenlicht und Windenergie. Bei der abgebildeten Ausführungsform ist die Energiequelle 30 ein Solarmodul, das Solarenergie (Sonnenlicht) in elektrische Gleichstrom-(DC)Energie umwandelt. Andere Ausführungsformen der Energiequelle 30 umfassen eine (nicht gezeigte) Windturbine, um Windenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Eine externe Batterie 31 ist zwischen der Energiequelle 30 und der Ladestation 32 angeordnet, um die DC-Energie zu speichern. Bei einer Ausführungsform ist die externe Batterie 31 eine wiederverwertete Hochspannungsbatterie eines HEV, PHEV oder BEV. Zudem ist ein Wechselrichter 33 zwischen der externen Batterie 31 und der Ladestation 32 angeschlossen, um die DC-Energie in Wechselstrom (AC) umzuwandeln. Alternativ kann die externe Energieversorgung 28 an das (nicht gezeigte) Stromnetz angeschlossen sein, wobei die Energiequelle 30 eine AC-Energiequelle oder ein (nicht gezeigter) Netzanschluss ist.
Das Fahrzeug 22 ist zum induktiven Aufladen konfiguriert. Das Fahrzeug 22 umfasst einen Ladestutzen 34, der gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen an einer externen Bodenfläche des Fahrzeugs montiert ist. Der Ladestutzen 34 wird auf die Ladestation 32 ausgerichtet, um elektrische Energie zu empfangen. Das induktive Aufladen benötigt keinen physischen Kontakt zwischen dem Ladestutzen 34 und der Ladestation 32, was einige der Probleme einschränkt, die mit Ladekabeln und physischen Anschlüssen verknüpft sind. Der Ladestutzen 34 und die Ladestation 32 müssen jedoch im Allgemeinen für wirksames induktives Aufladen nahe aneinander liegen. Da der Ladestutzen 34 vom Fahrersitz aus nicht sichtbar ist, ist es für den Fahrer schwierig, den Ladestutzen 34 auf die Ladestation 32 auszurichten, ohne Orientierungshilfe oder eine gewisse Rückmeldung.
Das Orientierungshilfesystem 20 übermittelt dem Benutzer Fahrzeugpositionsinformationen, so dass der Benutzer den Ladestutzen 34 auf die Ladestation 32 ausrichten kann. Mindestens eine Ausführungsform des Orientierungshilfesystems 20 wird für ein Fahrzeug 22 in Betracht gezogen, das eine Einparkhilfefunktion aufweist, wodurch andere Fahrzeugsysteme als Reaktion auf Fahrzeugpositionsinformationen, die von dem Orientierungshilfesystem 20 bereitgestellt werden, den Ladestutzen 34 auf die Ladestation 32 ausrichten. Die Ladestation 32 kann in einer festen Position gesichert werden. Alternativ kann die Station 32 mit einem Stellglied 35 gekoppelt sein, um sich auf den Ladestutzen 34 zu zubewegen.
2 ist ein schematisches Diagramm, welches das Fahrzeugorientierungshilfesystem 20 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen weiter abbildet. Die abgebildete Ausführungsform stellt das Fahrzeug 22 als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) dar, wobei es sich um ein vollelektrisches Fahrzeug handelt, das von einem oder mehreren Elektromotoren 36 ohne Unterstützung durch eine (nicht gezeigte) Brennkraftmaschine angetrieben wird. Der Motor 36 empfängt elektrische Energie und stellt mechanische Rotationsausgangsenergie bereit. Der Motor 36 ist mechanisch an ein Getriebe 38 angeschlossen, um das Ausgangsdrehmoment und die Geschwindigkeit des Motors 36 um ein vorherbestimmtes Übersetzungsverhältnis anzupassen. Das Getriebe 38 ist an einen Satz von Antriebsrädern 40 durch eine Abtriebswelle 42 angeschlossen. Andere Ausführungsformen des Fahrzeugs 22 umfassen mehrere (nicht gezeigte) Motoren zum Antreiben des Fahrzeugs 22. Der Motor 36 kann auch als Generator funktionieren, um mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Ein Hochspannungsbus 44 schließt den Motor 36 elektrisch über einen Wechselrichter 48 an ein Energiespeichersystem 46 an. Der Hochspannungsbus 44 ist in 2 als durchgehende Linie abgebildet.
Das Energiespeichersystem 46 umfasst eine Hauptbatterie 50 und ein Batterieenergie-Steuermodul (BECM) 52 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Die Hauptbatterie 50 ist eine Hochspannungsbatterie, die in der Lage ist, elektrische Energie auszugeben, um den Motor 36 zu betreiben. Gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen kann die Hauptbatterie 50 ein Batterieblock sein, der aus mehreren Batteriemodulen besteht. Jedes Batteriemodul kann eine Vielzahl von Batteriezellen umfassen. Die Batteriezellen können unter Verwendung vorhandener Fahrzeugkabinenluft luftgekühlt sein. Die Batteriezellen können auch unter Verwendung eines Fluidkühlmittelsystems beheizt oder gekühlt sein. Das BECM 52 dient als Controller für die Hauptbatterie 50. Das BECM 52 kann auch ein elektronisches Überwachungssystem umfassen, das Temperatur und Ladezustand jeder der Batteriezellen verwaltet. Andere Ausführungsformen des Fahrzeugs 22 ziehen verschiedene Arten von Energiespeichersystemen in Betracht, wie etwa Kondensatoren und Brennstoffzellen (nicht gezeigt).
Der Motor 36, das Getriebe 38 und der Wechselrichter 48 können zusammen als Antriebsstrang 54 bezeichnet werden. Ein Fahrzeug-Controller 56 steuert die Bestandteile des Antriebsstrangs 54 gemäß einer Ausführungsform. Obwohl er als einzelner Controller gezeigt wird, kann der Fahrzeug-Controller 56 mehrere Controller umfassen, die man verwenden kann, um mehrere Fahrzeugsysteme zu steuern. Beispielsweise kann der Fahrzeug-Controller 56 ein Fahrzeugsystem-Controller/Triebstrangsteuermodul (VSC/PCM) sein. In dieser Hinsicht kann es sich bei dem PCM-Teil des VSC/PCM um eine Software handeln, die in den VSC/PCM eingebettet ist, oder es kann sich um eine getrennte Hardware-Vorrichtung handeln. Der Fahrzeug-Controller 56 und der Controller 24 umfassen im Allgemeinen eine beliebige Anzahl von Mikroprozessoren, ASICs, ICs, Speichern (z.B. FLASH, ROM, RAM, EPROM und/oder EEPROM) und Software-Code, um zusammenzuwirken, um eine Reihe von Vorgängen auszuführen. Der Fahrzeug-Controller 56 kommuniziert mit anderen Controllern (z.B. BECM 52) über eine verkabelte Fahrzeugverbindung 58 unter Verwendung eines üblichen Busprotokolls (z.B. CAN).
Gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen umfasst der Antriebsstrang 54 ein Antriebsstrangsteuermodul (TCM) 60, das dazu konfiguriert ist spezifische Bestandteile innerhalb des Antriebsstranges 54, wie etwa den Motor 36 und/oder den Wechselrichter 48, zu koordinieren. Das TCM 60 kann mit dem Fahrzeug-Controller 56 über den CAN-Bus 58 kommunizieren. Das TCM 60 kann einen Motor-Controller umfassen, um unter anderem Position, Geschwindigkeit, Energieverbrauch und Temperatur des Motors 36 zu überwachen. Unter Verwendung dieser Informationen und eines Drosselbefehls durch den Fahrer können der Motor-Controller und der Wechselrichter 48 die Gleichstrom-(DC)Spannungsversorgung durch die Hauptbatterie 50 in Signale umwandeln, die verwendet werden können, um den Motor 36 anzutreiben. Einige oder alle dieser diversen Controller können ein Steuersystem bilden, das beispielhaft der Fahrzeug-Controller 56 sein kann. Obwohl er in Zusammenhang mit dem Fahrzeug 22, das ein BEV ist, abgebildet ist und beschrieben wird, versteht es sich, dass Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung bei andersartigen Fahrzeugen eingesetzt werden können, wie etwa bei denjenigen, die entweder alleine oder zusätzlich zu einer oder mehreren elektrischen Maschinen durch eine Brennkraftmaschine betrieben werden (z.B. HEVs, PHEVs usw.).
