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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Positionierung eines Kraftfahrzeugs zum Laden eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs, wobei eine im Fahrzeugumfeld befindliche Ladeeinrichtung zum Laden des Energiespeichers ermittelt und deren relative Position bezüglich des Kraftfahrzeugs bestimmt wird, wobei eine Anzeigeeinrichtung des Kraftfahrzeugs in mehreren Anzeigemodi betreibbar ist, wobei wenigstens einer der Anzeigemodi ein Positionierungsmodus ist, in dem durch die Anzeigeeinrichtung Informationen angezeigt werden, die die Positionierung des Kraftfahrzeugs bezüglich der Ladeeinrichtung betreffen. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
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Die Nutzung von elektrischen Antrieben in Kraftfahrzeugen kann die Energiebilanz von Kraftfahrzeugen verbessern und Schadstoffbelastungen verringern. Ein wesentliches Erfordernis für eine Akzeptanz entsprechender Kraftfahrzeuge ist jedoch, dass ein Laden der Energiespeicher des Kraftfahrzeugs möglichst komfortabel möglich ist. Eine Möglichkeit für ein komfortables Laden ist es, Induktionsspulen an Parkplätzen vorzusehen, die ein Laden des Fahrzeugs während des Parkens ermöglichen.
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Bei einer Nutzung von kontaktlosen Ladeeinrichtungen ist es jedoch wesentlich für die Effizienz eines entsprechenden Ladevorgangs, dass ein Kraftfahrzeug möglichst genau in einer Ladeposition positioniert wird. Es ist bekannt, durch Kraftfahrzeugsysteme eine relative Position zwischen Kraftfahrzeug und Ladeeinrichtung zu ermitteln und das Kraftfahrzeug anschließend entweder durch automatische Fahreingriffe oder durch entsprechende Fahranweisungen an den Fahrer in die Ladeposition zu führen. Eine Möglichkeit, einem Fahrer Informationen, die die Positionierung des Kraftfahrzeugs bezüglich der Ladeeinrichtung betreffen, bereitzustellen, ist es, diese auf einer Anzeigeeinrichtung darzustellen. Der Bauraum für Anzeigeeinrichtungen ist jedoch begrenzt. Soll eine vorhandene Anzeigeeinrichtung für die genannte Funktion mitgenutzt werden, so ist eine Umschaltung der Anzeigeeinrichtung in einen entsprechenden Modus durch den Fahrer, beispielsweise durch Nutzung eines Menüsystems, erforderlich. Hierdurch wird der Komfort bei der Nutzung einer Ladeeinrichtung reduziert, wodurch potentiell die Akzeptanz elektrisch angetriebener Kraftfahrzeuge gesenkt werden kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Positionierung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, das demgegenüber eine komfortablere Bereitstellung von die Positionierung des Kraftfahrzeugs bezüglich der Ladeeinrichtung betreffenden Informationen an einen Fahrer ermöglicht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei bestimmt wird, ob die Ladeeinrichtung in einem bezüglich des Kraftfahrzeugs definierten Aktivierungsbereich liegt, wobei dies sowohl von dem Abstand der Ladeeinrichtung von einem fahrzeugfest vorgegebenen Bezugspunkt als auch von der Richtung, in der sich die Ladeeinrichtung bezüglich des Bezugspunktes befindet, abhängt, wonach in Abhängigkeit davon, ob die Ladeeinrichtung in dem Aktivierungsbereich liegt, bestimmt wird, ob die Anzeigeeinrichtung in dem Positionierungsmodus betrieben wird.
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Erfindungsgemäß wird automatisch ermittelt, ob die Anzeigeeinrichtung in dem Positionierungsmodus betrieben werden soll. Die Ermittlung, ob die Anzeigeeinrichtung in dem Positionierungsmodus betrieben werden soll und eine Ansteuerung der Anzeige zum Wechsel des Anzeigemodus kann durch eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs erfolgen. Wird die Anzeige nicht in dem Positionierungsmodus betrieben, kann sie in einem weiteren Betriebsmodus deaktiviert sein, das heißt, dass keine Informationen angezeigt werden. Es können jedoch auch Anzeigemodi vorgesehen sein, in denen Navigationsdaten, Multimediainhalte, Fahrzeugeinstellungen oder Ähnliches angezeigt werden.
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Erfindungsgemäß ist es sowohl von dem Abstand der Ladeeinrichtung zu einem fahrzeugfest vorgegebenen Bezugspunkt als auch von der Richtung, in der sich die Ladeeinrichtung bezüglich des Bezugspunkts befindet, abhängig, ob die Ladeeinrichtung in dem Aktivierungsbereich liegt. Dies bedeutet, dass der Aktivierungsbereich eine Winkelabhängigkeit aufweist und nicht rotationssymmetrisch ist. Es ist möglich, die Auswertung, ob sich die Ladeeinrichtung in dem Aktivierungsbereich befindet, in Polarkoordinaten durchzuführen. Es ist jedoch auch möglich, die relative Position der Ladeeinrichtung zu dem Bezugspunkt in kartesischen Koordinaten oder in einem anderen Koordinatensystem zu bestimmen und das Befinden der Ladeeinrichtung im Aktivierungsbereich durch Anwendung einer oder mehrerer Regeln auf die jeweiligen ermittelten Koordinaten der Ladeeinrichtung zu ermitteln.
