DE102014211105A1

DE102014211105A1 - Positionierung eines Fahrzeugs bezüglich einer Energiemittel-Ladeeinrichtung

Info

Publication number: DE102014211105A1
Application number: DE102014211105.6A
Authority: DE
Inventors: Timur Aminev; Andreas Weiser; Daniel Schütz; Lutz Junge
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2015-12-17
Also published as: CN105270471A; CN110979455A

Abstract

Zur Positionierung eines Fahrzeugs (10) bezüglich einer Energiemittel-Ladeeinrichtung wird das Fahrzeug (10) im Stillstand durch ein Betätigen einer Lenkung (5) des Fahrzeugs (10) in einer Querrichtung (4) des Fahrzeugs (10) positioniert, um eine Position des Fahrzeugs (10) bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung zu verbessern. Dabei bewegt sich im Stillstand kein Rad des Fahrzeugs (10) in Umfangsrichtung des Rades.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um ein Fahrzeug bezüglich einer Energiemittel-Ladeeinrichtung zu positionieren.
Die DE 10 2011 114 321 A1 beschreibt eine elektrische Kopplung eines Fahrzeugs mit einer Ladestation, wobei das Fahrzeug automatisch bewegt wird, um ein Koppelelement des Fahrzeugs in eine vorgegebene Position relativ zu einem Koppelelement der Ladestation zu bringen.
Die DE 10 2010 042 395 A1 offenbart ein induktives Laden einer Batterie eines Fahrzeugs, wobei Aktoren angesteuert werden, um eine möglichst gute induktive Kopplung zu erzielen. Anstelle der Aktoren können auch ein Fahrzeugantrieb und eine Fahrzeuglenkung eingesetzt werden.
Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, eine Ladestation zum induktiven Laden eines Fahrzeugs so auszugestalten, dass eine Primärspule der Ladestation bewegt werden kann, um eine induktive Kopplung mit einer Sekundärspule des Fahrzeugs zu optimieren. Darüber hinaus ist es beispielsweise aus den beiden vorab beschriebenen Druckschriften bekannt, das Fahrzeug automatisch derart zu positionieren, dass eine möglichst optimale induktive Kopplung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation realisiert wird.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine möglichst Positionierung zwischen einem Fahrzeug und einer Ladestation möglichst einfach herbeizuführen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Positionierung eines Fahrzeugs bezüglich einer Energiemittel-Ladeeinrichtung nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung zur Positionierung eines Fahrzeugs bezüglich einer Energiemittel-Ladeeinrichtung nach Anspruch 12 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Positionierung eines Fahrzeugs bezüglich einer Energiemittel-Ladeeinrichtung bereitgestellt. Dabei wird das Fahrzeug im Stillstand in einer Querrichtung des Fahrzeugs (d.h. senkrecht zur Längsrichtung des Fahrzeugs und innerhalb der Fahrebene des Fahrzeugs) positioniert, indem eine Lenkung des Fahrzeugs betätigt wird. Das Ziel der Positionierung in der Querrichtung des Fahrzeugs ist, eine Position des Fahrzeugs im Bezug auf die Energiemittel-Ladeeinrichtung zu optimieren. Dabei liegt der Stillstand erfindungsgemäß dann vor, wenn sich kein Rad des Fahrzeugs in einer Umfangsrichtung des jeweiligen Rades bewegt.
Indem die Positionierung des Fahrzeugs in der Querrichtung mittels der Lenkung des Fahrzeugs realisiert wird, wird vorteilhafterweise auf eine bereits aus anderen Gründen vorhandene Einrichtung (nämlich die Lenkung des Fahrzeugs) zurückgegriffen. Dadurch wird die Positionierung des Fahrzeugs bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung kostengünstiger realisiert, als wenn beispielsweise eine Primärspule der Ladeeinrichtung beweglich ausgestaltet werden müsste.
