DE102014224455A1

DE102014224455A1 - Verfahren zum berührungslosen Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102014224455A1
Application number: DE102014224455.2A
Authority: DE
Inventors: Ahmet Kilic; Stephan Binhack
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2034-11-29
Also published as: DE102014224455B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum berührungslosen Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (10) mit einer einem Parkplatz (1) zugeordneten Ladestation (4). Dabei ist vorgesehen, eine Parkposition (3) an das Fahrzeug (10) zu übermitteln und das Fahrzeug (10) zur Parkposition (3) zu führen, wobei die Position des Fahrzeugs (10) durch den Empfang von Signalen (20) mindestens zweier Sender (6), die an verschiedenen Positionen angeordnet sind, ermittelt wird und die Energieübertragung nach Erreichen der Parkposition (3) freigegeben wird. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Computerprogramm, einen Parkplatz (1) sowie ein Fahrzeug (10), welche zur Ausführung des Verfahrens eingerichtet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum berührungslosen Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit einer einem Parkplatz zugeordneten Ladestation. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Computerprogramm, einen Parkplatz sowie ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, welche zum Ausführen des Verfahrens eingerichtet sind.
Stand der Technik
Beim berührungslosen Übertragen elektrischer Energie wird ein Spulenpaar verwendet, das über ein magnetisches Wechselfeld induktiv miteinander gekoppelt ist. Zum berührungslosen Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, beispielsweise eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs, insbesondere eines Plug-In-Hybridfahrzeugs (PEV), dessen Antrieb ganz oder zumindest teilweise mittels eines Elektromotors erfolgt, ist eine der Spulen dem Fahrzeug zugeordnet. Die andere Spule des Spulenpaars ist einer Ladestation zugeordnet.
Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum berührungslosen Aufladen elektrisch angetriebener Fahrzeuge bekannt, bei denen Energie aus dem magnetischen Wechselfeld einer Primärspule entnommen wird und in einer dem Fahrzeug zugeordneten Sekundärspule in elektrische Energie umgewandelt wird. Die elektrische Energie wird anschließend einem Energiespeicher des Fahrzeugs zugeführt. Dabei ist es jedoch erforderlich, dass das Fahrzeug möglichst präzise über der Ladestation angeordnet wird. In Abhängigkeit vom Abstand und Ausrichtung der Primärspule in der Ladestation zu der Sekundärspule in dem Fahrzeug ergeben sich unterschiedliche Einflüsse auf das berührungslose Ladesystem. Dabei kann ein Koppelfaktor des Spulensystems stark in Abhängigkeit der Positionierung der Spulen zueinander schwanken. Wird das berührungslose Aufladen nicht mit optimal zueinander ausgerichteten Spulen durchgeführt, so wird das System nicht an seinem optimalen Arbeitspunkt betrieben, so dass der Wirkungsgrad reduziert wird. Gleichzeitig treten Streufelder auf, die ein Sicherheitsproblem darstellen, da sich aufgrund der Streufelder metallische Gegenstände in der Nähe der Ladestation stark erwärmen können. Des Weiteren könnte von den Streufeldern ein gesundheitliches Risiko ausgehen. Eine optimale Ausrichtung des aufzuladenden elektrisch angetriebenen Fahrzeugs zu der Ladestation ist somit erforderlich.
Aus WO 2014/023651 ist ein Fahrzeug bekannt, welches zum induktiven Aufladen eine Sekundärspule umfasst, die mit einer fahrzeugexternen Induktionsladeeinheit zusammenwirken kann. Das Fahrzeug umfasst zudem ein Zugangssteuergerät, welches mithilfe eines Induktionssignals eine Ortsposition durch Triangulation berechnen kann. Anhand der Ortsposition ermittelt das Zugangssteuergerät oder ein weiteres Steuergerät eine Fahrtrajektorie, wobei das Fahrzeug ein der Fahrtrajektorie entsprechendes Fahrmanöver selbsttätig durchführt oder dem Fahrer über eine geeignete Schnittstelle das Fahrmanöver mitteilt.
