DE102014018348A1 - Method and device for guiding a motor vehicle with respect to a fixed connection - Google Patents
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Abstract
Die Vorrichtung gestattet das Leiten eines Kraftfahrzeugs, das sich mit einem feststehenden Anschluss für ein Betanken an demselben verbinden muss. Das Fahrzeug besitzt ein Buchsenteil einer Verbindungseinheit, die im Frontbereich des Fahrzeugs angeordnet ist, von einem Führungskonus (10) umgeben wird, der seinerseits mit einer Kamera (5) zur Positionierung des Fahrzeugs an dem feststehenden Anschluss ausgestattet ist. Die Kamera (5) ist zur Vorderseite des Fahrzeugs geringfügig nach unten gerichtet. Vorzugsweise wird die Öffnung des Führungskonus (10) beim Fahren des Fahrzeugs von einer Verschlussplatte verschlossen, die von einem Schwenkteil (20) durch Verschwenken verlagert wird. Letzteres stützt sich am Gehäuse (2) ab, in welchem die Kamera (5) angeordnet ist, um den Führungskonus (10) in der ”Parkstellung” zu versteifen, wobei die Verschlussplatte die Öffnung des Führungskonus (10) freigibt. Anwendung zur Strombetankung von Elektrofahrzeugen.The device allows the guidance of a motor vehicle which must connect to a fixed connection for refueling at the same. The vehicle has a socket part of a connection unit, which is arranged in the front region of the vehicle, is surrounded by a guide cone (10), which in turn is equipped with a camera (5) for positioning the vehicle on the fixed connection. The camera (5) is directed slightly down to the front of the vehicle. Preferably, the opening of the guide cone (10) is closed when driving the vehicle by a closure plate, which is displaced by a pivoting part (20) by pivoting. The latter is supported on the housing (2), in which the camera (5) is arranged to stiffen the guide cone (10) in the "parking position", wherein the closure plate releases the opening of the guide cone (10). Application for electricity refueling of electric vehicles.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Kraftfahrzeuge, insbesondere die Verbindung dieser Fahrzeuge über deren Frontbereich mit verschiedenen feststehenden Anschlüssen, die elektrische, hydraulische oder Kraftstoffzapfstellen darstellen. Eine bevorzugte Anwendung ist die elektrische Verbindung von Elektrofahrzeugen mit Ladestationen.The invention relates to the field of motor vehicles, in particular the connection of these vehicles over their front area with various fixed terminals, which represent electrical, hydraulic or fuel taps. A preferred application is the electrical connection of electric vehicles with charging stations.
Stand der Technik und ProblemstellungState of the art and problem definition
Im Zusammenhang mit der Verwendung von Elektrofahrzeugen im näheren Umfeld ist in einer besonderen Anwendung vorgesehen, Elektrofahrzeuge mit einer bestimmten, standardisierten Art von Verbindung an feststehende Ladestationen anschließen zu können, die eine entsprechende Anschluss- und Ladeeinrichtung aufweisen. Es ist notwendig, dass diese Verbindung über die Frontseite des Fahrzeugs erfolgen kann, so dass die Manöver zum Annähern des Fahrzeugs an die Ladestation erleichtert werden. Auch ist eine solche Art von Verbindung für andere Austauschvorgänge zwischen dem Fahrzeug und dem Anschluss vorgesehen, beispielsweise für den Austausch von Informationen, für ein Nachladen von Kraftstoff, für einen Wärmeaustausch zum Vorheizen des Fahrzeugs in kalten Ländern und für das Nachladen von Wasser bzw. Wasserstoff.In the context of the use of electric vehicles in the vicinity, it is envisaged in a particular application to be able to connect electric vehicles with a specific, standardized type of connection to fixed charging stations which have a corresponding connection and charging device. It is necessary that this connection can be made via the front of the vehicle, so that the maneuvers for approaching the vehicle to the charging station are facilitated. Also, such a type of connection is provided for other interchanges between the vehicle and the terminal, for example for the exchange of information, for recharging of fuel, for heat exchange for preheating the vehicle in cold countries and for the recharging of water or hydrogen ,
Bei einer bekannten Ausführungsform ist die elektrische Ladestation, die eine feststehende Einrichtung ist, mit einem Stift ausgestattet, d. h. mit einem Verbindungsstecker. Dementsprechend ist das Fahrzeug mit einer Verbindungsbuchse ausgestattet, die aus einem Führungskonus besteht, der kegelförmig oder pyramidenförmigen und dazu bestimmt ist, den Stift zu dem Verbindungs- und Verhakungspunkt am Fahrzeug zu führen. Solche Systeme sind wohl bekannt. Jedoch ist deren Anordnung an einem Straßenfahrzeug besonders aufwendig, wenn vorgesehen sein soll, dass sich der Stift in das Fahrzeug in dessen Frontbereich im Wesentlichen in der Mitte desselben einschiebt.In a known embodiment, the electrical charging station, which is a fixed device, is equipped with a pin, i. H. with a connector. Accordingly, the vehicle is provided with a connecting sleeve consisting of a guide cone which is conical or pyramidal and intended to guide the pin to the connection and hooking point on the vehicle. Such systems are well known. However, their arrangement is particularly complicated on a road vehicle, if it should be provided that the pin einschiebt the same in the front of the vehicle in the front area substantially in the middle.