Der Stillstand ist dabei derart definiert, dass der Antrieb des Fahrzeugs, mit welchem die Antriebsräder des Fahrzeugs in einer Umfangsrichtung des jeweiligen Antriebsrades bewegt werden, nicht aktiv ist, da er zur Betätigung der Lenkung nicht benötigt wird. Mit anderen Worten reicht es aus, die Lenkung mit Energie zu versorgen, während der Antrieb der Räder des Fahrzeugs deaktiviert sein kann. Die Lenkung lenkt dabei normalerweise die Räder der Vorderachse des Fahrzeugs. Allerdings ist es erfindungsgemäß auch möglich, dass die Räder der Hinterachse des Fahrzeugs gelenkt werden, wie es beispielsweise bei einer Hinterachse Lenkung der Fall ist.
Für die Art und Weise, in welcher die Lenkung des Fahrzeugs betätigt wird, um die Position des Fahrzeugs im Bezug zu der Energiemittel-Ladeeinrichtung zu verbessern, existieren erfindungsgemäß mehrere Möglichkeiten.
Eine Möglichkeit besteht darin, eine Information zu ermitteln, um welche Wegstrecke das Fahrzeug in der Querrichtung zu bewegen ist, um durch diese Bewegung in der Querrichtung die Position des Fahrzeugs im Bezug auf die Energiemittel-Ladeeinrichtung zu verbessern. Diese Information wird dann beispielsweise über entsprechende Anzeigemittel des Fahrzeugs (z. B. über das Kombidisplay des Fahrzeugs) ausgegeben.
Bei dieser Variante betätigt insbesondere der Fahrer des Fahrzeugs die Lenkung des Fahrzeugs entsprechend der ausgegebenen Information. Die Information kann beispielsweise im Stillstand anhand einer genauen Auswertung von Markierungen erzeugt werden, wobei mittels der Markierungen die genaue Position der Energiemittel-Ladeeinrichtung ermittelt werden kann.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass Lenken des Fahrzeugs automatisch vorzunehmen. Bei dieser Variante wird die Lenkung des Fahrzeugs automatisch betätigt, um das Fahrzeug entsprechend der vorab ermittelten Wegstrecke in der Querrichtung zu bewegen.
Das Erfassen der Markierungen erfolgt mit Hilfe einer oder mehrerer Kameras, wobei eine Frontkamera wie auch eine Kamera an der Fahrzeugseite oder am Heck des Fahrzeugs eingesetzt werden können.
Das Verbessern der Position des Fahrzeugs umfasst insbesondere ein Annähern des Fahrzeugs an eine Soll-Position.
Dabei kann die Soll-Position beispielsweise im Stillstand anhand der genauen Auswertung der vorab beschriebenen Markierungen ermittelt werden.
Genauer gesagt wird insbesondere im Stillstand des Fahrzeugs die Soll-Position in der Querrichtung in Abhängigkeit der Markierungen, mit denen die genaue Position der Energiemittel-Ladeeinrichtung bestimmt werden kann, bestimmt. Die Lenkung des Fahrzeugs wird dann derart betätigt, dass die vorher bestimmte Soll-Position erreicht wird.
Zur optimalen Bestimmung der genauen Position der Energiemittel-Ladeeinrichtung sollten mindestens drei Markierungen vorhanden sein. Diese Markierungen können auf dem Boden bzw. der Fahrbahn, auf der Ladeeinrichtung selbst oder einer Wand, an welcher die Ladeeinrichtung angebracht ist, vorhanden sein. Im Stillstand des Fahrzeugs und in entsprechender Nähe der Energiemittel-Ladeeinrichtung kann die Position der Ladeeinrichtung und damit die relative Position des Fahrzeugs zu dieser Ladeeinrichtung fast auf den Millimeter genau bestimmt werden, da die Auflösung der Markierungen im Stillstand bedeutend besser als bei einer Fahrt des Fahrzeugs ist.
Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Kennlinie ermittelt, welche einen Zusammenhang zwischen dem jeweiligen Lenkwinkel der Lenkung und einer Wegstrecke angibt, um welche das Fahrzeug entlang der Querrichtung bewegt wird, wenn die Lenkung um den entsprechenden Lenkwinkel ausgelenkt wird. Wenn nun, beispielsweise anhand der Markierungen, die Wegstrecke ermittelt wird, um welche das Fahrzeug in der Querrichtung bewegt werden muss, um die Positionierung des Fahrzeugs bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung zu verbessern oder um die Soll-Position des Fahrzeugs zu erreichen, kann mit Hilfe der Kennlinie der einzustellende Lenkwinkel abhängig von der ermittelten Wegstrecke bestimmt werden. Anschließend wird die Lenkung um diesen Lenkwinkel betätigt.
Die Betätigung der Lenkung um den einzustellenden Lenkwinkel kann dabei wiederum automatisch erfolgen oder erfolgen, indem die Information über den Lenkwinkel auf den Anzeigemitteln des Fahrzeugs ausgegeben wird, wobei der Fahrer des Fahrzeugs die Lenkung entsprechend betätigt.
Durch die Ermittlung der Kennlinie kann quasi im Vorfeld eine Beziehung zwischen dem Lenkwinkel der Lenkung und der dadurch erzielten Wegstrecke des Fahrzeugs in der Querrichtung erlernt werden. Diese Beziehung kann dann vorteilhaft zur möglichst optimalen Positionierung des Fahrzeugs bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung eingesetzt werden.
Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform kann auch eine induktive Kopplung zwischen einer Primärspule der Energiemittel-Ladeeinrichtung und einer Sekundärspule des Fahrzeugs optimiert werden. Dabei wird z.B. durch die Ladeeinrichtung ein in der Primärspule fließender Strom erzeugt, welcher in der Sekundärspule einen Strom induziert. Eine von dem in der Sekundärspule fließenden Strom abhängige Leistung wird bestimmt, wobei die Lenkung des Fahrzeugs derart betätigt wird, dass sich diese Leistung, d.h. die pro Zeiteinheit übertragene Lademenge, erhöht. Dabei kann die über die Sekundärspule übertragene Leistung beispielsweise ermittelt werden, indem zum einen der in der Sekundärspule induzierte Strom und zum anderen die über der Sekundärspule abfallende Spannung gemessen werden.
Um das Fahrzeug möglichst optimal zu positionieren, wobei das Fahrzeug dann optimal positioniert ist, wenn der Lenkwinkel derart eingestellt ist, dass eine maximale Ladeleistung von der Primärspule über die Sekundärspule zu dem Fahrzeug übertragen wird, kann folgendermaßen vorgegangen werden.
Die Lenkung des Fahrzeugs wird vollständig durchfahren während gleichzeitig die von der Primärspule auf die Sekundärspule übertragene Leistung erfasst wird, um einen Verlauf der Leistung abhängig von dem Lenkwinkel der Lenkung zu bestimmen. Anhand dieses Verlaufs kann zum einen die maximale Leistung innerhalb des Verlaufs und zum anderen der zu dieser maximalen Leistung gehörende Lenkwinkel bestimmt werden. Die Lenkung wird dann entsprechend diesem zugehörigen Lenkwinkel eingestellt.
Eine weitere Möglichkeit, den Lenkwinkel derart einzustellen, dass eine maximale Ladeleistung übertragen wird, besteht darin, ausgehend von dem aktuellen Lenkwinkel die Lenkung in eine Richtung zu betätigen während gleichzeitig die von der Primärspule auf die Sekundärspule übertragene Leistung erfasst und ausgewertet wird. D.h. die Lenkung wird ausgehend von dem aktuellen Lenkwinkel nach rechts bzw. links gedreht. Wenn die Leistung unmittelbar nach der Betätigung der Lenkung in diese Richtung sofort abnimmt, handelt es sich augenscheinlich um die falsche Richtung (oder der Lenkwinkel befindet sich bereits in seiner bestmöglichen Stellung), so dass die Lenkung in die andere Richtung, d.h. nach links bzw. rechts, gedreht wird. Wenn die Leistung allerdings nicht unmittelbar nach der Betätigung der Lenkung in diese Richtung sofort abnimmt, handelt es sich um die richtige Richtung. Die Lenkung wird so lange in die Richtung (oder in die andere Richtung) betätigt, bis die Leistung (wieder) abnimmt. Bei dieser Variante verbleibt die Lenkung bei einem Lenkwinkel, welcher der maximalen Leistung innerhalb des vorab beschriebenen Verlaufs der Leistung abhängig von dem Lenkwinkel entspricht.