Aus WO 2011/006884 A2 ist ein System zum Aufladen von Fahrzeugen bekannt. Dabei werden Ladespulen im Boden angeordnet. Die Ladespulen umfassen Reflektoren, über die diese zum einen durch ein Fahrzeug leicht auffindbar sind und zum anderen eindeutig identifizierbar sind. Über ein Navigationssystem kann sich der Fahrer des Fahrzeugs in die Nähe einer solchen Ladespule führen lassen und erhält Informationen über den Betreiber der Ladespule.
Nachteilig an den bekannten Verfahren ist, dass zur Bestimmung der Position des aufzuladenden elektrisch angetriebenen Fahrzeugs in Relation zur Ladestation zusätzliche Sensoren erforderlich sind.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Verfahren zum berührungslosen Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit einer einem Parkplatz zugeordneten Ladestation vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte:

a) Übermitteln einer Parkposition an das Fahrzeug,
b) Führen des Fahrzeugs zur Parkposition, wobei die Position des Fahrzeugs durch den Empfang von Signalen mindestens zweier Sender, die an verschiedenen Positionen angeordnet sind, ermittelt wird, und
c) Freigeben der Energieübertragung nach Erreichen der Parkposition.

Mit dem Verfahren kann ein Energiespeicher eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs wieder aufgeladen werden. Bei dem elektrisch angetriebenen Fahrzeug kann es sich beispielsweise um ein Elektrofahrzeug (EV, Electric Vehicle), ein Hybridfahrzeug (HV, Hybrid Vehicle) oder um ein Plug-In-Hybridfahrzeug (PEV, Plug-In-Hybrid Electric Vehicle) handeln. Zum Aufladen des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs wird eine Ladestation verwendet, die einem Parkplatz zugeordnet ist. Bei dem Parkplatz handelt es sich insbesondere um einen Parkplatz, der eine Vielzahl von Stellplätzen aufweist, beispielsweise um eine große Parkfläche, eine Tiefgarage oder ein Parkhaus. Dabei ist je nach Ausführungsvariante des Verfahrens jedem Stellplatz des Parkplatzes eine Ladestation zum Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs zugeordnet, oder es sind besondere ausgewählte Stellplätze des Parkplatzes mit solchen Ladestationen ausgestattet.
Im ersten Schritt a) des Verfahrens kommunizieren das Fahrzeug, welches aufgeladen werden soll, und eine Zentraleinheit, die dem Parkplatz zugeordnet ist, miteinander. Die Kommunikation kann beispielsweise drahtlos per Funk erfolgen, insbesondere über eine Mobilfunkverbindung wie zum Beispiel GSM, UMTS oder dergleichen oder mittels Bluetooth oder WLAN. Ebenso kann jedes andere dem Fachmann bekannte Funkübertragungsverfahren eingesetzt werden. Bei der Kommunikation zwischen dem aufzuladenden Fahrzeug und der Zentraleinheit des Parkplatzes wird die Position eines freien Stellplatzes mit einer freien zugeordneten Ladestation als Parkposition an das Fahrzeug übermittelt. In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen des Verfahrens können zudem zusätzliche Daten übertragen werden, insbesondere zusätzliche Daten die Parkposition betreffend, beispielsweise die Ausrichtung des Stellplatzes betreffend. Anhand der Daten zur Ausrichtung des Stellplatzes ist es dem Fahrzeug möglich zu erkennen, ob es sich bei dem zugewiesenen Stellplatz um einen Stellplatz parallel oder quer zur Fahrbahn handelt. Des Weiteren ist es möglich, in weiteren vorteilhaften Ausführungsformen Daten auszutauschen, die zur Abrechnung dienen. Diese Abrechnungsinformationen können dabei insbesondere eine Identifizierung des Fahrzeugs umfassen.
Im zweiten Schritt b) des Verfahrens wird durch den Empfang von Signalen mindestens zweier Sender, die an verschiedenen Positionen angeordnet sind, die Position des Fahrzeugs ermittelt. Dabei ist in einer Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass die mindestens zwei Sender dem Parkplatz zugeordnet sind und ein Empfänger dem Fahrzeug zugeordnet ist. Dabei können die Sender identisch sein mit denen, die zur Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Zentraleinheit verwendet werden, oder es kann sich um spezielle Sender handeln, die ausschließlich zur Positionsbestimmung vorgesehen sind. Die Positionsbestimmung des Fahrzeugs erfolgt dabei über die Messung der Signallaufzeiten, mit deren Hilfe die Entfernung zwischen dem jeweiligen Sender und dem Empfänger bestimmt wird. Durch die Verwendung von zwei verschiedenen Sendern kann dann mittels Triangulation die genaue Position des Fahrzeugs ermittelt werden. Die Position des Fahrzeugs wird dabei mit Bezug zu den Positionen der Sender bestimmt.