Es gelingt zwar, das Fahrzeug auf einige Zentimeter genau zu positionieren, um die Zentrierung des Stiftes zu erreichen und um die Verstellung und die elektrische Verbindung sicherzustellen. Wenn jedoch bei den beiden Untereinheiten, die das Einsteckteil und das Aufnahmeteil einer Verbindungseinheit bilden, die eine an eine Ladestation und die andere an ein Straßenfahrzeug befestigt werden, muss jedoch das Fahrzeug auf ein paar Zentimeter genau vorpositioniert werden, was sich stets als ein wenig schwierig für einen ungeübten Fahrer herausstellt. Ein Fahrerassistenzsystem kann diese Vorpositionierung zuverlässig sicherstellen.Although it succeeds to position the vehicle to a few centimeters, to achieve the centering of the pin and to ensure the adjustment and the electrical connection. However, if the two subunits that form the male and female members of a connector assembly attach one to a charging station and the other to a road vehicle, then the vehicle must be pre-positioned to within a few inches, which is always considered to be a little difficult for an inexperienced driver turns out. A driver assistance system can reliably ensure this pre-positioning.
Es ist ein Verfahren zur Vorpositionierung eines Fahrzeugs in Bezug auf einen feststehenden Anschluss bekannt, das bei der Weltautomobilausstellung im Jahre 2010 ausgestellt wurde. Eine Kamera, die sich hinter der Windschutzscheibe des Fahrzeugs befindet und nach vorne gerichtet ist, sieht Leuchtdioden, die sich an dem feststehenden Anschluss befinden. Ein Übertragungssystem überträgt dem Steuersystem des Fahrzeugs die Position dieser Dioden in Bezug auf den zu erreichenden Punkt, beispielsweise das Ende des Stifts von dem feststehenden Anschluss. Bei der Ausführungsform, auf die Bezug genommen wird, ist nämlich das Buchsenteil mit einem Konus versehen und es befindet sich am Fahrzeug. Wenn die Kamera die Dioden in der Landschaft lokalisiert hat, kann eine Berechnungseinheit die Position der Kamera und somit des Fahrzeugs relativ zu dem feststehenden Anschluss berechnen. Ein Steuerungsalgorithmus kann dann den Teilen des Fahrzeugs bzw. seinem Fahrer die erforderlichen Anweisungen geben, um sich an der richtigen Stelle zu positionieren, damit das Fahrzeug sein Buchsenteil auf den feststehenden Einsteckstift der Ladestation aufschieben kann.A method is known for pre-positioning a vehicle with respect to a fixed connection that was exhibited at the World Automobile Exhibition in 2010. A camera located behind the windshield of the vehicle and facing forward sees light emitting diodes located at the fixed terminal. A transmission system transmits to the control system of the vehicle the position of these diodes with respect to the point to be reached, for example the end of the pin from the fixed terminal. In the embodiment referred to, namely, the female part is provided with a cone and it is located on the vehicle. When the camera has located the diodes in the landscape, a computing unit may calculate the position of the camera and thus the vehicle relative to the fixed port. A control algorithm may then give the parts of the vehicle or its driver the necessary instructions to position themselves in place so that the vehicle can slide its socket onto the fixed plug of the docking station.