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Der Aktivierungsbereich kann alternativ in Form einer Maske definiert sein, die Bereiche des Kraftfahrzeugumfelds definiert die im Aktivierungsbereich liegen. Eine entsprechende Maske kann beispielsweise in Form einer zweidimensionalen Look-up-Table implementiert sein, in der für jeden Bereich gespeichert ist, ob er innerhalb des Aktivierungsbereichs liegt oder nicht.
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Da das Befinden der Ladeeinrichtung im Aktivierungsbereich nicht ausschließlich von dem Abstand abhängt, erfolgt ein Betrieb der Anzeigeeinrichtung in dem Positionierungsmodus nicht stets dann, wenn sich das Kraftfahrzeug in der Nähe einer Ladeeinrichtung befindet, sondern erst dann, wenn es aufgrund der relativen Lage der Ladeeinrichtung zum Kraftfahrzeug wahrscheinlich ist, dass der Fahrer das Kraftfahrzeug zum Laden des Energiespeichers in eine Ladeposition bewegen möchte.
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Um zu ermitteln, wann die Ladeeinrichtung in dem Aktivierungsbereich liegt, ist es möglich, dass ein der Ladeeinrichtung zugehöriger Bereich definiert wird, beispielsweise die Fläche einer Ladeplatte, und die Ladeeinrichtung bereits dann als im Aktivierungsbereich liegend definiert wird, wenn ein Teil dieses Bereichs in dem Aktivierungsbereich liegt. Alternativ kann die Ladeeinrichtung auch nur dann als im Aktivierungsbereich liegend definiert werden, wenn der gesamte Bereich innerhalb des Aktivierungsbereichs liegt. Es ist auch möglich, dass ein ladeeinrichtungsseitiger Referenzpunkt definiert wird, und die Ladeeinrichtung als im Aktivierungsbereich liegend definiert wird, wenn der Referenzpunkt innerhalb des Aktivierungsbereichs liegt. Als Referenzpunkt kann insbesondere das Zentrum einer Primärspule definiert werden.
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Der fahrzeugfest vorgegebene Bezugspunkt kann insbesondere derart definiert werden, dass er an einer fahrzeugseitigen Ladeplatte bzw. Sekundärspule, insbesondere in deren jeweiligem Zentrum, liegt. Es können jedoch auch andere Punkte am Kraftfahrzeug als Bezugspunkte definiert werde, beispielsweise der Mittelpunkt einer Vorder- oder Hinterachse.
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Die Ladeeinrichtung und/oder ihre relative Position zum Kraftfahrzeug können mithilfe einer fahrzeugseitigen Erfassungseinrichtung ermittelt werden. Beispielsweise kann an der Ladeeinrichtung ein Sender vorgesehen sein und die Erfassungseinrichtung kann ein Empfänger sein, der ein durch den Sender gesendetes Funksignal empfängt. Durch Auswertung einer Amplitude, einer Laufzeit und/oder einer Phase des Funksignals kann, insbesondere wenn mehrere ladeeinrichtungsseitige Sender oder mehrere kraftfahrzeugseitige Empfänger genutzt werden, die relative Position der Ladeeinrichtung zum Kraftfahrzeug bestimmt werden. Alternativ oder ergänzend kann die Erfassungseinrichtung auch ein Sensor des Kraftfahrzeugs sein. Beispielsweise kann die Position der Ladeeinrichtung durch eine kraftfahrzeugseitige Kamera optisch erfasst und die relative Position durch Bildverarbeitung ermittelt werden. Daneben sind im Stand der Technik zahlreiche Verfahren bekannt, um eine relative Position einer Ladeeinrichtung bezüglich eines Kraftfahrzeugs durch eine oder mehrere Erfassungseinrichtungen zu erfassen, die im erfindungsgemäßen Verfahren nutzbar sind.
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Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass zunächst eine absolute Position einer Ladeeinrichtung ermittelt wird. Eine absolute Position einer Ladeeinrichtung kann aus einer Speichereinrichtung im Kraftfahrzeug, beispielsweise aus einer einem Navigationsgerät zugeordnete Speichereinrichtung, ausgelesen werden, oder durch externe Datenquellen, beispielsweise über eine Funkkommunikation, bereitgestellt werden. Eine absolute Position des Kraftfahrzeugs kann durch eine kraftfahrzeugseitige Positionserfassungseinrichtung, beispielsweise ein Satellitennavigationssystem, ermittelt werden. Aus der absoluten Position der Ladeeinrichtung und der absoluten Position des Kraftahrzeugs kann eine relative Position der Ladeeinrichtung bestimmt werden. Wir die absolute Position des Kraftfahrzeugs mehrfach erfasst, ist aus einer Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs und einem Lenkwinkel auch eine Orientierung des Kraftfahrzeugs und somit eine Richtung, in der sich die Ladeeinrichtung bezüglich des Kraftfahrzeugs befindet, bestimmbar.