In einer weiteren Ausführungsform sind die mindestens zwei Sender dem Fahrzeug zugeordnet und ein Empfänger ist dem Parkplatz zugeordnet. Auch in diesem Fall kann zumindest einer der Sender eingerichtet sein für die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Zentraleinheit des Parkplatzes. Auch in diesem Fall erfolgt die Positionsbestimmung des Fahrzeugs durch Bestimmung der Signallaufzeiten zwischen dem jeweiligen Sender und Empfänger, wobei in diesem Fall die Messung der Signallaufzeit von dem dem Parkplatz zugeordneten Empfänger bzw. der mit diesem verbundenen Zentraleinheit vorgenommen wird und anschließend an das Fahrzeug übermittelt wird.
Die für die Positionsbestimmung verwendeten mindestens zwei Sender sind bevorzugt als Funksender ausgeführt, insbesondere als WLAN- oder Bluetooth-Sender.
Zur Verbesserung der Genauigkeit der Positionsermittlung ist es insbesondere bei der Variante, bei der die Triangulation von einem dem Fahrzeug zugeordneten Empfänger durchgeführt wird, zudem möglich, Signale von weiteren Sendern wie beispielsweise Mobilfunkstationen und/oder WLAN-Basisstationen zu verwenden. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, dass die Position der Mobilfunksender in der Regel bekannt ist. Auch die Position von vielen WLAN-Basisstationen, insbesondere von öffentlichen WLAN-Hotspots, sind in der Regel bekannt und können für die Positionsbestimmung verwendet werden.
Bevorzugt werden zur Verbesserung der Genauigkeit der Positionsermittlung gemäß Schritt b) zudem Daten weiterer im Fahrzeug vorhandener Sensoren verwendet, beispielsweise von Magnetfeldsensoren, Radarsensoren, Radwegsensoren oder Ultraschallsensoren. Des Weiteren ist es denkbar, eine Kombination von mindestens zwei der genannten Sensoren zur Verbesserung der Genauigkeit einzusetzen. Da diese Sensoren in der Regel ohnehin bereits in den Fahrzeugen vorhanden sind, insbesondere um Fahrassistenzfunktionen zur Verfügung zu stellen, wird hierdurch der Aufwand für die Integration in ein Fahrzeug nicht weiter vergrößert.
Nach der Übermittlung der Parkposition an das Fahrzeug wird gemäß Schritt b) das Fahrzeug zu der Parkposition geführt. Dabei wird, wie zuvor beschrieben, die Position des Fahrzeugs ermittelt, woraus sich eine Fahrtrajektorie bestimmen lässt. Unter dem Begriff „Fahrtrajektorie“ wird dabei eine Bahnkurve verstanden, entlang derer sich das Fahrzeug beim Einparken bewegt. Je nach Ausführungsvariante des Verfahrens kann die Fahrtrajektorie über entsprechende Anzeigesysteme an den Fahrer übermittelt werden, so dass dieser das Fahrzeug zur Parkposition fährt. Da er genaue Anweisungen erhält, kann der Fahrer sein Fahrzeug präzise in Relation zur Ladestation ausrichten.
Die Parkposition ist bevorzugt so angegeben, dass sich die Sekundärspule des Fahrzeugs bei Erreichen der Parkposition exakt über der Primärspule der Ladestation befindet. Dabei ist es denkbar, im Schritt a) den Typ des Fahrzeugs bzw. die Position der Sekundärspule im Fahrzeug an die Zentraleinheit zu übermitteln, so dass die Zentraleinheit die Parkposition gegebenenfalls anpassen kann. Des Weiteren ist es denkbar, dass durch die Zentraleinheit eine auf einen Referenzpunkt wie den Mittelpunkt des Fahrzeugs bezogene Parkposition übermittelt und eine entsprechende Korrektur der Parkposition unter Berücksichtigung der Position der Sekundärspule durch ein Assistenzsystem des Fahrzeugs erfolgt.