Die Entscheidung, die Kamera hinter der Windschutzscheibe des Fahrzeugs zu positionieren ist deshalb von Interesse, weil diese mit den Scheibenwischern gereinigt werden kann und die Kamera nicht den Witterungsbedingungen, wie etwa Regen, Schlamm, etc. ausgesetzt ist. Allerdings ist diese Entscheidung mit Nachteilen behaftet, weil dadurch, dass die Kamera und die Referenzdioden weit von den beiden anzunähernden Punkten entfernt sind, sich Positionsfehler häufen. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Kamera, die sich im oberen Teil des Fahrzeugs befindet, recht weit sieht und geblendet werden kann, unter anderem von der Sonne, von Spiegelungen auf regennassen Oberflächen, weiteren Leuchtpunkten, wie Scheinwerfern oder Laternen und Bremslichtern von Fahrzeugen, die nebenherfahren.The decision to position the camera behind the windshield of the vehicle is of interest because it can be cleaned with the windshield wipers and the camera is not exposed to the weather conditions, such as rain, mud, etc. However, there are disadvantages to this decision because positional errors accumulate as the camera and reference diodes are far away from the two approximate points. Another disadvantage is that the camera, which is located in the upper part of the vehicle, can be seen and faded quite far, among other things from the sun, from reflections on rain-wet surfaces, other illuminated spots, such as headlamps or lanterns and brake lights of vehicles, the next to go.
Ziel der Erfindung ist somit, diese Nachteile auszuräumen, indem ein andersartiges Steuerungssystem bereitgestellt wird.The aim of the invention is therefore to eliminate these disadvantages by providing a different type of control system.
Aufgaben der ErfindungObjects of the invention
Die erste Hauptaufgabe der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Leiten von Kraftfahrzeugen, die sich mit einem Anschluss verbinden müssen, um daran eine Betankung durchzuführen, wobei das Fahrzeug ein Buchsenteil einer Verbindungseinheit trägt, die im Frontbereich des Fahrzeugs angeordnet ist, sowie eine Positionierungskamera, die zur Vorderseite des Fahrzeugs gerichtet ist, um beim Andocken an den feststehenden Anschluss das Fahrzeug relativ zu dem feststehenden Anschluss zu positionieren.The first main object of the invention is therefore a method for guiding motor vehicles which have to connect to a terminal for refueling thereto, the vehicle carrying a socket part of a connection unit arranged in the front area of the vehicle, and a positioning camera which is directed to the front of the vehicle to position the vehicle relative to the fixed terminal when docking to the fixed terminal.
Erfindungsgemäß besteht das Verfahren aus dem
- – Anordnen der Kamera im Bereich des Buchsenteils der Verbindungseinheit des Fahrzeugs; und
- – Anordnen von feststehenden Anhaltspunkten nahe am Anschluss, die von der Kamera erfassbar sind.
- Arranging the camera in the region of the socket part of the connection unit of the vehicle; and
- - Arranging fixed clues close to the port that are detectable by the camera.
Vorzugsweise können die feststehenden Anhaltspunkte unter anderem aus Markierungen am Boden, beispielsweise aus einem weißen Streifen, bestehen.Preferably, the fixed indicia may consist, inter alia, of markings on the ground, for example a white stripe.
Die zweite Hauptaufgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Leiten eines Kraftfahrzeugs, das sich an eine Ladestation anschließen muss, um daran betankt zu werden, wobei das Fahrzeug ein Buchsenteil einer Verbindungseinheit trägt, die einen an den Anschluss befestigten Stift aufweist, wobei dieses Buchsenteil im Frontbereich des Fahrzeugs angeordnet ist, sowie eine Positionierungskamera, die nach vorne gerichtet ist, um beim Andocken an den feststehenden Anschluss das Fahrzeug bezüglich des feststehenden Anschlusses zu positionieren.The second main object of the invention is a device for guiding a motor vehicle, which has to be connected to a charging station for refueling, the vehicle carrying a socket part of a connection unit having a pin attached to the terminal, this socket part in the front area of the vehicle, and a positioning camera directed forward to position the vehicle with respect to the fixed terminal when docked to the fixed terminal.