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen ist das Fahrzeug 22 zur automatischen Antriebssteuerung konfiguriert. Beispielsweise ist das Fahrzeug 22 bei einer Ausführungsform als BEV konfiguriert und umfasst eine Einparkhilfefunktion, wodurch das TCM 60 das Abtriebsmoment des Motors 36 als Reaktion auf die Fahrzeugpositionsinformationen, die von dem Orientierungshilfesystem 20 bereitgestellt werden, steuert, um das Fahrzeug 22 anzutreiben. Bei einer anderen Ausführungsform ist das Fahrzeug 22 als HEV oder PHEV konfiguriert und umfasst eine Einparkhilfefunktion, wodurch der Fahrzeug-Controller 56 den (nicht gezeigten) Motor steuert, um das Fahrzeug 22 als Reaktion auf die Fahrzeugpositionsinformationen, die von dem Orientierungshilfesystem 20 bereitgestellt werden, anzutreiben.
Das Fahrzeug 22 umfasst ein Klimasteuersystem 62 zum Heizen und Kühlen diverser Fahrzeugbestandteile. Das Klimasteuersystem 62 umfasst eine elektrische Hochspannungsheizung 64 mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) und einen elektrischen HLK-Hochspannungskompressor 66 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Die PTC-Heizung 64 kann verwendet werden, um Kühlmittel zu erhitzen, das zur Heizung eines Personenkraftwagens und zur Hauptbatterie 50 fließt. Sowohl die PTC-Heizung 64 als auch der HLK-Kompressor 66 können elektrische Energie direkt von der Hauptbatterie 50 entnehmen. Das Klimasteuersystem 62 kann einen (nicht gezeigten) Controller umfassen, um mit dem Fahrzeug-Controller 56 über den CAN-Bus 58 zu kommunizieren. Der Ein-/Aus-Status des Klimasteuersystems 62 wird dem Fahrzeug-Controller 56 mitgeteilt und kann beispielsweise auf dem Status eines vom Bediener betätigten Schalters basieren oder auf der automatischen Steuerung des Klimasteuersystems 62, die auf damit zusammenhängenden Funktionen, wie etwa der Scheibenheizung, basiert.
Das Fahrzeug 22 umfasst eine sekundäre Batterie 68, wie etwa eine typische 12-Volt-Batterie, gemäß einer Ausführungsform. Die sekundäre Batterie 68 kann verwendet werden, um diverses anderes Zubehör, Scheinwerfer und dergleichen (hier gemeinsam als Zubehör 70 bezeichnet) mit Strom zu versorgen. Ein Gleichstromwandler 72 kann elektrisch zwischen der Hauptbatterie 50 und der sekundären Batterie 68 eingeschoben sein. Der Gleichstromwandler 72 passt den Spannungspegel an, bzw. „transformiert ihn herunter”, um es der Hauptbatterie 50 zu ermöglichen, die sekundäre Batterie 68 aufzuladen. Ein Niederspannungsbus 74 schließt den Gleichstromwandler 72 elektrisch an die sekundäre Batterie 68 und das Zubehör 70 an. Der Niederspannungsbus 74 ist in 2 als durchgezogene Linie abgebildet.
Das Fahrzeug 22 umfasst ein Wechselstromladegerät 76, um die Hauptbatterie 50 aufzuladen. Das Wechselstromladegerät 76 ist an den Ladestutzen 34 angeschlossen, um von der externen Energieversorgung 28 Wechselstromenergie zu empfangen. Das Wechselstromladegerät 76 umfasst eine Leistungselektronik, die verwendet wird, um die Wechselstromenergie, die von der externen Energieversorgung 28 empfangen wird, in Gleichstromenergie umzuwandeln bzw. „gleichzurichten”, um die Hauptbatterie 50 aufzuladen. Das Wechselstromladegerät 76 ist dazu konfiguriert eine oder mehrere herkömmliche Spannungsquellen von der externen Energieversorgung 28 (z.B. 110 Volt, 220 Volt usw.) zu handhaben.
Der Ladestutzen 34 wird auf die Ladestation 32 ausgerichtet, um elektrische Energie zu empfangen. Die externe Energieversorgung 28 umfasst eine Primärspule 78, die in der Ladestation 32 angeordnet ist und an die Energiequelle 30 angeschlossen ist. Der Ladestutzen 34 umfasst eine Sekundärspule 80, die an das Wechselstromladegerät 76 angeschlossen ist. Die Energiequelle 30 versorgt die Primärspule 78 mit Strom, der ein (nicht gezeigtes) Magnetfeld um die Primärspule 78 herum aufbaut. Die Sekundärspule 80 kann elektromagnetisch mit der Primärspule 78 gekoppelt sein, indem der Ladestutzen 34 an die Ladestation 32 angeschlossen wird, und indem die Sekundärspule 80 in das Magnetfeld gesetzt wird. Dieses Magnetfeld induziert Strom in die Sekundärspule 80, um die Hauptbatterie 50 aufzuladen, was man als induktives Aufladen bezeichnet.
Die externe Energieversorgung 28 umfasst einen externen Controller 82 zur Kommunikation mit einem oder mehreren Controllern des Fahrzeugs 22 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Der externe Controller 82 kann drahtlos kommunizieren, beispielsweise unter Verwendung von Hochfrequenz-(HF), Infrarot-(IF) oder Schallkommunikation. Beispielsweise kommuniziert der externe Controller 82 bei einer Ausführungsform mit dem Controller 24 des Orientierungshilfesystems 20 unter Verwendung einer HF-Kommunikation; und der Controller 24 kommuniziert mit dem Fahrzeug-Controller 56 über einen verkabelten elektrischen Anschluss. Bei einer anderen Ausführungsform umfasst der Ladestutzen 34 einen Mikrocontroller 102 (in 5 gezeigt), um sowohl mit dem externen Controller 82 als auch mit dem Controller 24 zu kommunizieren. In 2 ist die drahtlose Kommunikation mit gestrichelten Signallinien dargestellt.
Der externe Controller 82 kommuniziert mit der Ladestation 32, um die elektrische Energie zu steuern, die dem Fahrzeug 22 bereitgestellt wird. Bei einer Ausführungsform kommuniziert der externe Controller 82 mit Schaltern (nicht gezeigt, z.B. IGBTs) zwischen der Quelle 30 und der Primärspule 78, um nur Strom fließen zu lassen, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Beispielsweise kann der externe Controller 82 das Aufladen verhindern, es sei denn, der Fahrzeug-Controller 56 hat das Aufladen angefragt, oder es sei denn, der Ladestutzen 34 befindet sich in einem vorherbestimmten Abstand von der Ladestation 32.