Die Energiemittel-Ladeeinrichtung, bezüglich welcher das Fahrzeug erfindungsgemäß positioniert wird, kann eine von folgenden Ladeeinrichtungen sein:

• Eine induktive Ladeeinrichtung, um dem Fahrzeug induktiv elektrische Energie zuzuführen. Dabei umfasst die induktive Ladeeinrichtung eine Primärspule, welche beim Ladevorgang mit einer Sekundärspule des Fahrzeugs gekoppelt wird.
• Eine kabelgestützte Ladeeinrichtung, mit welcher dem Fahrzeug über ein Stromkabel elektrische Energie zugeführt wird. Dazu wird das Fahrzeug gegenüber einem Roboter oder einer Einrichtung der Ladeeinrichtung positioniert, mit welcher automatisch eine elektrische Verbindung über das Kabel zwischen der Ladeeinrichtung und dem Fahrzeug hergestellt wird. Mit anderen Worten wird das Fahrzeug bei dieser Variante erfindungsgemäß derart bezüglich der Ladeeinrichtung positioniert, dass eine Stecker-Buchse-Verbindung zwischen dem Fahrzeug und der Ladeeinrichtung automatisch hergestellt werden kann.
• Eine Ladeeinrichtung, mit welcher ein Betriebsmittel (z.B. Benzin, Gas, Wasserstoff) als Energiemittel über eine entsprechende Leitung in einen Tank des Fahrzeugs geführt wird. In ähnlicher Weise wie bei der vorherigen Variante wird das Fahrzeug dabei gegenüber einem Roboter oder einer Einrichtung der Ladeeinrichtung positioniert, mit welcher eine Verbindung über die Leitung zwischen der Ladeeinrichtung und dem Fahrzeug hergestellt wird. Auch bei dieser Variante wird insbesondere das Fahrzeug derart bezüglich der Ladeeinrichtung positioniert, dass eine Art Stecker-Buchse-Verbindung zwischen dem Fahrzeug und der Ladeeinrichtung automatisch hergestellt werden kann.

Bevor das Fahrzeug im Stillstand erfindungsgemäß bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung positioniert wird, kann das Fahrzeug bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung vorpositioniert werden, wobei für diese Vorpositionierung der Antrieb des Fahrzeugs und die Lenkung des Fahrzeugs eingesetzt werden können, so dass sich bei dieser Vorpositionierung auch die Räder des Fahrzeugs in Umfangsrichtung bewegen.
Bei dieser Vorpositionierung existieren folgende Möglichkeiten:

• Beim Zufahren des Fahrzeugs auf die Ladeeinrichtung werden mit einer Kamera künstliche Marker gesucht. Anhand dieser Marker wird die Position der Ladeeinrichtung und die gewünschte Position, d.h. die Soll-Position, des Fahrzeugs bezüglich der Ladeeinrichtung bestimmt. Anschließend wird das Fahrzeug in dieser Soll-Position geparkt.
• Während des Zufahrens des Fahrzeugs auf die Ladeeinrichtung wird bereits von der Primärspule der Ladeeinrichtung über die Sekundärspule des Fahrzeugs übertragene Leistung erfasst und ausgewertet. Das Fahrzeug hält an derjenigen Stelle, an welcher die übertragene Leistung ihren Maximalwert aufweist. Dabei kann ein eventuelles Überfahren der optimalen Stelle durch ein Korrekturmanöver korrigiert werden, bei welchem das Fahrzeug in der Längsrichtung des Fahrzeugs bewegt wird. Bei dieser Möglichkeit kann die Position des Fahrzeugs vertikal zu der Richtung der ansteigenden übertragenen Leistung korrigiert werden, wodurch das Ergebnis der erfindungsgemäßen Positionierung des Fahrzeugs bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung im Stillstand (nach dem Zufahren des Fahrzeugs auf die Ladeeinrichtung) erhöht wird.