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Der Aktivierungsbereich kann durch von der Richtung abhängige Maximalabstände und/oder Minimalabstände von dem Bezugspunkt definiert werden. Die Maximalabstände können in Richtung der Fahrzeugfront und/oder des Fahrzeughecks bzw. in Richtung der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs bei einer Vorfahrts- und/oder Rückwärtsfahrt größer sein als die Maximalabstände in einer Richtung senkrecht zu den genannten Richtungen, also im seitlichen Bereich des Kraftfahrzeugs. Dies entspricht, der Erfahrung, dass ein Fahrer, der eine Ladeeinrichtung ansteuern möchte, häufig derart manövriert, dass sich die Ladeeinrichtung im Front- bzw. im Heckbereich des Kraftfahrzeugs befindet. Ein seitliches Vorbeifahren an einer Ladeeinrichtung deutet hingegen auf eine Absicht des Fahrers hin, eine Ladeeinrichtung nicht anzusteuern.
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Der Aktivierungsbereich kann derart vorgegeben sein, dass er sich spiegelsymmetrisch bezüglich der Fahrzeuglängsachse oder bezüglich einer in eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs verlaufenden Spiegelachse erstreckt. Steht das Kraftfahrzeug, so kann eine momentane Fahrtrichtung nicht bestimmt werden. Bei einer sehr langsamen Fahrt des Kraftfahrzeugs ist es zudem möglich, dass die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs wechselt. Es ist daher möglich, dass der Aktivierungsbereich zwei Teilbereiche aufweist, wobei ein sich in Richtung der Fahrzeugfront erstreckender Teilbereich des Aktivierungsbereichs bezüglich der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs bei einer Vorwärtsfahrt spiegelsymmetrisch ausgebildet ist und ein sich in Richtung des Fahrzeughecks erstreckender Teilbereich des Aktivierungsbereichs bezüglich der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs bei einer Rückwärtsfahrt spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Die Teilbereiche können einander überlappen.
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Es ist möglich, dass der Aktivierungsbereich in Abhängigkeit einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vorgegeben wird. Bei einer Vorwärtsfahrt mit einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit kann ein Aktivierungsbereich genutzt werden, der sich von dem Bezugspunkt in Richtung der Fahrzeugfront erstreckt. Bei einer Rückwärtsfahrt mit einer vorgegegbenen Mindestgeschwindigkeit kann hingegen ein Aktivierungsbereich genutzt werden, der sich von dem Bezugspunkt in Richtung des Fahrzeughecks erstreckt. Bei einer Fahrzeugbewegung mit niedriger Geschwindigkeit oder bei stillstehendem Fahrzeug können die Aktivierungsbereiche für eine Vorwärtsfahrt und für eine Rückwärtsfahrt überlagert werden, um einen gemeinsamen Aktivierungsbereich vorzugeben.
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Der Aktivierungsbereich oder wenigstens einer der Teilbereiche kann in Form eines Winkelsegments, eines Dreiecks oder eines Trapez ausgebildet sein.
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Der Aktivierungsbereich kann in Abhängigkeit wenigstens eines die Längs- und/oder die Querführung des Kraftfahrzeugs betreffenden Parameters vorgegeben werden. Der Parameter kann ein Lenkwinkel und/oder eine Fahrtrichtung und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit sein. Der Aktivierungsbereich oder ein Teilbereich des Aktivierungsbereichs kann mit dem Lenkwinkel um den Bezugspunkt oder einen anderen fahrzeugfesten Punkt rotiert werden. Dabei kann der Rotationswinkel gleich dem Lenkwinkel sein. Es ist jedoch auch möglich, eine Skalierung zwischen dem Lenkwinkel und dem Rotationswinkel des Aktivierungsbereichs bzw. des Teilbereichs vorzusehen. In Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit kann der Aktivierungsbereich oder ein Teilbereich in Fahrtrichtung oder in Richtung der Fahrzeuglängsachse gestaucht oder gestreckt werden. Ist ein Aktivierungsbereich durch von der Richtung abhängige Maximalabstände und/oder Minimalabstände definiert, so können mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit die Maximalabstände und/oder die Minimalabstände vergrößert werden und mit sinkender Fahrzeuggeschwindigkeit die Minimalabstände und/oder die Maximalabstände verkleinert werden. Die Skalierung der Minimalabstände und/oder der Maximalabstände mit der Fahrzeuggeschwindigkeit kann beliebige Abhängigkeiten aufweisen. Eine Skalierung kann beispielsweise gestuft mit der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgen oder die Minimalabstände und die Maximalabstände können nur über einen gewissen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich variieren und außerhalb dieses Bereichs konstant sein.