In 2 werden auch vereinfachte schematische Darstellungen eines Fahrerbedienungssystems 84, eines Servolenkungssystems 86 und eines Navigationssystems 88 gezeigt. Das Fahrerbedienungssystem 84 umfasst die Systeme zum Bremsen, Beschleunigen und Gangschalten (Schalten) (alle nicht gezeigt). Das Bremssystem kann ein Bremspedal, Positionssensoren, Drucksensoren oder eine Kombination davon sowie eine mechanische Verbindung mit den Fahrzeugrädern, wie etwa den Hauptantriebsrädern 40, umfassen, um eine Reibungsbremsung auszuführen. Das Bremssystem kann auch für regeneratives Bremsen konfiguriert sein, wobei man die Bremsenergie auffangen und als elektrische Energie in der Hauptbatterie 50 speichern kann. Das Beschleunigungssystem kann ein Gaspedal umfassen, das einen oder mehrere Sensoren aufweist, die wie die Sensoren im Bremssystem Informationen, wie etwa Drosseleingabe, für den Fahrzeug-Controller 56 bereitstellen können. Das Gangschaltungssystem kann einen Schalthebel umfassen, um manuell eine Gangeinstellung des Getriebes 38 auszuwählen. Das Gangschaltungssystem kann einen Schaltpositionssensor umfassen, um dem Fahrzeug-Controller 56 Schalthebel-Schaltinformationen (z.B. PRNDL) bereitzustellen.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das Servolenkungssystem 86 ein (nicht gezeigtes) Lenkstellglied zur automatischen Lenksteuerung. Das Lenkstellglied ist mit den Antriebsrädern 40 gekoppelt, um einen (nicht gezeigten) Lenkwinkel jedes Rades 40 als Reaktion auf ein Eingangssignal anzupassen. Beispielsweise kann das Fahrzeug 22 eine Einparkhilfefunktion umfassen, wodurch der Fahrzeug-Controller 56 oder ein anderer Controller das Lenkstellglied steuert, um das Fahrzeug 22 als Reaktion auf Fahrzeugpositionsinformationen, die von dem Orientierungshilfesystem 20 bereitgestellt werden, zu lenken.
Das Navigationssystem 88 kann eine Navigationsanzeige umfassen, eine Einheit mit einem globalen Positionsbestimmungssystem (GPS), einen Navigations-Controller und Eingänge (alle nicht gezeigt), um Zielinformationen oder andere Daten von einem Fahrer zu empfangen. Diese Bestandteile können für das Navigationssystem 88 einzigartig sein oder mit anderen Systemen gemeinsam genutzt werden. Beispielsweise verwenden das Navigationssystem 88 und das Orientierungshilfesystem 20 bei einer oder mehreren Ausführungsformen beide eine gemeinsam genutzte Benutzerschnittstelle 26. Das Navigationssystem 88 kann auch Informationen über Distanz und/oder Standort, die mit dem Fahrzeug 22 verknüpft sind, seine angestrebten Ziele oder andere relevante GPS-Wegepunkte bereitstellen.
Das Fahrzeugorientierungshilfesystem 20 stellt dem Fahrer Informationen über die Position des Fahrzeugs 22 im Verhältnis zur externen Energieversorgung 28 und den Ladestatus bereit. Der Fahrzeug-Controller 56 empfängt Eingangssignale, welche die aktuellen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs 22 angeben. Beispielsweise kann der Fahrzeug-Controller 56 Eingangssignale von dem BECM 52, dem Antriebsstrang 54 (z.B. dem Motor 36 und/oder dem Wechselrichter 48), dem Klimasteuersystem 62, dem Fahrerbedienungssystem 84, dem Servolenkungssystem 86 oder dergleichen empfangen. Der Fahrzeug-Controller 56 stellt dem Controller 24 eine Ausgabe bereit, so dass die Benutzerschnittstelle 26 einem Fahrer Fahrzeugpositionsinformationen, Ladestatus oder andere Informationen über den Betrieb des Fahrzeugs 22 bereitstellt.
Mit Bezug auf 3 übermittelt die Benutzerschnittstelle 26 dem Fahrer Informationen, wie etwa Fahrzeugposition und Ladestatus. Die Benutzerschnittstelle 26 befindet sich in einem zentralen Teil eines Armaturenbretts 90 („Mittelkonsole”) gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Zudem kann die Benutzerschnittstelle 26 Teil eines anderen Anzeigesystems sein, wie etwa des Navigationssystems 88, oder kann Teil eines dedizierten Orientierungshilfesystems 20 sein. Die Benutzerschnittstelle 26 kann ein Flüssigkristall-Display (LCD), ein Plasma-Display, ein organisches Leucht-Display (OLED) oder ein beliebiges anderes geeignetes Display sein. Die Benutzerschnittstelle 26 kann einen Berührungsbildschirm oder einen oder mehrere Knöpfe (nicht gezeigt), wozu richtige Knöpfe oder Software-Schaltflächen gehören, die sich neben der Benutzerschnittstelle 26 befinden, umfassen, um die Fahrereingabe auszuführen. Andere Bedienereingaben, die dem Durchschnittsfachmann bekannt sind, können ebenfalls verwendet werden, ohne den Umfang der vorliegenden Anmeldung zu verlassen. Gemäß einer anderen Ausführungsform befindet sich die Benutzerschnittstelle 26 in einer Instrumententafel 92. Die Benutzerschnittstelle 26 kann ein digitales Display oder ein Zeichen 94, das als Reaktion auf Signale von dem Controller 24 von einer darunterliegenden Lichtquelle beleuchtet wird, sein. Alternativ kann die Benutzerschnittstelle 26 ein Bild sein, das vor dem Fahrer projiziert wird (nicht gezeigt).
4 bildet eine schematische Draufsicht des Fahrzeugorientierungshilfesystems 20 nach mindestens einer Ausführungsform ab. Das Orientierungshilfesystem 20 bestimmt die Position des Ladestutzenes 34 im Verhältnis zur Ladestation 32 und übermittelt dem Fahrer über die Benutzerschnittstelle 26 eine visuelle Darstellung dieser Position (in 3 gezeigt).
Die externe Energieversorgung 28 umfasst einen Transmitter, wie etwa eine Bake 96, die mit der Ladestation 32 gekoppelt ist, um mit dem Orientierungshilfesystem 20 zu kommunizieren. Die Bake 96 ist dazu konfiguriert ein drahtloses Signal auf einer vorherbestimmten Frequenz (z.B. zwischen 3 kHz und 300 GHz) als Reaktion auf Anweisungen, die von dem externen Controller 82 empfangen werden (in 2 gezeigt), zu senden. Das drahtlose Signal ist in 2 mit beabstandeten Linien, die sich von der Bake 96 aus erstrecken, dargestellt. Der Controller 24 kann eine Kommunikation mit dem externen Controller 82 einleiten, um die Bake 96 zu aktivieren. Der Controller 24 kann einen (nicht gezeigten) Transmitter umfassen, der ein Aktivierungssignal an einen (nicht gezeigten) Empfänger des externen Controllers 82 sendet. Bei Empfang des Aktivierungssignals wird der externe Controller 82 „aufgeweckt”, falls sich der externe Controller 82 gerade in einem „Ruhe-”Modus befindet, indem die entsprechenden Schaltungen mit Strom versorgt werden. Der externe Controller 82 aktiviert die Bake 96, damit sie mit dem Senden beginnt. Bei einer Ausführungsform aktiviert der externe Controller 82 die Bake 96 als Reaktion darauf, dass sich ein (nicht gezeigtes) Garagentor öffnet. Bei einer derartigen Ausführungsform kann ein (nicht gezeigter) Türsensor dem externen Controller 82 ein Eingangssignal bereitstellen, das eine Position des Garagentors angibt. Alternative Ausführungsformen des Orientierungshilfesystems ziehen in Betracht, dass der externe Controller 82 als Reaktion auf den Empfang von Eingangssignalen von einer anderen externen Vorrichtung (wie etwa einem Garagentoröffner) aktiviert bzw. „aufgeweckt” wird; oder dass die Bake 96 ständig sendet und daher nicht „aufgeweckt” werden muss.
Mit Bezug auf 4 und 5 umfasst das Fahrzeug 22 eine Vielzahl von Sensorarrays 98, um das drahtlose Signal von der Bake 96 zu empfangen. Die Sensorarrays 98 sind jeweils in der Nähe des Ladestutzenes 34 befestigt. Die Sensorarrays 98 sind an verschiedenen Stellen befestigt, je nach Art der empfangenen drahtlosen Signale. Beispielsweise sind die Sensorarrays 98 bei einer Ausführungsform konfiguriert, um ein HF-Signal zu empfangen, und können daher intern oder in einem (nicht gezeigten) Schutzgehäuse angebracht sein. Bei anderen Ausführungsformen sind die Sensorarrays 98 für eine IR-Kommunikation konfiguriert und sind daher extern angebracht, um ein IR-Signal an einer Sichtlinie entlang zu empfangen.