Bei der Positionierung und Vorpositionierung des Fahrzeugs bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung anhand einer Maximierung der von der Primärspule über die Sekundärspule übertragenen Leistung ist insbesondere ein Ausmaß des Stroms durch die Primärspule konstant. Erfindungsgemäß können die Positionierung und die Vorpositionierung des Fahrzeugs bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung anstelle der Maximierung der von der Primärspule über die Sekundärspule übertragenen Leistung auch anhand einer Maximierung eines Ladewirkungsgrads oder anhand einer Maximierung eines Ladestroms durch die Sekundärspule durchgeführt werden.
Wenn nach der Vorpositionierung durch die erfindungsgemäße Positionierung des Fahrzeugs bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung die maximale von der Primärspule über die Sekundärspule übertragene Leistung unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt (d.h. es wird durch die Bewegung in der Querrichtung des Fahrzeugs keine Position mit einem ausreichenden Ladewirkungsgrad gefunden), kann eine wiederholte Vorpositionierung zur Korrektur durchgeführt werden.
Auch die Vorpositionierung oder das Zufahren kann entweder automatisch erfolgen oder aber der Fahrer erhält Hinweise, anhand welcher er das Fahrzeug bezüglich der Ladeeinrichtung vorpositioniert.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Positionierung eines Fahrzeugs bezüglich einer Energiemittel-Ladeeinrichtung bereitgestellt. Dabei umfasst die Vorrichtung einen Sensor, um eine Position des Fahrzeugs bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung zu erfassen, und Steuermittel. Die Vorrichtung ist ausgestaltet, um abhängig von der Position des Fahrzeugs bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung mit Hilfe der Steuermittel im Stillstand des Fahrzeugs eine Betätigung einer Lenkung des Fahrzeugs zu initiieren, um durch diese Betätigung der Lenkung das Fahrzeug zur Verbesserung der Position des Fahrzeugs bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung entlang einer Querrichtung des Fahrzeugs zu positionieren.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung umfasst die Vorrichtung eine Anzeige. Bei dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung ausgestaltet, um mittels der Steuermittel eine Information zu ermitteln, um welche Wegstrecke das Fahrzeug in der Querrichtung zu bewegen ist, um die Position des Fahrzeugs bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung zu verbessern. Die Steuermittel sind ausgestaltet, um die Information auf der Anzeige darzustellen.
Bei dieser ersten Ausführungsform wird die Lenkung des Fahrzeugs anhand der auf der Anzeige ausgegebenen Informationen beispielsweise vom Fahrer des Fahrzeugs selbst betätigt.
Gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung umfasst die Vorrichtung die Lenkung des Fahrzeugs. Bei dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung ausgestaltet, um mit Hilfe der Steuermittel im Stillstand die Lenkung des Fahrzeugs zu betätigen, um dadurch das Fahrzeug zur Verbesserung der Position des Fahrzeugs bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung in der Querrichtung des Fahrzeugs zu positionieren.
Bei dieser zweiten Ausführungsform wird die Lenkung automatisch, d.h. durch die Vorrichtung selbst, betätigt.
Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung jeder Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestaltet sein.
Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug bereitgestellt, welches die vorab beschriebene Vorrichtung bzw. eine der vorab beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung umfasst.
Bei Fahrzeugen mit einem höhenverstellbaren Fahrwerk kann das Fahrzeug nach der erfindungsgemäßen Positionierung des Fahrzeugs bezüglich einer induktiven Ladeeinrichtung so weit abgesenkt werden, dass ein optimaler Ladewirkungsgrad unter Einhaltung eines Mindestabstands zwischen der Ladeplatte und dem Fahrzeugunterboden erzielt wird.