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Vorteilhaft wird die Anzeigeeinrichtung nur dann in dem Positionierungsmodus betrieben, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Grenzwert aufweist oder unterschreitet. Fährt das Kraftfahrzeug mit sehr hohen Geschwindigkeiten, so ist nicht davon auszugehen, dass der Fahrer das Kraftfahrzeug in eine Ladposition manövrieren möchte.
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Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, das eine Anzeigeeinrichtung und eine Steuereinrichtung umfasst, wobei die Steuereinrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient. Merkmale, die zum erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurden, können selbstverständlich auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen werden und umgekehrt.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung zeigen die folgenden Ausführungsbeispiele und die zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen schematisch:
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1 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, und
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3 bis 5 die Nutzung von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens in verschiedenen Fahrsituationen.
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1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Unterstützung des Fahrers bei der Positionierung eines Kraftfahrzeugs 7 zum Laden eines elektrischen Energiespeichers. Das Verfahren wird im Folgenden mit Bezug auf 2 erläutert, die ein Kraftfahrzeug 1 zeigt, dass eine Anzeigeeinrichtung 9 und eine Steuereinrichtung 8 aufweist, wobei die Steuereinrichtung 8 zur Ausführung des in 1 dargestellten Verfahrens ausgebildet ist.
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Um einen elektrischen Energiespeicher 4 des Kraftfahrzeugs 1 zu laden, soll eine Sekundärspule 2 des Kraftfahrzeugs 1 über einer Ladeeinrichtung, beispielsweise einer bodenseitig angeordneten Primärspule, angeordnet werden, um den Energiespeicher 4 über einen Gleichrichter 3 induktiv zu laden. Um den Fahrer bei der Positionierung zu unterstützen, soll die Anzeigeeinrichtung 9 in diesem Fall in einem Positionierungsmodus betrieben werden, in dem durch die Anzeigeeinrichtung 9 Informationen angezeigt werden, die die Positionierung des Kraftfahrzeugs 1 bezüglich der Ladeeinrichtung betreffen. Dies soll jedoch nur dann erfolgen, wenn ermittelt wird, dass der Fahrer mit hoher Wahrscheinlichkeit beabsichtigt, das Kraftfahrzeug 1 bezüglich der Ladeeinrichtung zu positionieren. Ist dies nicht der Fall, kann die Anzeigeeinrichtung 9 deaktiviert oder für andere Anzeigezwecke, beispielsweise zur Darstellung von Navigationsinformationen, Multimediainhalten oder Fahrzeugeinstellungen, genutzt werden. Die Verfahrensschritte S1 bis S10 dienen daher der Prognose einer Fahrerintention und somit eines voraussichtlichen zukünftigen Fahrtverlaufs und einer entsprechenden Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung 9.
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Im Schritt S1 werden zunächst Ladeeinrichtungen erfasst, die sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs 1 befinden. Dies kann erfolgen, indem durch eine Ladeeinrichtung abgestrahlte Funksignale durch die Antennen 5, 6 des Kraftfahrzeugs empfangen und in der Empfangseinrichtung 7 weiterverarbeitet werden, wobei insbesondere eine Demodulation und Digitalisierung erfolgt, wonach das Weiterverarbeitungsergebnis an die Steuereinrichtung 8 bereitgestellt wird. In Schritt S2 wird anschließend überprüft, ob sich wenigstens eine Ladeeinrichtung im Umfeld des Kraftfahrzeugs befindet.
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Zur Erfassung von Ladeeinrichtungen sind auch andere Ansätze denkbar. Beispielsweise kann eine Erfassung von Ladeeinrichtungen ergänzend oder alternativ über kraftfahrzeugseitige Sensoren, insbesondere optisch über Kameras, erfolgen. Zudem ist es möglich, im Kraftfahrzeug 1 vorhandene, oder, beispielsweise über eine Kommunikationsverbindung, an das Kraftfahrzeug 1 bereitgestellte Kartendaten zu nutzen, in denen Positionen von Ladeeinrichtungen verzeichnet sind. Diese Positionen können mit einer Eigenposition des Kraftfahrzeugs verglichen werden, die beispielsweise über ein Satellitennavigationssystem ermittelt werden kann.