Bei der abgebildeten Ausführungsform umfasst das Fahrzeug 22 drei Sensorarrays 98, die im Allgemeinen mit A1, A2 und A3 bezeichnet sind. Jedes Sensorarray 98 umfasst drei Sensoren 100 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Beispielsweise umfasst das Sensorarray A1 die Sensoren S1, S2 und S3 (nicht gezeigt); das Sensorarray A2 umfasst die Sensoren S4, S5 und S6 (nicht gezeigt); und das Sensorarray A3 umfasst die Sensoren S7, S8 und S9 (in 5 gezeigt). Jedes Sensorarray 98 umfasst einen Mikrocontroller 102 zur Kommunikation mit den Sensoren des entsprechenden Arrays 98. Jeder Sensor 100 sendet eine Ausgabe, wie etwa ein Zeitmesssignal (TIME_N_MSMT), an den entsprechenden Mikrocontroller 102, das den Zeitpunkt angibt, zu dem der individuelle Sensor 100 das drahtlose Signal von der Bake 96 empfangen hat. Das Signal TIME_N_MSMT ist ein analoges Signal gemäß einer Ausführungsform. Andere Ausführungsformen ziehen einen einzigen Mikrocontroller 102 zur Kommunikation mit allen Sensorarrays 98 in Betracht.
5 bildet eine vergrößerte Ansicht des Sensorarrays A3 ab, das im Verhältnis zur Ladestation 32 orientiert ist. Jeder Sensor 100 eines Arrays 98 ist von jedem der anderen Sensoren 100 innerhalb des Arrays 98 gleichmäßig beabstandet. Beispielsweise stellt 5 das Sensorarray A3 als drei Sensoren (S7, S8 und S9) aufweisend dar, die jeweils in Hundertzwanzig-Grad-Intervallen voneinander um eine Mittelachse 104 herum gleichmäßig beabstandet sind. Ein Koordinatensystem mit vier Neunzig-Grad-Quadranten (I, II, III und IV) ist um die Mittelachse 104 herum abgebildet.
Jeder Mikrocontroller 102 bestimmt die Winkelrichtung (θ) der Bake 96 im Verhältnis zu dem entsprechenden Sensorarray 98. Zunächst wandelt der Mikrocontroller die analogen Signale TIME_N_MSMT in digitale Daten (Tn) um. Der Mikrocontroller 102 umfasst eine (nicht gezeigte) Signalaufbereitungseinrichtung, um alle diese empfangenen Signale für die Analyse zu ändern. Bei einer Ausführungsform teilt der Mikrocontroller 102 dem erstmaligen Signal, das empfangen wird, einen Wert von Null zu und startet einen Zeitmesser. Der Mikrocontroller 102 teilt dann einen Datenwert für jedes anschließend empfangene Zeitsignal basierend auf der Zeitverzögerung zwischen den Signalen zu. Die Datenwerte (Tn) entsprechen dem Abstand zwischen jedem Sensor 100 und der Bake 96. Wie in 5 abgebildet, entspricht der Datenwert T7 dem Abstand zwischen dem Sensor S7 und der Bake 96; der Datenwert T8 entspricht dem Abstand zwischen dem Sensor S8 und der Bake 96; und der Datenwert T9 entspricht dem Abstand zwischen dem Sensor S9 und der Bake 96. Der Mikrocontroller 102 vergleicht dann den Datenwert der Zeitsignale (Tn) miteinander, um zu bestimmen, in welchem Quadranten sich die Ladestation 32 im Verhältnis zum Ladestutzen 34 befindet, und um eine trigonometrische Gleichung aus vorherbestimmten Daten zum Berechnen der Winkelrichtung (θ) auszuwählen.
Beispielsweise ist der Sensor S7 möglichst nahe an der Ladestation 32 in 5 orientiert, und daher empfängt der Sensor S7 das drahtlose Signal von der Bake 96 vor den Sensoren S8 und S9. Der Mikrocontroller 102 empfängt TIME_7_MSMT zuerst; teilt einen Datenwert von Null für T7 zu; und startet einen Zeitmesser. Der Sensor S8 befindet sich näher an der Ladestation 32 als der Sensor S9. Daher würde der Mikrocontroller 102 TIME_8_MSMT vor TIME_9_MSMT empfangen; und einen Datenwert für T8 zuteilen, der geringer ist als der Datenwert T9. Der Mikrocontroller 102 vergleicht die Datenwerte T7, T8 und T9 mit vorherbestimmten Daten. Da T7 gleich Null ist und T8 kleiner als T9 ist, bestimmt der Mikrocontroller 102, dass sich die Ladestation 32 im Verhältnis zum Ladestutzen 34 im Quadranten I befindet.
Der Mikrocontroller 102 bestimmt eine Winkelrichtung (θ3) zwischen dem Sensorarray A3 und der Ladestation 32, indem er den Datenwert für das zweite (T8) und dritte (T9) empfangene Zeitsignal vergleicht. Wie in 6 abgebildet, wird die Winkelrichtung (θ) von einer Querachse 105 aus, die sich durch die Mittelpunkte der Sensorarrays A2 und A3 erstreckt, gemessen. Die Winkelrichtung (θ) zwischen dem Sensorarray A1 und der Ladestation 32 wird mit Bezug auf eine (nicht gezeigte) Achse gemessen, die zur Querachse 105 parallel ist. Die nachstehend gezeigte Gleichung 1 stellt eine Gleichung bereit, um die Winkelrichtung (θ3) zu berechnen, wenn sich die Ladestation 32 im Quadranten I befindet: θ₃ = sin^–1[k·(T8 + T9)] Gl. 1
Die nachstehend gezeigte Gleichung 2 stellt einen konstanten Wert (K) dar, der von der Positionierung der Sensoren 100 um einen Kreis mit einem Radius (R) herum und von der Lichtgeschwindigkeit (c) abhängig ist: k = 0,5· c / R Gl. 2
Beispielsweise berechnet der Mikrocontroller 102 bei einer Ausführungsform θ3 unter Verwendung der Gleichungen 1 und 2. Zunächst bestimmt der Mikrocontroller 102, dass K gleich 14,989·10^9, indem er die Gleichung 2 verwendet und einen Wert 0,01 m für (R) und 299.792.458 m/s für (c) einsetzt. Dann bestimmt der Mikrocontroller 102, dass (θ3) gleich 60,0 Grad, indem er die Gleichung 1 verwendet und einen Wert 14,989·10^9 für (K), 122 Nanosekunden für T8 und 456 Nanosekunden für T9 einsetzt.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen ist der Mikrocontroller 102 mit vorherbestimmten Daten oder mit einer „Nachschlage”-Tabelle für die Werte der Winkelrichtung (θn) konfiguriert. Die vorherbestimmten Daten umfassen zuvor berechnete Werte für die Winkelrichtung, die diversen Zeitdatenwerten (Tn) für jeden der vier Quadranten (I, II, III und IV) entsprechen. Nachdem das Orientierungshilfesystem 20 somit bestimmt hat, in welchem Quadranten sich die Ladestation 32 befindet, vergleicht der Mikrocontroller 102 die Zeitwerte mit vorherbestimmten Daten (Nachschlagetabellen), um die Winkelrichtung zu bestimmen.