Des Weiteren ist es möglich, dass ein Assistenzsystem des Fahrzeugs, insbesondere ein autonomes Parkassistenzsystem, den Fahrer bei der Längsführung und/oder bei der Querführung seines Fahrzeugs unterstützt. Dabei wird mit Querführung das Lenken bezeichnet und mit Querführung das Beschleunigen und Bremsen des Fahrzeugs bezeichnet. Bei einem halbautonomen Parkassistenten wird durch das Assistenzsystem entweder die Querführung oder die Längsführung übernommen, während ein vollautomatisches oder vollautonomes Parkassistenzsystem sowohl die Querführung als auch die Längsführung übernimmt. Im Fall eines vollautonomen Parkassistenzsystems kann das Fahrzeug vollautomatisch zur übermittelten Parkposition geführt werden, wobei dem Fahrer lediglich eine Überwachungsfunktion zukommt. Durch die automatische bzw. halbautomatische Führung des Fahrzeugs wird eine sehr präzise Ausrichtung des Fahrzeugs in Relation zur Ladestation erreicht.
Während der gesamten Führung des Fahrzeugs zur Parkposition wird fortlaufend die Position des Fahrzeugs bestimmt. Dabei ist es zudem möglich, durch Nutzung von zwei aufeinanderfolgenden Positionsmessungen auch die Ausrichtung des Fahrzeugs bzw. dessen Fahrtrichtung zu bestimmen. Auch die so gewonnene Ausrichtung des Fahrzeugs wird vorteilhafterweise zur Führung des Fahrzeugs zur Parkposition verwendet.
In einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens können dem Fahrzeug auch zwei Empfänger zugeordnet werden, die jeweils ihre Position relativ zu zwei dem Parkplatz zugeordneten Sendern über Triangulation bestimmen, um eine eindeutige Bestimmung der Fahrzeugausrichtung auch ohne eine Bewegung des Fahrzeugs zu ermöglichen.
Bevorzugt ist es hierbei, wenn die Führung des Fahrzeugs zur Parkposition automatisch erfolgt, wobei ein im Fahrzeug vorhandenes Parkassistenzsystem verwendet wird. Dieses Parkassistenzsystem greift dabei auf weitere, ohnehin schon im Fahrzeug vorhandene Sensorsysteme, insbesondere Ultraschallsysteme, Radarsysteme und Kamerasysteme zurück, um ein zügiges und sicheres Einparken in der zugewiesenen Parkposition zu gewährleisten und Kollisionen zu vermeiden.
Nach dem Erreichen der Parkposition wird gemäß Schritt c) des Verfahrens die Energieübertragung freigegeben. Dabei können insbesondere zwischen dem Fahrzeug und der Zentraleinheit des Parkplatzes notwendige laderelevante Daten ausgetauscht werden. Diese laderelevanten Informationen können dabei insbesondere Daten über zulässige Ströme und Informationen über einen Ladezustand eines dem Fahrzeug zugeordneten Energiespeichers umfassen.
Der Austausch der laderelevanten Daten erfolgt dabei beispielsweise wie mit Bezug zur Übermittlung der Parkposition beschrieben, durch Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Zentraleinheit.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Computerprogramm vorgeschlagen, gemäß dem eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird. Bei dem Computerprogramm kann es sich beispielsweise um ein Modul zur Implementierung eines Fahrassistenzsystems oder eines Subsystems hiervon in einem Fahrzeug handeln oder um eine Applikation für Fahrassistenzfunktionen, welche auf einem Smartphone ausführbar ist. Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert werden, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibbaren Speichermedium oder in Zuordnung zu einer Computereinrichtung oder auf einer entfernbaren CD-Rom, DVD, Blu-ray-Disc oder einem USB-Stick. Zusätzlich oder alternativ kann das Computerprogramm auf einer Computereinrichtung wie etwa auf einem Server zum Herunterladen bereitgestellt werden, zum Beispiel über ein Datennetzwerk wie das Internet oder einer Kommunikationsverbindung wie etwa eine Telefonleitung oder eine drahtlose Verbindung.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist, einen Parkplatz mit mindestens zwei Sendern oder einem Empfänger und mindestens einem Stellplatz bereitzustellen, wobei der Stellplatz eine Ladestation zum berührungslosen Laden eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs umfasst und wobei der Parkplatz eingerichtet ist, eines der beschriebenen Verfahren auszuführen.