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Wurde in Schritt S2 ermittelt, dass sich wenigstens eine Ladeeinrichtung im Kraftfahrzeugumfeld befindet, so wird in Schritt S3 eine relative Position der Ladeeinrichtung zum Kraftfahrzeug 1 ermittelt. Die Ermittlung einer relativen Position kann in Polarkoordinaten erfolgen, das heißt als Abstand und Winkel bezüglich eines fahrzeugfesten Punktes bzw. einer fahrzeugfesten Achse. Alternativ kann eine relative Position auch in kartesischen Koordinaten bestimmt werden, wobei beispielsweise eine Lage in Fahrtrichtung und eine Lage senkrecht zur Fahrtrichtung ermittelt wird. Daneben können beliebig andere Koordinatensysteme genutzt werden.
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Werden, wie im Kraftfahrzeug 1 gemäß 2, Antennen 5, 6 genutzt, um die Ladeeinrichtung zu erfassen, kann die relative Position durch eine Auswertung der empfangenen Funksignale bezüglich ihrer Laufzeit, ihrer Phase und/oder ihrer relativen Amplitude erfolgen. Entsprechende Verfahren zur Funktriangulation von Sendeeinrichtungen sind im Stand der Technik bekannt und werden daher nicht detailliert beschrieben.
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Werden Ladeeinrichtungen hingegen durch einen oder mehrere Sensoren des Kraftfahrzeugs 1 erfasst, kann eine relative Position durch Auswertung von Sensordaten, beispielsweise durch eine Bilderkennung in den Bildern ein oder mehrerer Kameras erfolgen. Sind absolute Positionen von Ladeeinrichtungen, beispielsweise aus den vorangehend genannten Kartendaten, bekannt, so kann die relative Position der jeweiligen Ladeeinrichtung bestimmt werden, indem sie aus der absoluten Position der Ladeeinrichtung und der absoluten Position des Kraftfahrzeugs 1 ermittelt wird. Wird eine Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise durch mehrmaliges Erfassen der Kraftfahrzeugposition, ermittelt, kann auch bei Nutzung einer absoluten Position der Ladeeinrichtung und einer absoluten Position des Kraftfahrzeugs 1 zusätzlich bestimmt werden, in welcher Richtung bezüglich des Kraftfahrzeugs 1 sich die Ladeeinrichtung befindet.
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In Schritt S4 wird ein fahrzeugfest vorgegebener Aktivierungsbereich bestimmt. Der Aktivierungsbereich beschreibt einen Bereich des Kraftfahrzeugumfelds, der winkelabhängig, das heißt nicht rotationssymmetrisch, ist. Ein Betrieb der Anzeigeeinrichtung 9 in dem Positionierungsmodus soll nur dann erfolgen, wenn sich eine Ladeeinrichtung in dem Aktivierungsbereich befindet. Der Aktivierungsbereich umfasst vorzugsweise im Wesentlichen jene Bereiche, in die die Sekundärspule 2 des Kraftfahrzeugs 1 ohne eine Veränderung der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 gebracht werden kann.
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Der Aktivierungsbereich kann auf verschiedene Weisen definiert werden, von denen einige noch mit Bezug auf 3, 4 und 5 im Detail erläutert werden. Ein Aktivierungsbereich kann als eine Art Maske definiert werden, die für jeden Punkt in einem bestimmten Bereich des Kraftfahrzeugumfelds definiert, ob er innerhalb des Aktivierungsbereichs liegt oder nicht. Es ist auch möglich, den Aktivierungsbereich zu definieren, indem Winkelsegmenten im Kraftfahrzeugumfeld jeweils ein Maximalabstand und optional ein Minimalabstand zugeordnet wird, wobei sich der Aktivierungsbereich für das jeweilige Winkelsegment jeweils von einem fahrzeugfesten Punkt oder dem Minimalabstand bis zum Maximalabstand erstreckt. Der Aktivierungsbereich kann auch definiert werden, indem eine oder mehrere geometrische Formen vorgegeben werden, die skaliert und/oder rotiert werden, um den Aktivierungsbereich zu definieren. Der Aktivierungsbereich kann in Abhängigkeit wenigstens eines die Längs- und/oder Querführung des Kraftfahrzeugs 1 betreffenden Parameters, also beispielsweise in Abhängigkeit eines Lenkwinkels und/oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegeben werden.
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In Schritt S5 wird überprüft, ob die Ladeeinrichtung innerhalb des Aktivierungsbereichs liegt, indem ein Referenzpunkt an der Ladeeinrichtung festgelegt wird, beispielsweise der Mittelpunkt einer Primärspule, und überprüft wird, ob der Referenzpunkt im Ladebereich liegt. Ist der Aktivierungsbereich als Maske definiert, kann durch Nutzung der Maske als Look-up-Table überprüft werden, ob der Referenzpunkt im Aktivierungsbereich liegt oder nicht. Ist der Aktivierungsbereich durch Maximal- und optional Minimalentfernungen für Winkelsegmente definiert, so wird zunächst das Winkelsegment ermittelt, in dem der Referenzpunkt liegt, und anschließend überprüft, ob der Abstand zu einem vorgegebenen fahrzeugfesten Punkt kleiner als der Maximalabstand und optional größer als der Minimalabstand ist.