6 und 7 bilden schematische Ansichten der Sensorarrays des Fahrzeugorientierungshilfesystems 20 ab, die im Vergleich zu 5 um ungefähr neunzig Grad im Uhrzeigersinn um die Mittelachse 104 herum gedreht sind. Eines der Sensorarrays (A3) kann in der Mitte des Ladestutzens 34 angeordnet sein. Die Bake 96 ist in der Mitte der Ladestation 32 angeordnet und ist im Allgemeinen mit einem Stern gekennzeichnet. Durch Ausrichten der Mittelpunkte des Ladestutzens 34 und der Ladestation 32 aufeinander besteht eine größere zulässige Toleranz zwischen den beiden Systemen. Jedes Sensorarray A1, A2 und A3 umfasst einen Mikrocontroller (in 5 gezeigt), der eine Ausgabe, wie etwa ein entsprechendes Winkelrichtungssignal DIR_θ1, DIR_θ2 und DIR_θ3, an den Controller 24 sendet. Zudem ist jedes Sensorarray 98 von jedem der anderen Sensorarrays 98 um einen festen Abstand bzw. eine „Basislinie” beabstandet, die in 7 im Allgemeinen mit dem Buchstaben „b” bezeichnet ist.
Das Orientierungshilfesystem 20 verwendet die Grundlagen der Triangulation, um die augenblickliche Position des Ladestutzenes 34 im Verhältnis zur Ladestation 32 anzugeben, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Die Triangulation ist der Prozess der Bestimmung der Stelle eines Punktes durch Messen von Winkeln dazu, ausgehend von bekannten Punkten an beiden Enden einer festen Basislinie, statt Abstände zu dem Punkt direkt (Trilateration) zu messen. Der Punkt kann dann als der dritte Punkt eines Dreiecks mit einer bekannten Seite und zwei bekannten Winkeln festgelegt werden.
Der Controller 24 bestimmt den Abstand (e) zwischen dem Mittelpunkt der Ladestation 32 (Bake 96) und der Mittelachse 104 des Ladestutzenes 34, indem er die Winkelrichtungswerte (θ2 und θ3) von bekannten Punkten (A2 und A3) an beiden Enden einer festen Basislinie (b) verwendet. Da (θ2), (θ3) und Abstand (b) bekannte Werte sind, berechnet der Controller 24 Abstand (e) unter Verwendung von trigonometrischen Gleichungen.
Die nachstehend gezeigten Gleichungen 3 und 4 stellen Gleichungen bereit, um Abstand (a) in 7 im Verhältnis zu Dreieck (f, a, b) unter Verwendung eines bekannten Wertes für Abstand (b) und einer Winkelrichtung (θ2), die mit der Gleichung 1 berechnet wurde, zu berechnen: tanθ₂ = a / b Gl. 3 a = b·tanθ₂ Gl. 4
Die nachstehend gezeigte Gleichung 5 stellt eine Gleichung bereit, um tan (θ2) in 7 im Verhältnis zu Dreieck (f + g, d, b + c) zu berechnen: tanθ₂ = d / b + c Gl. 5
Die nachstehend gezeigten Gleichungen 6 und 7 stellen Gleichungen bereit, um Abstand (d) in 7 durch Kombination von Gleichungen 3 und 5 zu berechnen: a / b = d / b + c Gl. 6 d = a(b + c) / b Gl. 7
Die nachstehend gezeigten Gleichungen 8 und 9 stellen eine Gleichung bereit, um Abstand (c) in 7 im Verhältnis zu Dreieck (e, d, c) zu berechnen: tanθ₃ = d / c Gl. 8
Die nachstehend gezeigten Gleichungen 10 und 11 stellen eine Gleichung bereit, um Abstand (e) in 7 im Verhältnis zu Dreieck (e, d, c) zu berechnen: cosθ₃ = c / e Gl. 10
Die nachstehend gezeigten Gleichungen 12 bis 15 bilden die Schritte des Einsetzens von (d) aus Gleichung 7 in Gleichung 9 ab, um eine Gleichung zu bilden, um Abstand (c) in Bezug auf Abstände (a) und (b) und Winkelrichtung (θ3) zu berechnen:
Die nachstehend gezeigte Gleichung 16 bildet den Schritt des Einsetzens von (a) aus Gleichung 4 in Gleichung 15 ab, um eine Gleichung zu bilden, um Abstand (c) in Bezug auf Abstand (b) und Winkelrichtungen (θ2) und (θ3) zu berechnen:
Die nachstehend gezeigte Gleichung 17 stellt eine Gleichung bereit, um Abstand (e) in Bezug auf Abstand (b) und die Winkelrichtungswerte (θ2) und (θ3) zu berechnen, indem (c) aus Gleichung 16 in Gleichung 11 eingesetzt wird:
Der Abstandsvektor (V3) umfasst den Abstandswert (e) und die Winkelrichtung (θ3) zwischen dem Ladestutzen 34 und der Ladestation 32. Das Orientierungshilfesystem 20 berechnet die Winkelrichtung (θ3) unter Verwendung der Gleichung 1 und den Abstand (e) unter Verwendung der Gleichung 17. Die nachstehend gezeigten Gleichungen 1 bis 17 sind anwendbar, wenn sich der Abstandsvektor in dem Quadranten I befindet (wenn die Bake 96 näher an A1 als A2 oder A3 liegt und (θ2) kleiner als (θ3) ist). Man kann jedoch unter Verwendung von trigonometrischen Gleichungen einen ähnlichen Lösungsansatz anwenden, wenn sich der Abstandsvektor in einem anderen Quadranten befindet.
Bei einer Ausführungsform empfängt der Controller 24 beispielsweise folgende Eingangssignale: DIR_θ1, das angibt, dass die Winkelrichtung (θ1) gleich 49,8 Grad ist; DIR_θ2, das angibt, dass die Winkelrichtung (θ2) gleich 55,55 Grad ist; und DIR_θ3, das angibt, dass die Winkelrichtung (θ3) gleich 60 Grad ist. Der Controller 24 berechnet den Abstand (e) mit 5,35 m, indem er die Gleichung 17 verwendet und für (b) einen Wert von 1,0 m, für (θ2) einen Wert von 55,55 Grad und für (θ3) einen Wert von 60 Grad einsetzt.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen ist der Controller 24 mit vorherbestimmten Daten oder einer „Nachschlage”-Tabelle für den Abstandsvektor konfiguriert. Die vorherbestimmten Daten umfassen vorberechnete Werte für den Abstandswert, die diversen Winkelrichtungswerten und Abstand (b) für jeden der vier Quadranten (I, II, III und IV) entsprechen. Nachdem das Orientierungshilfesystem 20 somit bestimmt hat, in welchem Quadranten sich die Ladestation 32 befindet, und die Winkelrichtungen (θ1, θ2 und θ3) bestimmt hat, vergleicht der Controller 24 die Winkelrichtungswerte und Abstand (b) mit vorherbestimmten Daten (Nachschlagetabellen), um den Abstandswert zu bestimmen.
Mit Bezug auf 4 bis 8 ist ein Verfahren zum Bestimmen der augenblicklichen Position eines Ladestutzenes 34 im Verhältnis zur Ladestation 32 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen abgebildet und ist im Allgemeinen mit der Nummer 110 bezeichnet. In der Operation 112 sendet der Controller 24 das Aktivierungssignal (WAKE_UP) an den externen Controller 82. Bei Empfang des Signals WAKE_UP weist der externe Controller 82 die Bake 96 an, mit dem Senden des drahtlosen Signals (PULSE) zu beginnen.
In den Operationen 114, 116 und 118 empfängt jeder Sensor 100 eines Sensorarrays 98 das Signal PULSE und sendet ein entsprechendes Signal TIME_N_MSMT an den Mikrocontroller 102, das den Zeitpunkt angibt, zu dem der Sensor 100 das Signal PULSE empfangen hat.