Durch den Einsatz der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine Primärspule der Ladeeinrichtung ortsfest angeordnet werden. Darüber hinaus kann ein Arbeitsfeld eines Roboters der Ladeeinrichtung geringere Ausmaße aufweisen, als dies nach dem Stand der Technik der Fall ist, da das Fahrzeug nach der Vorpositionierung im Stillstand noch in der Querrichtung erfindungsgemäß bewegt werden kann. Schließlich kann der Wirkungsgrad eines induktiven Ladevorgangs erhöht werden, indem die induktive Kopplung zwischen der Primärspule und der Sekundärspule durch eine entsprechende erfindungsgemäße Positionierung des Fahrzeugs bezüglich der induktiven Ladeeinrichtung optimiert wird.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da die vorliegende Erfindung auch bei Schiffen, Flugzeugen sowie gleisgebundenen oder spurgeführten Fahrzeugen eingesetzt werden könnte.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
Anhand der 1 und 2 wird ein Zusammenhang zwischen dem Lenkwinkel und einer Bewegung in der Querrichtung des Fahrzeugs dargestellt.
In 3 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
In 1 ist ein Lenkrad 5 eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 10 (siehe 2 und 3) dargestellt. Um das Fahrzeug 10 in einer Querrichtung 4 (siehe 2) des Fahrzeugs 10 zu bewegen, wird im Stillstand des Fahrzeugs 10 das Lenkrad 5 gemäß einem Lenkwinkel 3 gedreht. Durch das Drehen des Lenkrads 5 bzw. durch die Betätigung der Lenkung des Fahrzeugs 10 im Stillstand kann die Position des Fahrzeugs in der Querrichtung um ca. ±3 cm korrigiert werden.
Wie aus 2 ersichtlich wird, kann dadurch die Position einer Ladedose 1 oder einer Sekundärspule 2 des Fahrzeugs 10 gegenüber der Ladeeinrichtung (in den Figuren nicht dargestellt) korrigiert werden.
In 3 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10 schematisch dargestellt. Das Fahrzeug 10 umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung 20 zur Positionierung des Fahrzeugs 10 bezüglich einer Energiemittel-Ladeeinrichtung. Die Vorrichtung 20 umfasst ihrerseits eine Steuerung 6, ein Lenkrad bzw. eine Lenkung 5 des Fahrzeugs 10, einen Sensor 7, um die Position des Fahrzeugs 10 bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung zu erfassen, und eine Anzeige 8.
Zur Positionierung des Fahrzeugs 10 bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung existieren die folgenden zwei Varianten:

• Beispielsweise anhand des Sensors 7 werden eine aktuelle Position des Fahrzeugs 10 und eine Soll-Position in der Querrichtung des Fahrzeugs 10 bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung bestimmt. Anschließend betätigt die Steuerung 6 die Lenkung 5 des Fahrzeugs 10, um ausgehend von der aktuellen Position diese Soll-Position zu erreichen.
• Wiederum werden beispielsweise anhand des Sensors 7 die aktuelle Position und die Soll-Positionen in der Querrichtung des Fahrzeugs 10 bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung bestimmt. Anschließend ermittelt die Steuerung anhand der aktuellen Position des Fahrzeugs und der Soll-Position einen Lenkwinkel, um welchen das Lenkrad 5 gedreht werden muss, um die Soll-Position zu erreichen. Dieser Lenkwinkel wird dann von der Steuerung 6 auf der Anzeige 8 ausgegeben und der Fahrer des Fahrzeugs 10 dreht das Lenkrad 5 um den angezeigten Lenkwinkel, um das Fahrzeug 10 dadurch in der Soll-Position zu positionieren.