Erfindungsgemäß ist die Kamera der Vorrichtung im Bereich des Buchsenteils der Verbindungseinheit angeordnet, das im Frontbereich des Fahrzeugs in Höhe des Kühlergrills angeordnet ist.According to the invention, the camera of the device is arranged in the region of the socket part of the connection unit, which is arranged in the front region of the vehicle in the height of the radiator grille.
Bei der angestrebten Ausführung der Erfindung ist der Anschluss zum Nachladen mit dem Einsteckteil der Verbindungseinheit versehen, das den elektrischen Verbindungsstecker darstellt, während das Buchsenteil der Verbindungseinheit eine elektrische Anschlussbuchse darstellt, die einen Führungskonus besitzt.In the desired embodiment of the invention, the connection for recharging is provided with the insertion part of the connection unit, which represents the electrical connection plug, while the socket part of the connection unit represents an electrical connection socket, which has a guide cone.
Dabei ist vorgesehen, dass die Kamera im Konus des Buchsenteils der Verbindungseinheit angeordnet und leicht nach unten gerichtet ist.It is provided that the camera is arranged in the cone of the female part of the connection unit and directed slightly downward.
Erfindungsgemäß enthält die Einheit:
- – Mittel zum vorübergehenden Verschließen der Öffnung des Führungskonus, um diese Öffnung des Führungskonus dann zu verschließen, wenn das Fahrzeug fährt, und um sie dann zu öffnen, wenn das Fahrzeug stillsteht; und
- – Mittel zum vorübergehenden Verstärken des Aufbaus des Führungskonus, die dann einsatzbereit sind, wenn das Fahrzeug stillsteht.
- - Means for temporarily closing the opening of the guide cone to close this opening of the guide cone then when the vehicle is running, and then to open when the vehicle is stationary; and
- - Means for temporarily reinforcing the structure of the guide cone, which are ready for use when the vehicle is stationary.
Diese Anordnung steht im Widerspruch zur vorgefassten Meinung des Fachmanns, da er vorschlägt, dass der Frontbereich des Fahrzeugs bei schneller Fahrt weniger solide ausgeführt ist, wobei die Öffnung der Anschlussbuchse geschlossen ist, und dass bei sehr langsamer Fahrt und bei Stillstand die Öffnung des Führungskonus offen steht, um die Verbindung mit dem Stift des Einsteckteils herzustellen und damit die Kamera einsatzfähig ist.This arrangement is contrary to the preconcecled opinion of those skilled in the art because it suggests that the front portion of the vehicle is made less solid at high speeds, with the opening of the connector closed, and that at very slow travel and at a standstill, the opening of the guide cone is open stands to connect to the pin of the male and make the camera is operational.
Die Hauptausführungsform des Buchsenteils sieht in diesem Fall vor, dass die Mittel zum vorübergehenden Verschließen und die Mittel zur vorübergehenden Verstärkung über den Führungskonus und über ein einzelnes Schwenkteil ausgebildet sind, das in der Nähe des kleineren Endes des Konus gelagert ist und zumindest einen Arm besitzt, an dessen Ende eine Verschlussplatte angeordnet ist, die leicht gebogen und an einem distalen Ende des zumindest einen Arms angeordnet ist, um die Öffnung des Führungskonus in einer ersten Schwenkposition des Schwenkteils zu schließen, wobei diese Verschlussplatte versetzt zu dem mindestens einen Arm angeordnet ist, wobei der zumindest eine Arm und der Führungskonus komplementär geformte Verbindungsmittel aufweisen, die in einer zweiten Drehposition des Schwenkteils in Kontakt gelangen, in welcher die Verschlussplatte die Öffnung des Führungskonus freigibt, wobei die Verbindungsmittel die Wände des Konus zumindest im Bereich des Führungskonus mit dem größeren Durchmesser festlegen und -halten, wobei die Mittel für den Drehantrieb des Schwenkteils, darunter ein Motor, am Fahrgestell gelagert sind.The main embodiment of the female part in this case provides that the temporary closure means and the temporary reinforcement means are formed over the guide cone and over a single pivoting part which is mounted in the vicinity of the smaller end of the cone and has at least one arm, a closure plate is disposed at the end thereof, which is slightly bent and arranged at a distal end of the at least one arm to close the opening of the guide cone in a first pivot position of the pivoting part, said closure plate being offset from the at least one arm the at least one arm and the guide cone have complementarily shaped connecting means which come into contact in a second rotational position of the pivoting part, in which the closure plate releases the opening of the guide cone, wherein the connecting means the walls of the cone at least in the region of the guide cone set and hold the larger diameter, wherein the means for the rotary drive of the pivoting part, including a motor, are mounted on the chassis.