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Alternativ ist es auch möglich, einen Bereich zu ermitteln, der als der Ladeeinrichtung zugehörig definiert wird. Beispielsweise kann der gesamte Bereich einer eine Primärspule umfassenden Ladeplatte als derartiger Bereich definiert werden. In diesem Fall kann eine Ladeeinrichtung bereits dann als im Aktivierungsbereich liegend definiert werden, wenn ein Teil des Bereichs der Ladeeinrichtung innerhalb des Aktivierungsbereichs liegt. Es ist jedoch auch möglich, eine Ladeeinrichtung erst dann als im Aktivierungsbereich liegend zu definieren, wenn der gesamte Bereich der Ladeeinrichtung im Aktivierungsbereich liegt.
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Wurde in Schritt S5 ermittelt, dass die Ladeeinrichtung innerhalb des Aktivierungsbereichs liegt, so wird in Schritt S6 überprüft, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ein vorgegebener Grenzwert für die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Wird das Kraftfahrzeug 1 sehr schnell bewegt, beispielsweise mit mehr als 10 oder 20 km/h, so kann davon ausgegangen werden, dass der Fahrer nicht beabsichtigt, das Kraftfahrzeug 1 bezüglich einer Ladeeinrichtung zu positionieren.
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Wird in Schritt S6 ermittelt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit unter dem Grenzwert liegt, so wird in Schritt S7 überprüft, ob die Anzeigeeinrichtung 9 bereits in dem Positionierungsmodus betrieben wird. Falls dies der Fall ist, ist keine Änderung des Anzeigemodus erforderlich und das Verfahren kann ab Schritt S1 wiederholt werden. Ist dies nicht der Fall, so wird in Schritt S8 die Anzeigeeinrichtung 9 durch die Steuereinrichtung 8 derart angesteuert, dass der Anzeigemodus automatisch in den Positionierungsmodus wechselt. Es ist möglich, dass ein bisheriger Anzeigemodus der Anzeigeeinrichtung 9, beispielsweise die Anzeige von Navigationsinformationen, in der Steuereinrichtung 8 gespeichert wird, so dass, wenn ermittelt wird, dass ein Betrieb im Positionierungsmodus nicht weiter zweckmäßig ist, in den bisherigen Anzeigemodus zurückgewechselt werden kann.
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In dem Positionierungsmodus können je nach konkreter Umsetzung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens verschiedene Informationen angezeigt werden, die die Positionierung des Kraftfahrzeugs bezüglich der Ladeeinrichtung betreffen. Beispielsweise kann eine relativen Position des Kraftfahrzeugs zur Ladeeinrichtung graphisch dargestellt werden. Es ist jedoch auch möglich, ergänzend oder alternativ Fahranweisungen oder Solltrajektorien darzustellen.
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Im Verfahren gemäß 1 soll in dem Fall, wenn voraussichtlich keine Positionierung des Kraftfahrzeugs bezüglich einer Ladeeinrichtung gewünscht ist, ein automatischer Wechsel des Anzeigemodus der Anzeigeeinrichtung 9 erfolgen, um sie nicht mehr im Positionierungsmodus zu betreiben. Wird in Schritt S2 ermittelt, dass sich keine Ladeeinrichtungen im Kraftfahrzeugumfeld befinden oder in Schritt S5 ermittelt, dass alle Ladeeinrichtung im Kraftfahrzeugumfeld außerhalb des Aktivierungsbereichs liegen, oder in Schritt S6 ermittelt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als ein vorgegebener Grenzwert, wird daher in Schritt S9 überprüft, ob die Anzeigeeinrichtung 9 momentan im Positionierungsmodus betrieben wird. Ist dies nicht der Fall, so ist kein Wechsel des Anzeigemodus erforderlich, womit das Verfahren ab Schritt S1 wiederholt werden kann. Wird die Anzeigeeinrichtung 9 jedoch im Positionierungsmodus betrieben, so erfolgt in Schritt S10 ein Wechsel des Anzeigemodus. Wurde bei dem Wechsel in den Positionierungsmodus, wie zu Schritt S8 erläutert, ein bisheriger Anzeigemodus der Anzeigeeinrichtung 9 gespeichert, so kann die Anzeigeeinrichtung 9 derart angesteuert werden, dass der Betrieb der Anzeigeeinrichtung wieder im zuvor gespeicherten Anzeigemodus erfolgt. Ist dies nicht der Fall, kann die Anzeigeeinrichtung in einem Standardmodus betrieben werden, der fest vorgegeben oder fahrerseitig vorgebbar ist. Anschließend wird das Verfahren ab Schritt S1 wiederholt.