In der Operation 114 empfängt jeder Sensor (S1, S2 und S3) des Arrays A1 beispielsweise das Signal PULSE und sendet ein Signal TIME_N_MSMT (TIME_1_MSMT, TIME_2_MSMT und TIME_3_MSMT) an den Mikrocontroller 102 von A1, das den Zeitpunkt angibt, zu dem der Sensor 100 das Signal PULSE empfangen hat. In der Operation 116 empfängt jeder Sensor (S4, S5 und S6) des Arrays A2 das Signal PULSE und sendet ein Signal TIME_N_MSMT (TIME_4_MSMT, TIME_5_MSMT und TIME_6_MSMT) an den Mikrocontroller 102 von A2, das den Zeitpunkt angibt, zu dem der Sensor 100 das Signal PULSE empfangen hat. In der Operation 118 empfängt jeder Sensor (S7, S8 und S9) des Arrays A3 das Signal PULSE und sendet ein Signal TIME_N_MSMT (TIME_7_MSMT, TIME_8_MSMT und TIME_9_MSMT) an den Mikrocontroller 102 von A3, das den Zeitpunkt angibt, zu dem der Sensor 100 das Signal PULSE empfangen hat.
Bei den Vorgängen 120, 122 und 124 digitalisiert jeder Mikrocontroller 102 die Signale TIME_N_MSMT und sendet ein Winkelrichtungssignal (DIR_θn). Der Mikrocontroller 102 teilt dem erstmaligen Signal, das empfangen wird, einen Wert Null zu und startet einen Zeitmesser. Der Mikrocontroller 102 teilt dann einen Datenwert für jedes anschließend empfangene Zeitsignal basierend auf der Zeitverzögerung zwischen den Signalen zu. Der Mikrocontroller 102 vergleicht dann den Datenwert der Zeitsignale miteinander, um zu bestimmen, in welchem Quadranten sich die Ladestation 32 befindet, und um eine trigonometrische Gleichung zu wählen, um die Winkelrichtung (θn) aus vorherbestimmten Daten zu berechnen. Anschließend berechnet der Mikrocontroller 102 den Winkelrichtungswert (θn) und sendet ein entsprechendes Winkelrichtungssignal (DIR_θn) an den Controller 24.
Beispielsweise in der Operation 120 empfängt und digitalisiert der Mikrocontroller 102 von A1 die Eingangssignale TIME_1_MSMT, TIME_2_MSMT und TIME_3_MSMT, um die Datenwerte T1, T2 und T3 zu bilden. Dann vergleicht der Mikrocontroller 102 T1, T2 und T3 miteinander, um eine Gleichung auszuwählen, um θ1 aus vorherbestimmten Daten zu berechnen. Anschließend berechnet der Mikrocontroller 102 θ1 und sendet das entsprechende Signal DIR_θ1 an den Controller 24. In der Operation 122 empfängt und digitalisiert der Mikrocontroller 102 von A2 die Eingangssignale TIME_4_MSMT, TIME_5_MSMT und TIME_6_MSMT, um die Datenwerte T4, T5 und T6 zu bilden. Dann vergleicht der Mikrocontroller 102 T4, T5 und T6 miteinander, um eine Gleichung auszuwählen, um θ2 aus vorherbestimmten Daten zu berechnen. Anschließend berechnet der Mikrocontroller 102 θ2 und sendet ein entsprechendes Signal DIR_θ2 an den Controller 24. In der Operation 124 empfängt und digitalisiert der Mikrocontroller 102 von A3 die Eingangssignale TIME_7_MSMT, TIME_8_MSMT und TIME_9_MSMT, um die Datenwerte T7, T8 und T9 zu bilden. Dann vergleicht der Mikrocontroller 102 T7, T8 und T9 miteinander, um eine Gleichung auszuwählen, um θ3 aus vorherbestimmten Daten zu berechnen. Anschließend berechnet der Mikrocontroller 102 θ3 und sendet ein entsprechendes Signal DIR_θ3 an den Controller 24.
In der Operation 126 empfängt der Controller 24 die Eingangssignale DIR_1, DIR_2 und DIR_3, die jeweils den Winkeln θ1, θ2 und θ3 entsprechen. Der Controller 24 berechnet dann den Abstand (e) zwischen der Ladestation 32 und dem Ladestutzen 34 unter Verwendung der Winkelrichtungswerte (θn) von bekannten Punkten an beiden Enden einer festen Basislinie (b). Der Controller 24 bestimmt dann den Abstandsvektor (V3), indem er den Abstand (e) und die Winkelrichtung (θ3) kombiniert.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das Fahrzeugorientierungshilfesystem 20 zusätzliche Operationen zum Analysieren des Ladestatus des Fahrzeugs 22. In der Operation 128 empfängt der Controller 24 ein Eingangssignal CHG von einem anderen Fahrzeug-Controller, das den derzeitigen Ladestatus des Fahrzeugs 22 angibt (z.B. ob das Fahrzeug 22 gerade auflädt oder nicht). Anschließend sendet der Controller 24 eine Ausgabe, wie etwa ein Fahrzeugstatussignal (VEH_STATUS), an die Benutzerschnittstelle 26, das sowohl den Abstandsvektor (V3) als auch den derzeitigen Ladestatus (CHG) angibt. In der Operation 132 empfängt die Benutzerschnittstelle 26 den VEH_STATUS und übermittelt die Informationen an den Fahrer.
Mit Bezug auf 1, 9 und 10 müssen der Ladestutzen 34 und die Ladestation 32 für ein wirksames induktives Aufladen im Allgemeinen nahe aneinander liegen. Da der Ladestutzen 34 vom Fahrersitz aus nicht zu sehen ist, ist es für den Fahrer schwierig, den Ladestutzen 34 auf die Ladestation 32 ohne Orientierungshilfe oder eine gewisse Rückmeldung auszurichten. Daher übermittelt die Benutzerschnittstelle 26 Fahrzeugpositionsinformationen an den Benutzer, so dass der Benutzer den Ladestutzen 34 auf die Ladestation 32 ausrichten kann, ohne diese Bauteile sehen zu müssen.
9 bildet das Fahrzeug 22 in einer nicht ausgerichteten Position ab, während sich das Fahrzeug 22 der Ladestation 32 nähert. 10 bildet das Fahrzeug 22 ab, wie es auf die Ladestation 32 ausgerichtet ist und elektrische Energie von der externen Energieversorgung 28 empfängt (Aufladen).
Die Benutzerschnittstelle 26 empfängt das Fahrzeugstatussignal von dem Controller 24 und zeigt einen Fahrzeugpositionsindikator 138 und eine Ladestatusnachricht 140 an. Der Fahrer verwendet diese Informationen als Orientierungshilfe, um das Fahrzeug 22 im Verhältnis zur externen Energieversorgung 28 auszurichten. Die Benutzerschnittstelle 26 ist dazu konfiguriert aktive Bilder anzuzeigen, die sich als Reaktion auf das Fahrzeugstatussignal in Echtzeit anpassen.
Der Fahrzeugpositionsindikator 138 umfasst Elemente, die augenblickliche Positionen darstellen, die in 9 und 10 mit durchgehenden Linien abgebildet sind. Der Begriff „augenblicklich”, wie er in der Offenbarung verwendet wird, ist ein relativer Begriff, weil es sich versteht, dass es auf Grund der Signalverarbeitung und des Antriebsstrangs eine gewisse Verzögerung gibt. Der Fahrzeugpositionsindikator 138 umfasst ein Fahrzeugdiagramm 142 mit einem Basiselement, wie etwa dem Ladestutzenelement 144. Das Fahrzeugdiagramm 142 bildet einen externen Umriss des Fahrzeugs 22 ab und stellt eine augenblickliche Fahrzeugposition dar. Das Ladestutzenelement 144 stellt eine augenblickliche Ladestutzenposition dar. Der Fahrzeugpositionsindikator 138 umfasst auch vier Radelemente 146 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Jedes Radelement 146 stellt eine augenblickliche Radposition dar.
Der Fahrzeugpositionsindikator 138 umfasst auch Elemente, die Zielpositionen darstellen, die in 9 und 10 mit durchsichtigen Linien abgebildet sind. Der Fahrzeugpositionsindikator 138 umfasst ein Zielelement 148, das eine angestrebte Ladestutzenposition darstellt. Das Zielelement 148 gibt gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen eine Ladestationsposition an. Ein induktives Aufladen der Fahrzeugbatterie ist verfügbar, wenn das Ladestutzenelement 148 auf das Zielelement 148 bzw. die Ladestation 32 ausgerichtet ist. Andere Ausführungsformen des Fahrzeugpositionsindikators 138 umfassen angestrebte Radelemente und angestrebte Fahrzeugdiagramme (nicht gezeigt), die entsprechende Zielpositionen darstellen.