Der erfindungsgemäße Ablauf bei einem Einparkvorgang vor einer Ladeeinrichtung, beispielsweise einem Laderoboter oder einer Induktionsplatte, kann wie folgt beschrieben werden. Der Benutzer bzw. der Fahrer des Fahrzeugs 10 aktiviert die erfindungsgemäße Vorrichtung 20. Beim Zufahren auf die Ladeeinrichtung sucht die Vorrichtung 20 mit einer oder mit mehreren Kameras nach künstlichen Markern. Sobald die Marker gefunden worden sind, wird dem Benutzer beispielsweise über die Anzeige 8 die erfasste Parkmöglichkeit bzw. Soll-Position vor der Ladeeinrichtung signalisiert, so dass der Benutzer den Parkvorgang starten kann. Bei der vollautomatischen Variante der Vorrichtung 20 verlässt der Benutzer in der Regel das Fahrzeug 10 und aktiviert den automatischen Einparkvorgang mittels eines entsprechenden Bedienelements eines dem Fahrzeug 10 zugeordneten Funkschlüssels. Das Fahrzeug 10 fährt automatisch anhand der Lokalisierung der Marker in die Soll-Position vor der Ladeeinrichtung. Nach dem Einparkvorgang wird mittels der mindestens einen Kamera die aktuelle Position des Fahrzeugs 10 überprüft. Sollte die Ladedose 1 des Fahrzeugs 10 oder die Sekundärspule 2 des Fahrzeugs 10 außerhalb eines Toleranzbereichs der Ladeeinrichtung in Querrichtung liegen, wird erfindungsgemäß eine Positionskorrektur in Querrichtung 4 allein durch die Lenkung 5 des Fahrzeugs 10 durchgeführt. Dadurch wird die Ladedose 1 oder die Sekundärspule 2 in den entsprechenden Toleranzbereich der Ladeeinrichtung gebracht. Anschließend wird ein Ladestecker der Ladeeinrichtung automatisiert (beispielsweise durch einen Roboter) in die Ladedose 1 gesteckt oder die Energieübertragung erfolgt induktiv über die Sekundärspule 2.
Bezugszeichenliste

1: Ladedose
2: Sekundärspule
3: Lenkwinkel
4: Querrichtung
5: Lenkrad
6: Steuerung
7: Sensor
8: Anzeige
10: Fahrzeug
20: Vorrichtung

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

DE 102011114321 A1 [0002]
DE 102010042395 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Positionierung eines Fahrzeugs (10) bezüglich einer Energiemittel-Ladeeinrichtung, wobei das Fahrzeug (10) im Stillstand durch ein Betätigen einer Lenkung (5) des Fahrzeugs (10) in einer Querrichtung (4) des Fahrzeugs (10) positioniert wird, um eine Position des Fahrzeugs (10) bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung zu verbessern, wobei sich im Stillstand kein Rad des Fahrzeugs (10) in Umfangsrichtung des Rades bewegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Information ermittelt wird, um welche Wegstrecke das Fahrzeug (10) in der Querrichtung (4) zu bewegen ist, um die Positionierung des Fahrzeugs (10) bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung zu verbessern, und dass die Information ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbessern der Position des Fahrzeugs (10) ein Annähern des Fahrzeugs (10) an eine Soll-Position umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Stillstand des Fahrzeugs (10) die Soll-Position des Fahrzeugs (10) entlang der Querrichtung (4) abhängig von Markierungen bestimmt wird, mit denen eine Position der Energiemittel-Ladeeinrichtung bestimmbar ist, und dass die Lenkung (5) des Fahrzeugs (10) betätigt wird, um die Soll-Position zu erreichen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kennlinie ermittelt wird, um welchen Lenkwinkel (3) die Lenkung (5) zu betätigen ist, um das Fahrzeug (10) um eine bestimmte Wegstrecke entlang der Querrichtung (4) zu bewegen, dass eine Wegstrecke ermittelt wird, um welche das Fahrzeug (10) in der Querrichtung (4) zu bewegen ist, um die Positionierung des Fahrzeugs (10) bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung zu verbessern, dass mittels der Kennlinie ein einzustellender Lenkwinkel (3) abhängig von der Wegstrecke bestimmt wird, und dass die Lenkung (5) um den einzustellenden Lenkwinkel (3) betätigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiemittel-Ladeeinrichtung eine Primärspule und das Fahrzeug (10) eine Sekundärspule (2) umfasst, dass ein in der Primärspule