Zudem wird ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug bereitgestellt, welches einen Empfänger oder mindestens zwei Sender umfasst, wobei das Fahrzeug zum berührungslosen Laden eingerichtet ist und ferner eingerichtet ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren auszuführen.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es zum einen die mit einer Ladestation ausgestatteten Stellplätze eines Parkplatzes zu verwalten und einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug einen freien Stellplatz mit geeigneter Ladestation zuzuordnen. Vorteilhafterweise wird dabei dem Fahrzeug die Position des zugeordneten Stellplatzes in Form einer Parkposition übermittelt, wobei die Position des Fahrzeugs unter Verwendung von mindestens zwei Sendern und einem Empfänger ermittelt wird. Hierdurch ist es möglich, das Fahrzeug mithilfe eines Assistenzsystems, insbesondere eines automatischen Parkassistenzsystems zur Parkposition zu führen. Weitere Möglichkeiten zur Positionsbestimmung, z. B. Signale von Mobilfunksendern oder bekannter WLAN-Hotspots, können berücksichtigt werden, sind jedoch nicht erforderlich. Somit kann die Position des Fahrzeugs insbesondere unabhängig von einem Satellitennavigationssystem wie GPS bestimmt werden, so dass das erfindungsgemäße Verfahren auch in Parkhäusern oder Tiefgaragen zur Verfügung steht. Zudem lässt sich die Position des Fahrzeugs mittels Triangulation der mindestens zwei Sender deutlich präziser bestimmen, als dies allein mithilfe eines Satellitennavigationssystems möglich wäre.
Die mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielte hohe Präzision bei der Positionsbestimmung erlaubt eine präzise und exakte Positionierung des Fahrzeugs relativ zu der der Parkposition bzw. dem Stellplatz zugeordneten Ladestation, so dass die Energieübertragung beim berührungslosen Aufladen mit dem höchstmöglichen Wirkungsgrad erfolgt. Sicherheits- und Gesundheitsrisiken aufgrund von Streufeldern werden somit minimiert.
Vorteilhafterweise können die Sender, die zur Positionsbestimmung mittels Triangulation verwenden werden, identisch sein mit den Sendern, über die dem Fahrzeug die Parkposition übermittelt wird. Dadurch wird die Anzahl von Sendern, die ausschließlich zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs verwendet werden, minimiert. Vorteilhafterweise können auch Funksignale von bekannten Mobilfunkstationen und WLAN-Hotspots eingesetzt werden, so dass für die effiziente Ausführung des Verfahrens bereits vorhandene Infrastrukturen mitgenutzt werden können und keine zusätzlichen Sender angeordnet werden müssen.
Zudem kann bei den Ladestationen auf die Anordnung von zusätzlichen Markierungen oder Mitteln zur Ausrichtung der Ladestation verzichtet werden. Es ist nur ein einziges Mal erforderlich, die Positionen der Ladestationen des Parkplatzes zu vermessen und in einer Zentraleinheit des Parkplatzes zu hinterlegen.
Auch die im Zusammenhang mit dem Verfahren verwendeten Fahrzeuge benötigen keine speziellen Sensoren zum Erkennen einer Ladestation, da diese in der Lage sind, sich präzise an der übermittelten Parkposition zu positionieren und damit die ihnen zugeordnete Sekundärspule exakt über der Primärspule der Ladestation zu positionieren.
Kurze Beschreibung der Figuren
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt das Positionieren eines Fahrzeugs auf einer Ladestation eines Parkplatzes mit einer Vielzahl von Stellplätzen.
Die Figur stellt den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
1 zeigt einen Parkplatz 1 mit einer Vielzahl von Stellplätzen 2 in einer schematischen Darstellung. Bei dem Parkplatz 1 kann es sich beispielsweise um einen Parkplatz auf einer Freifläche, um ein Parkhaus oder um eine Tiefgarage handeln.