Die Benutzerschnittstelle 26 ist dazu konfiguriert die Ladestatusnachricht 140 als Reaktion auf das Fahrzeugstatussignal anzuzeigen. Die Ladestatusnachricht 140 gibt an, ob das Fahrzeug gerade auflädt oder nicht. Die Ladestatusnachricht 140 wird bei der abgebildeten Ausführungsform als Text in einem Textfeld übermittelt. Andere Ausführungsformen der Benutzerschnittstelle 26 ziehen eine bildliche oder hörbare Ladestatusnachricht in Betracht.
Die Benutzerschnittstelle 26 ist ferner dazu konfiguriert eine Lenkanweisung als Reaktion auf das Fahrzeugstatussignal anzuzeigen, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Die Lenkanweisung informiert den Fahrer darüber, wie das Lenkrad zu drehen ist (in 3 gezeigt), um den Ladestutzen 34 auf die Ladestation 32 auszurichten.
Die Lenkanweisung wird bei einer oder mehreren Ausführungsformen visuell als Bildelement in dem Fahrzeugpositionsindikator 138 übermittelt. Bei der abgebildeten Ausführungsform umfasst die Lenkanweisung einen Pfeil 152, der sich von einem oder mehreren der Elemente in Richtung auf ein entsprechendes Zielelement erstreckt. Beispielsweise erstreckt sich ein Pfeil 152 vom Ladestutzenelement 144 in Richtung auf das Zielelement 148. Der oder die Pfeile 152 können sich auch von einem Element, wie etwa von den Vorderradelementen 146, aus in der allgemeinen Richtung, aus der sich das Element bewegen muss, um den Ladestutzen 34 auf die Ladestation 32 auszurichten, wie in 9 abgebildet, erstrecken. Andere Ausführungsformen der Lenkanweisung ziehen angestrebte Radelemente 154 (in 9 gezeigt) in Betracht, die über einem entsprechenden Radelement 146 angeordnet sind und in Richtung auf eine angestrebte Radposition gedreht werden.
Die Lenkanweisung wird bei einer oder mehreren Ausführungsformen visuell als Text angezeigt. Bei der abgebildeten Ausführungsform wird eine Lenkanweisungsnachricht 156 in einem Textfeld und neben der Ladestatusnachricht 140 an der Benutzerschnittstelle 26 dargestellt.
Die Benutzerschnittstelle 26 ist ferner konfiguriert, um eine Antriebsanweisung 158 anzuzeigen, die einem Fahrer als Reaktion auf das Fahrzeugstatussignal übermittelt wird, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Die Antriebsanweisung 158 informiert den Fahrer darüber, in welche Richtung er fahren soll (z.B. „Geradeaus fahren”, wie in 9 gezeigt) und wann er anhalten soll (z.B. „Anhalten”, wie in 10 gezeigt). Andere Ausführungsformen des Orientierungshilfesystems 20 umfassen (nicht gezeigte) Lautsprecher, um dem Fahrer die Lenkanweisung und/oder die Antriebsanweisung hörbar zu übermitteln. Mit Bezug auf 2, 9 und 10 sind eine oder mehrere Ausführungsformen des Orientierungshilfesystems 20 für Fahrzeuge 22 konfiguriert, die eine Einparkhilfefunktion aufweisen. Bei solchen Fahrzeugen steuert der Fahrer den Antrieb des Fahrzeugs 22 über die Fahrerbedienungssysteme 84, und die Fahrzeug-Controller steuern das Lenken des Fahrzeugs 22 unter Verwendung des Servolenkungssystems 86, um den Ladestutzen 34 auf die Ladestation 32 auszurichten. Das Servolenkungssystem 86 empfängt das Signal VEH_STATUS oder ein anderes Signal, das den Abstandsvektor zwischen dem Ladestutzen 34 und der Ladestation 32 angibt, und steuert die Lenkung des Fahrzeugs 22 entsprechend.
Mit Bezug auf 3 und 11 ist ein vereinfachtes Fahrzeugorientierungshilfesystem gemäß einer anderen Ausführungsform abgebildet und ist im Allgemeinen mit der Nummer 220 bezeichnet. Das Orientierungshilfesystem 220 ist in einem Fahrzeug 222 abgebildet. Das Orientierungshilfesystem 220 umfasst einen Controller 224 und eine Benutzerschnittstelle, wie etwa ein Zeichen 94 (in 3 gezeigt). Das Fahrzeug 222 ist zum induktiven Aufladen und zum Empfangen von elektrischer Energie von einer Ladestation 232, die an eine (nicht gezeigte) externe Energieversorgung angeschlossen ist, konfiguriert.
Das Fahrzeug 222 umfasst einen Ladestutzen 234, der auf die Ladestation 232 ausgerichtet ist, um elektrische Energie zu empfangen. Der Ladestutzen 234 befindet sich in einem definierten Seitenabstand („X”) und Längsabstand („Y”) von einem Bezugsrad 240 des Fahrzeugs 222 entfernt. Die Ladestation 232 befindet sich in einem definierten Seitenabstand und Längsabstand von einer Radbefestigung 242 entfernt, die gleich dem Seitenabstand (X) und dem Längsabstand (Y) zwischen dem Ladestutzen 234 und dem Rad 240 ist. Somit wird durch das Ausrichten des Rads 240 auf die Radbefestigung 242 auch der Ladestutzen 234 auf die Ladestation 232 ausgerichtet. Bei einer Ausführungsform umfasst die Radbefestigung 242 einen Unterlegekeil, um die gegenüberliegenden Seiten des Rads 240 in Eingriff zu bringen.
Ein Radsensor 244 ist in der Nähe der Radbefestigung 242 angeordnet und stellt ein Radpositionssignal 246 bereit, welches das Vorhandensein des Bezugsrads 240 angibt, gemäß einer Ausführungsform. Der Radsensor 244 kann ein Ladesensor oder ein Näherungsschalter oder ein anderer geeigneter Sensor sein. Ein externer Controller 248 kommuniziert mit der Ladestation 232 und dem Radsensor 244. Der externe Controller 248 weist die Ladestation 232 an, dem Ladestutzen 234 als Reaktion auf das Radsignal 246 elektrische Energie bereitzustellen. Die Ladestation 232 kann mit einem (nicht gezeigten) Stellglied gekoppelt sein, um sich mit Bezug auf den Ladestutzen 34 zu bewegen. Der externe Controller 248 kann auch das Stellglied als Reaktion auf das Radsignal 246 steuern. Der Controller 224 kann mit dem externen Controller 248 kommunizieren, um Eingangssignale zu empfangen, welche die Fahrzeugposition und den Ladestatus angeben.
Die Benutzerschnittstelle bzw. das Zeichen 94 (in 3 gezeigt) kommuniziert mit dem Controller 224 und ist dazu konfiguriert einen Fahrzeugpositionsindikator und eine Ladestatusnachricht als Reaktion auf das Fahrzeugstatussignal anzuzeigen. Bei einer Ausführungsform wird das Zeichen 94 beleuchtet, wenn das Rad 240 in der Radbefestigung 242 gesichert ist und das Fahrzeug auflädt.