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3 zeigt die Anwendung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Unterstützung eines Fahrers bei der Positionierung eines Kraftfahrzeugs 1. Das Verfahren nutzt einen fest vorgegebenen Aktivierungsbereich 11, der aus zwei im Wesentlichen dreieckförmigen Teilbereichen 12, 13 besteht. Die Teilbereiche 12, 13 entsprechend ungefähr jenen Bereichen, in die eine fahrzeugseitig angeordnete Sekundärspule 2 bei einer reinen Vorwärtsfahrt oder einen reinen Rückwärtsfahrt verbringbar ist. Es ist möglich, dass die Teilbereiche 12, 13, wie in 3 dargestellt, als Dreiecke ausgebildet sind, es ist jedoch auch möglich, dass die einzelnen Schenkel der Teilbereiche 12, 13 konvex oder konkav gekrümmt sind. In 3 gehen beide Teilbereiche 12, 13 von einem gemeinsamen fahrzeugfest vorgegebenen Bezugspunkt 10 aus. Dies dient der klaren Darstellung. Es kann vorteilhaft sein, die Teilbereiche 12, 13 derart zu wählen, dass sie im Bereich der Sekundärspule 2 in einem Überlappungsbereich überlappen.
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Die Teilbereiche 12, 13 und somit der gesamte Aktivierungsbereich 11 sind spiegelsymmetrisch bezügliche der Fahrzeuglängsachse 14 ausgebildet. Der Teilbereich 12 deckt einen Bereich ab, der sich bis zu einem bestimmten Abstand 15 von dem Bezugspunkt 10 in eine Vorwärtsrichtung bezüglich des Kraftfahrzeugs erstreckt und weist einen Öffnungswinkel 16 auf. Der Teilbereich 13 erstreckt sich bis zu einem gewissen Abstand 17 von dem Bezugspunkt 10 in Rückwärtsrichtung des Kraftfahrzeugs 1 und weist einen Öffnungswinkel 18 auf. Der Öffnungswinkel 18 ist kleiner gewählt als der Öffnungswinkel 16, um die unterschiedlichen Fahrmöglichkeiten des Kraftfahrzeugs 1 bei einer Vorwärtsfahrt und einer Rückwärtsfahrt abzubilden.
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Die Ladeeinrichtungen 19, 20 im Fahrzeugumfeld des Kraftfahrzeugs 1 liegen innerhalb des Aktivierungsbereichs 11 des Kraftfahrzeugs, womit, wie zu 1 erläutert, potentiell ein Betrieb einer nicht gezeigten Anzeigeeinrichtung des Kraftfahrzeugs 1 in einem Positionierungsmodus erfolgt. Wären die Ladeeinrichtungen 19, 20 im Kraftfahrzeugumfeld nicht vorhanden, würde die Anzeigeeinrichtung in einem anderen Anzeigemodus betrieben. Die Ladeeinrichtung 21 ist weit vom Kraftfahrzeug 1 entfernt, so dass zunächst keine Umschalten in den Positionierungsmodus erfolgt. Wird das Kraftfahrzeug 1 jedoch vorwärts bewegt, so dringt die Ladeeinrichtung 21 in den Aktivierungsbereich 11 ein, womit eine Umschaltung der Anzeigeeinrichtung in den Positionierungsmodus erfolgen kann.
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Die Ladeeinrichtung 22 liegt seitlich neben dem Kraftfahrzeug 1. Wird das Kraftfahrzeug 1, wie in 3 dargestellt, an der Ladeeinrichtung 22 vorbeigeführt, so weist dies darauf hin, dass der Fahrer das Kraftfahrzeug nicht bezüglich der Ladeeinrichtung 22 zum Laden eines Energiespeichers positionieren möchte. Würde ein Wechsel in einen Positionierungsmodus der Anzeigeeinrichtung ausschließlich in Abhängigkeit eines Abstands des fahrzeugfest vorgegebenen Bezugspunkts 10 zu der Ladeeinrichtung 22 erfolgen, so könnte dies dazu führen, dass bei einem Vorbeifahren des Kraftfahrzeugs 1 an der Ladeeinrichtung 22 die Anzeigeeinrichtung vorübergehend im Positionierungsmodus betrieben würde. Würde das Kraftfahrzeug 1 beispielsweise an einer Vielzahl von Parkbuchten vorbeigeführt, die alle Ladeeinrichtungen aufweisen, könnte dies zu einem häufigen Wechsel des Anzeigemodus führen, wodurch ein Fahrer irritiert werden könnte. Daher ist es vorteilhaft, dass im erfindungsgemäßen Verfahren eine Richtung, in der sich die Ladeeinrichtung 22 bezüglich des Bezugspunktes 10 befindet, berücksichtigt wird.