In diesem Fall ist vorgesehen, dass die Verbindungsmittel in Form von mehreren Befestigungszapfen ausgeführt sind, die an einem ersten Element aus der Außenwand des Führungskonus und dem zumindest einen Arm des Schwenkteils angeordnet sind, sowie in Form von entsprechenden Befestigungseinkerbungen, die in ihrer Form derjenigen der Befestigungszapfen entsprechen und an dem zweiten Element aus der Außenwand des Führungskonus und dem zumindest einen Arm des Schwenkteils angeordnet sind.In this case, it is provided that the connecting means are designed in the form of a plurality of fastening pins which are arranged on a first element of the outer wall of the guide cone and the at least one arm of the pivoting member, and in the form of corresponding Befestigungssinkerbungen whose shape of that of Matching pins correspond and are arranged on the second element of the outer wall of the guide cone and the at least one arm of the pivoting member.
In diesem Fall ist von Interesse, dass einer der Zapfen hohl und weit ausgeführt ist, um das Gehäuse zu bilden, in welchem sich die Kamera befindet.In this case, it is of interest that one of the pins is hollow and wide to form the housing in which the camera is located.
Liste der FigurenList of figures
Die Erfindung und ihre verschiedenen technischen Merkmale werden beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung besser verständlich, die von fünf Figuren begleitet wird, die jeweils darstellen:The invention and its various technical features will be better understood by reading the following description, which is accompanied by five figures, each of which:
Nähere Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Further description of a preferred embodiment of the invention
Das Konzept der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, die Kamera von ihrer Anordnung hinter der Windschutzscheibe weg zu verlagern und sie der Verbindungsstelle anzunähern, d. h. sie weiter nach vorne und weiter unten vorzusehen, wobei sie somit unter anderem zum Boden gerichtet sein kann.Thus, the concept of the present invention is to move the camera away from its location behind the windshield and approximate it to the junction, i. H. to provide them further forward and lower, and thus may be directed, inter alia, to the ground.
Damit diese Kamera bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nicht durch Regen oder Schlamm verschmutzt wird, wenn das Fahrzeug fährt, wird diese Kamera von einer Klappe geschützt, welche die Öffnung eines Führungskonus des Buchsenteils verschließt, der im Frontbereich des Fahrzeugs im Bereich des Kühlergrills angeordnet ist.So that this camera is not contaminated by rain or mud in the preferred embodiment of the invention when the vehicle is running, this camera is protected by a flap which closes the opening of a guide cone of the female part, which is arranged in the front region of the vehicle in the region of the grille ,
Bezugnehmend auf
In dieser
In
In
Die Verschwenkbewegung des Schwenkteils
Dabei besitzt dieses Schwenkteil
Es ist leicht zu verstehen, dass in der sogenannten ”Fahrstellung” das Schwenkteil
Dagegen hat bezugnehmend auf
Bezugnehmend auf
Wie in
Die Kamera ist mit einer Signalverarbeitungsvorrichtung versehen, die unter anderem die Abweichung bezüglich Entfernung und Abstand des Fahrzeugs vom zu erreichenden Punkt, d. h. von dem Stift
Die Erfassung des Eintritts des Stifts
Auf
Die in dieser Beschreibung beschriebene Anwendung betrifft die elektrische Verbindung eines Fahrzeugs mit einer Ladestation, sie kann jedoch auch die Verbindung mit einer Kraftstoffleitung an einer Kraftstoffpumpe, die Verbindung mit einer Wasserleitung des Fahrzeugs mit einer Wasserladestation oder sogar die Übertragung von elektronischen Informationssignalen für die Navigation eines Fahrzeugs betreffen.The application described in this specification relates to the electrical connection of a vehicle to a charging station, but it may also include the connection to a fuel line to a fuel pump, the connection to a water pipe of the vehicle with a water charging station or even the transmission of electronic information signals for the navigation of Concern vehicle.
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FR3014804B1 (en) | 2016-01-22 |
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