Dem Parkplatz 1 ist eine Zentraleinheit 8 zugeordnet, die eingerichtet ist, die Stellplätze 2 zu verwalten, wobei diese insbesondere eine Information darüber speichert, ob ein Stellplatz 2 belegt ist oder frei ist. Des Weiteren hat die Zentraleinheit 8 Informationen über Ladestationen 4 gespeichert, die den Stellplätzen 2 zugeordnet sind. Dazu befindet sich jeweils eine Ladestation 4 im Bereich eines Stellplatzes 2. Die Zentraleinheit 8 steht ferner mit Sendern 6 in Verbindung, über die die Zentraleinheit 8 mit Fahrzeugen 10 kommunizieren kann. In der in 1 dargestellten Ausführungsform steht die Zentraleinheit 8 dazu mit zwei Sendern 6 in Verbindung.
In 1 ist ferner ein Fahrzeug 10 dargestellt, welches den Parkplatz 1 ansteuert und einen freien Stellplatz 2 mit einer Möglichkeit zum Aufladen sucht. Dabei nimmt zunächst ein Steuergerät 16 des Fahrzeugs 10 mithilfe eines dem Fahrzeug 10 zugeordneten Senders 15 Kontakt mit der Zentraleinheit 8 auf. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Fahrzeug 10 Informationen zur Feststellung der Identität des Fahrzeugs 10 übermittelt sowie gegebenenfalls Informationen darüber, dass eine Ladestation 4 zum Aufladen des Fahrzeugs 10 benötigt wird. Die Zentraleinheit 8 sendet als Antwort ein Signal 20 über die Sender 6 an das Fahrzeug 10, welches über einen dem Fahrzeug 10 zugeordneten Empfänger 14 empfangen und durch das Steuergerät 16 ausgewertet wird. Dieses Signal 20 enthält eine Positionsangabe eines Stellplatzes 2, der als Parkposition 3 für das Fahrzeug 10 ausgewählt wurde.
Zusätzlich zu der reinen Positionsangabe der Parkposition 3 können durch die Zentraleinheit 8 auch weitere Daten übermittelt werden, wie beispielsweise die Art bzw. Ausrichtung der Parkposition 3. Beispielsweise kann eine Information dahingehend übermittelt werden, ob es sich bei der Parkposition 3 um einen Stellplatz längs zu einer Fahrbahn oder um einen Stellplatz quer zu einer Fahrbahn handelt. Des Weiteren ist es ebenso denkbar, weitere Informationen zu übertragen, die ein Assistenzsystem des Fahrzeugs 10 bei der Erstellung einer Trajektorie zur Parkposition 3 unterstützen. Beispielsweise können weitere Wegpunkte übermittelt werden, die nacheinander abgefahren werden können.
Durch das Steuergerät 16 wird nun eine Trajektorie berechnet, über die das Fahrzeug 10, geführt durch ein Parkassistenzsystem des Fahrzeugs 10, zur Parkposition 3 geleitet wird. Je nach Ausführungsform des Parkassistenzsystems des Fahrzeugs 10 können dazu Fahrhinweise erstellt werden, die dem Fahrer des Fahrzeugs 10 über geeignete Ausgabeeinrichtungen wie beispielsweise Leuchtdioden, Lautsprecher oder Bildschirme zur Verfügung gestellt werden. Bei halbautomatischen bzw. halbautonomen Parkassistenten übernimmt das Fahrassistenzsystem entweder die Längsführung des Fahrzeugs 10, also das Beschleunigen oder Bremsen, oder die Querführung, also das Lenken des Fahrzeugs 10. Bei vollautomatischen oder vollautonomen Parkassistenzsystemen werden durch das Fahrassistenzsystem des Fahrzeugs 10 sowohl die Längsführung als auch die Querführung übernommen, dem Fahrer obliegt lediglich eine Überwachungsfunktion.
Mithilfe des Fahrassistenzsystems des Fahrzeugs 10 wird das Fahrzeug 10 in die Parkposition 3 bewegt, wobei eine Sekundärspule 12 des Fahrzeugs 10 direkt über einer Primärspule der Ladestation 4 positioniert wird. Bei Erreichen der Parkposition 3 wird das Fahrzeug 10 abgestellt und der Ladevorgang freigegeben. Die Freigabe des Ladevorgangs kann beispielsweise erfolgen, indem das Fahrzeug 10 das Erreichen der Parkposition 3 an die Zentraleinheit 8 des Parkplatzes 1 meldet. Gegebenenfalls können dabei zwischen dem Fahrzeug 10 und der Zentraleinheit 8 weitere laderelevante Daten ausgetauscht werden, beispielsweise über die benötigte Stromstärke, die voraussichtliche Ladedauer, die Kapazität eines Energiespeichers wie beispielsweise einer Batterie des Fahrzeugs 10 oder Informationen über die Abrechnung.