fließender Strom erzeugt wird, welcher in der Sekundärspule (2) einen Strom induziert, dass eine von dem in der Sekundärspule (2) fließenden Strom abhängige Leistung bestimmt wird, und dass die Lenkung (5) des Fahrzeugs (10) betätigt wird, um die Leistung zu erhöhen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkung (5) des Fahrzeugs durchfahren wird während gleichzeitig die Leistung erfasst wird, um einen Verlauf der Leistung über einem Lenkwinkel (3) der Lenkung (5) zu erhalten, dass eine maximale Leistung des Verlaufs und ein zugehöriger Lenkwinkel (3) bestimmt werden, und dass die Lenkung (5) entsprechend dem zugehörigen Lenkwinkel (3) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einem aktuellen Lenkwinkel (3) die Lenkung (5) in eine Richtung betätigt wird während gleichzeitig die Leistung erfasst und ausgewertet wird, dass wenn die Leistung sofort nach der Betätigung der Lenkung (5) in die Richtung abnimmt, die Lenkung (5) in die andere Richtung betätigt wird, dass die Lenkung (5) nur solange in die Richtung bzw. andere Richtung betätigt wird, bis die Leistung wieder abnimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkung (5) automatisch betätigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiemittel-Ladeeinrichtung eine von folgenden Ladeeinrichtungen ist • eine induktive Ladeeinrichtung, um dem Fahrzeug (10) induktiv elektrische Energie zuzuführen, • eine kabelgestützte Ladeeinrichtung, um dem Fahrzeug (10) über ein Kabel elektrische Energie zuzuführen, wobei das Fahrzeug (10) gegenüber einem Roboter positioniert wird, welcher eine elektrische Verbindung über das Kabel zwischen der Ladeeinrichtung und dem Fahrzeug (10) aufbaut, und • eine Ladeeinrichtung, mit welcher ein Betriebsmittel als Energiemittel über eine Leitung in einen Tank des Fahrzeugs (10) gefüllt wird, wobei das Fahrzeug (10) gegenüber einem Roboter positioniert wird, welcher eine Verbindung über die Leitung zwischen der Ladeeinrichtung und dem Fahrzeug (10) aufbaut.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) vor dem Positionieren des Fahrzeugs (10), welches durch das Betätigen der Lenkung (5) im Stillstand erfolgt, bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung vorpositioniert wird, wobei zum Vorpositionieren ein Antrieb des Fahrzeugs (10) und die Lenkung des Fahrzeugs (10) eingesetzt werden.
Vorrichtung zur Positionierung eines Fahrzeugs (10) bezüglich einer Energiemittel-Ladeeinrichtung, wobei die Vorrichtung (20) einen Sensor (7) zum Erfassen einer Position des Fahrzeugs (10) bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung und Steuermittel (6) umfasst, wobei die Vorrichtung (20) ausgestaltet ist, um abhängig von der Position des Fahrzeugs (10) bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung mittels der Steuermittel (6) im Stillstand des Fahrzeugs (10) ein Betätigen einer Lenkung (5) des Fahrzeugs (10) zu initiieren, um das Fahrzeug (10) zur Verbesserung der Position des Fahrzeugs (10) bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung in einer Querrichtung (4) des Fahrzeugs (10) zu positionieren, wobei sich im Stillstand kein Rad des Fahrzeugs (10) in Umfangsrichtung des Rades bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) eine Anzeige (8) umfasst, dass die Vorrichtung (20) ausgestaltet ist, um mittels der Steuermittel (6) eine Information zu ermitteln, um welche Wegstrecke das Fahrzeug (10) in der Querrichtung (4) zu bewegen ist, um die Positionierung des Fahrzeugs (10) bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung zu verbessern, und dass die Steuermittel (6) ausgestaltet sind, um die Information auf der Anzeige (8) auszugeben.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) die Lenkung (5) umfasst, und dass die Vorrichtung (20) ausgestaltet ist, um mittels der Steuermittel (6) im Stillstand die Lenkung (5) des Fahrzeugs (10) zu betätigen, um das Fahrzeug (10) zur Verbesserung der Position des Fahrzeugs (10) bezüglich der Energiemittel-Ladeeinrichtung in der Querrichtung (4) des Fahrzeugs (10) zu positionieren.