Mit Bezug auf 12 ist ein Verfahren zum Übermitteln von Fahrzeugstatusinformationen an einen Fahrer zum Ausrichten eines Fahrzeugs auf eine externe Energieversorgung gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen abgebildet und im Allgemeinen mit der Nummer 250 bezeichnet. Mit Bezug auf 1, 11 und 12 bestimmt der Controller 24, 224 in der Operation 252, ob der Ladestutzen 34 auf die Ladestation 32 ausgerichtet ist. Bei einer oder mehreren Ausführungsformen analysiert der Controller 24 den Abstandsvektor (V3), um diese Ausrichtung zu bestimmen. Wenn der Abstandsvektor (V3) gleich Null ist, bestimmt der Controller, dass der Ladestutzen 34 auf die Ladestation 32 ausgerichtet ist (JA). Bei einer anderen Ausführungsform empfängt der Controller 224 ein Radpositionssignal 246 von dem externen Controller 248, das angibt, dass das Bezugsrad 240 auf die Radbefestigung 242 ausgerichtet ist. Wenn das Bezugsrad 240 auf die Radbefestigung 242 ausgerichtet ist, bestimmt der Controller 224, dass der Ladestutzen 234 auf die Ladestation 232 ausgerichtet ist (JA).
Nachdem der Controller 24 bestimmt hat, dass der Ladestutzen 34 nicht auf die Ladestation 32 ausgerichtet ist (NEIN), bestimmt der Controller in der Operation 254 den Abstandsvektor (V3). Bei einer oder mehreren Ausführungsformen bestimmt der Controller 24 den Abstandsvektor (V3) unter Verwendung der Operationen 114 bis 126 des Verfahrens 110. Bei einem vereinfachten Fahrzeugorientierungshilfesystem 220 wartet der Controller 224 auf ein aktualisiertes Radpositionssignal 246.
Nachdem der Controller 24, 224 bestimmt hat, dass der Ladestutzen 34 nicht auf die Ladestation 32 ausgerichtet ist (NEIN), sendet der Controller 24, 224 in der Operation 256 ein aktualisiertes Fahrzeugstatussignal (VEH_STATUS) an die Benutzerschnittstelle 26 oder das Zeichen 94. Die Benutzerschnittstelle 26 passt die Informationen, die dem Benutzer übermittelt werden (z.B. Fahrzeugpositionsindikator, Lenk- oder Antriebsanweisungen und Beleuchtung) als Reaktion auf das Signal VEH_STATUS an. Nach der Operation 256 kehrt der Controller 24, 224 zu Operation 252 zurück.
Nachdem der Controller 24, 224 bestimmt hat, dass der Ladestutzen 34 auf die Ladestation 32 ausgerichtet ist (JA), sendet der Controller 24, 224 in der Operation 258 ein aktualisiertes Fahrzeugstatussignal (VEH_STATUS) an die Benutzerschnittstelle 26 oder das Zeichen 94. In der Operation 260 beleuchtet der Controller 224 gemäß einer Ausführungsform das Zeichen 94, nachdem er bestimmt hat, dass die Ausrichtung erfolgt ist (siehe 3). In der Operation 262 bildet der Controller 24 gemäß einer anderen Ausführungsform ein Ladestutzenelement 144, das einem Zielelement 148 überlagert ist, ab, nachdem er bestimmt hat, dass die Ausrichtung erfolgt ist (siehe 10). Gemäß noch einer anderen Ausführungsform des Fahrzeugorientierungshilfesystems 20, das mit einer Fahrzeugeinparkhilfefunktion koordiniert ist, sendet der Controller 24 in der Operation 264 das Signal VEH_STATUS an das Servolenkungssystem 86, das die Lenkanpassungen unterlässt, wenn die Ausrichtung erfolgt ist.

Claims

Fahrzeugorientierungshilfesystem (20), umfassend: einen Controller (24), der dazu konfiguriert ist, eine Eingabe zu empfangen, die eine relative Position zwischen einem Ladestutzen (34) und einer Ladestation (32) angibt, und um eine Ausgabe bereitzustellen, die als Reaktion auf die Eingabe einen Abstandsvektor (V3) dazwischen angibt; und eine Schnittstelle, die mit dem Controller (24) kommuniziert und dazu konfiguriert ist, ein Basiselement, das den Ladestutzen (34) darstellt, und ein Zielelement, das die Ladestation (32) darstellt, die im Verhältnis zueinander gemäß dem Abstandsvektor (V3) angeordnet sind, anzuzeigen, wobei der Ladestutzen (34) mit einem Fahrzeug (22) integriert ist, und wobei die Eingabe mindestens zwei Richtungssignale umfasst, wobei jedes Richtungssignal eine Winkelrichtung (DIR_θn) zwischen einer Stelle am Fahrzeug und einer Stelle der Ladestation (32) angibt, und wobei der Controller (24) den Abstandsvektor (V3) als Reaktion auf die mindestens zwei Richtungssignale trianguliert, und umfassend drei Sensorarrays (98), die mit dem Controller (24) kommunizieren, wobei jedes Sensorarray (98) dazu konfiguriert ist, ein Richtungssignal bereitzustellen, das die Winkelrichtung (DIR_θn) zwischen dem Sensorarray (98) und der Ladestation (32) angibt, wobei der Controller (24) dazu konfiguriert ist, die Ausgabe bereitzustellen, die den Abstandsvektor als Reaktion auf die Richtungssignale angibt, und wobei jedes Sensorarray (98) mindestens drei Sensoren (S1, S2, ...) umfasst, die jeweils konfiguriert sind, um eine Ausgabe bereitzustellen, die einen Zeitpunkt angibt, zu dem ein Signal von einem Transmitter empfangen wurde, der elektrisch an die Ladestation (32) angeschlossen ist, wobei die Sensoren (S1, S2, ...) gleichmäßig beabstandet um eine Mittelachse (104) herum angeordnet sind, und wobei um die Mittelachse (104) herum ein Koordinatensystem mit vier Quadranten gebildet wird, und wobei durch einen Unterschied zwischen den Zeitpunkten, zu denen Signale empfangen werden, bestimmt wird, in welchem Quadranten sich die Ladestation (32) befindet, um Gleichungen auszuwählen, um aus vorherbestimmten Daten die Winkelrichtungen (DIR_θn) von eine Querachse (105) aus, die sich durch die Mittelpunkte zweier Sensorarrays (98) erstreckt, zu berechnen oder zu bestimmen, wobei die Winkelrichtungen (DIR_θn) auf einem Unterschied zwischen den Zeitpunkten, zu denen die Signale empfangen werden, basiert.
System (20) nach Anspruch 1, wobei die Schnittstelle das Basiselement anzeigt, wie es dem Zielelement überlagert ist, wenn der Ladestutzen (34) auf die Ladestation (32) ausgerichtet ist.
System (20) nach Anspruch 1, wobei der Abstandsvektor ungefähr gleich Null ist, wenn der Ladestutzen (34) auf die Ladestation (32) ausgerichtet ist.
System nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei Sensorarrays (98) ein erstes Sensorarray und ein zweites Sensorarray umfassen, die an der Querachse (105) entlang aufeinander ausgerichtet sind, und wobei eine Winkelrichtung (DIR_θn) zwischen dem ersten Sensorarray und dem Ladestutzen (34) und eine Winkelrichtung (DIR_θn) zwischen dem zweiten Sensorarray und dem Ladestutzen (34) im Verhältnis zur Querachse (105) bestimmt werden.
System (20) nach Anspruch 1, wobei jedes Sensorarray (98) ferner einen Mikrocontroller (102) umfasst, der mit den Sensoren (S1, S2, ...) kommuniziert und dazu konfiguriert ist das Richtungssignal als Reaktion auf die Ausgabe bereitzustellen, welche die Zeitpunkte angibt, zu denen die Signale empfangen wurden.
System (20) nach Anspruch 5, wobei die Sensoren (S1, S2, ...) intern innerhalb eines Körpers des Fahrzeugs (22) montiert und konfiguriert sind, um ein drahtloses Hochfrequenz-(HF)Signal zu empfangen.
System (20) nach Anspruch 5, wobei die Sensoren (S1, S2, ...) außen auf einem Körper des Fahrzeugs (22) montiert und konfiguriert sind, um ein drahtloses Infrarot-(IR)Signal zu empfangen.