Zur Bestimmung der Trajektorie, mit der das Fahrzeug 10 zur Parkposition 3 geführt wird und zur Kontrolle des Einparkvorgangs bestimmt das Fahrzeug 10 fortlaufend seine Position auf dem Parkplatz 1, indem Signale 20 der Sender 6 durch den Empfänger 14 des Fahrzeugs 10 empfangen werden und deren Signallaufzeiten von dem jeweiligen Sender 6 zum Empfänger 14 bestimmt werden. Aus den Signallaufzeiten kann in einem nächsten Schritt der Abstand zwischen dem Fahrzeug 10 bzw. dem Empfänger 14 des Fahrzeugs 10 zu dem jeweiligen Sender 6 bestimmt werden. Mittels Triangulation kann dann die Position des Fahrzeugs 10 relativ zu den beiden Sendern 6 auf dem Parkplatz 1 exakt bestimmt werden. Ist das Fahrzeug 10 in Bewegung, kann ferner die Ausrichtung des Fahrzeugs 10 ermittelt werden, indem zwei aufeinanderfolgende Positionsbestimmungen ausgewertet werden.
Da das Fahrzeug 10 bzw. dessen Sekundärspule 12 exakt über der Ladestation 4 positioniert ist, ist der Wirkungsgrad bei der drahtlosen Energieübertragung optimal. Des Weiteren werden Streufelder, die möglicherweise ein Sicherheits- und/oder Gesundheitsrisiko darstellen, minimiert.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr sind innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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

WO 2014/023651 [0004]
WO 2011/006884 A2 [0005]

Claims

Verfahren zum berührungslosen Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (10) mit einer einem Parkplatz (1) zugeordneten Ladestation (4), umfassend die Schritte: a) Übermitteln einer Parkposition (3) an das Fahrzeug (10), b) Führen des Fahrzeugs (10) zur Parkposition (3), wobei die Position des Fahrzeugs (10) durch den Empfang von Signalen (20) mindestens zweier Sender (6), die an verschiedenen Positionen angeordnet sind, ermittelt wird und c) Freigeben der Energieübertragung nach Erreichen der Parkposition (3).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) aus einer Vielzahl von möglichen Stellplätzen (2), die zum berührungslosen Aufladen eingerichtet sind, ein freier Stellplatz (2) ausgewählt wird und dessen Position als Parkposition (3) an das Fahrzeug (10) übermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Sender (6) als Funksender, insbesondere als WLAN- oder Bluetooth-Sender ausgeführt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der Genauigkeit der Positionsermittlung gemäß Schritt b) zusätzlich Magnetfeldsensoren, Radarsensoren, Radwegsensoren, Ultraschallsensoren oder eine Kombination mehrerer dieser Sensoren eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der Genauigkeit der Positionsermittlung gemäß Schritt b) zusätzlich Funksignale von Mobilfunkstationen und/oder WLAN-Basisstationen verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) zusätzlich Daten über die Parkposition (3) übermittelt werden, insbesondere über die Ausrichtung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Sender (6) dem Parkplatz (1) zugeordnet sind und ein Empfänger (14) dem Fahrzeug (10) zugeordnet ist oder dass die mindestens zwei Sender (6) dem Fahrzeug (10) zugeordnet sind und ein Empfänger (14) dem Parkplatz (1) zugeordnet ist.
Computerprogramm, das das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausführt, wenn es auf einem Computer abläuft.
Parkplatz (1) mit mindestens zwei Sendern (6) oder einem Empfänger (14) und mindestens einem Stellplatz (2), wobei der Stellplatz (2) eine Ladestation (4) zum berührungslosen Laden eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (10) umfasst und wobei der Parkplatz (1) eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.
Elektrisch angetriebenes Fahrzeug (10) mit einem Empfänger (14) oder mindestens zwei Sendern (6), wobei das Fahrzeug (10) zum berührungslosen Laden eingerichtet ist und ferner eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.