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4 zeigt das Führen des Kraftfahrzeugs 1 mit dem gemäß 3 definierten Aktivierungsbereich 11 in eine Parkbucht 36, in der eine Ladeeinrichtung 23 angeordnet ist. In der gezeigten Fahrsituation entsteht gerade ein Überlapp zwischen dem Aktivierungsbereich 11 und dem Bereich der Ladeeinrichtung 23 an der Position 24. Ist die Bedingung für die Lage der Ladeeinrichtung 23 im Aktivierungsbereich 11 derart definiert, dass bereits ein Überlapp der Fläche der Ladeeinrichtung 23 mit dem Aktivierungsbereich 11 zu einem Wechsel des Betriebsmodus der Anzeigeeinrichtung in den Positionierungsmodus führen kann, so erfolgt dieser Wechsel in der gezeigten Fahrsituation. Ist die Bedingung jedoch derart definiert, dass die Ladeeinrichtung 23 erst dann als im Aktivierungsbereich 11 liegend betrachtet wird, wenn ein Referenzpunkt 25 oder die gesamte Fläche der Ladeeinrichtung 23 innerhalb des Aktivierungsbereichs 11 liegt, so erfolgt ein Wechsel in den Positionierungsmodus erst zu einem späteren Zeitpunkt, wenn das Kraftfahrzeug 1 weiter in die Parkbucht 36 geführt worden ist.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Vorgabe des Aktivierungsbereichs 26, 31 in Abhängigkeit von die Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs betreffenden Parametern, nämlich in Abhängigkeit des Lenkwinkels, der Fahrtrichtung und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Wird das Kraftfahrzeug 1 mit einer gewissen Mindestgeschwindigkeit bewegt, ist davon auszugehen, dass eine Positionierung des Kraftfahrzeugs an einer Ladeeinrichtung ausschließlich bezüglich solcher Ladeeinrichtungen gewünscht ist, die in Fahrtrichtung liegen. In Abhängigkeit davon, ob das Kraftfahrzeug 1 vorwärts oder rückwärts bewegt wird, ist es somit möglich, ausschließlich den Aktivierungsbereich 26 vorzugeben, der vor dem fahrzeugfest vorgebebenen Bezugspunkt 10 liegt, oder ausschließlich den Aktivierungsbereich 31 vorzugeben, der hinter dem fahrzeugfest vorgegebenen Bezugspunkt 10 liegt. Bei einer Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 mit niedrigen Geschwindigkeiten und/oder bei stehendem Kraftfahrzeug 1 können beide Aktivierungsbereich 26, 31 gemeinsam genutzt werden.
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Bei der Bestimmung der Aktivierungsbereiche 26, 31, wird ein Lenkwinkel und somit eine voraussichtliche Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 berücksichtigt. Die Aktivierungsbereiche 26, 31 sind daher nicht symmetrisch zur Fahrzeuglängsachse 14 gewählt, sondern symmetrisch zu einer in die Fahrtrichtung bei der Vorwärtsfahrt verlaufenden bzw. zu einer in die Fahrtrichtung bei der Rückwärtsfahrt vorlaufenden Spiegelachse 27, 32. Die Spiegelachsen 27, 32 sind gegenüber der Fahrzeuglängsachse 14 um einen Winkel 28, 33 bezüglich des fahrzeugfesten Bezugspunkts 10 geneigt, wobei die Winkel 28, 33 mit dem Lenkwinkel korrelieren.
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Bewegt der Fahrer das Kraftfahrzeug 1 mit hoher Geschwindigkeit, kann davon ausgegangen werden, dass voraussichtlich eine relativ weit vom Kraftfahrzeug entfernte Ladeeinrichtung angesteuert werden soll. Bei niedrigen Kraftfahrzeuggeschwindigkeiten wird hingegen voraussichtlich eine im unmittelbaren Fahrzeugumfeld befindliche Ladeeinrichtung angesteuert. In Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit kann daher ein winkelabhängiger Maximalabstand sowie optional ein winkelabhängiger Minimalabstand angepasst werden. Werden, wie in 5 gezeigt, dreieckige bzw. trapezförmige Aktivierungsbereiche 26, 31 genutzt, so kann eine Anpassung des Maximalabstands durch eine Verschiebung der fahrzeugfernen Seite des jeweiligen Aktivierungsbereiches 26, 31, wie durch die Pfeile 29, 34 angedeutet, erfolgen. Entsprechend kann ein Minimalabstand angepasst werden, indem die fahrzeugnahe Seite der Aktivierungsbereiche 26, 31, wie durch die Pfeile 30, 35 angedeutet, verschoben wird.
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Die in den verschiedenen Figuren dargestellten Aktivierungsbereiche 11, 26 und 31 sind rein beispielhaft. Statt einer dreieckigen bzw. trapezförmigen Ausbildung der Aktivierungsberieche 26, 31 bzw. der Teilbereiche 12, 13 können diese Bereiche geschwungene Begrenzungslinien aufweisen. Die Aktivierungsbereiche 11, 26, 31 können zudem zusätzliche nicht gezeigte Teilbereiche aufweisen. Insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten kann ein zusätzlicher Teilbereich zu den Aktivierungsbereichen 11, 26, 31 hinzugefügt werden, der das unmittelbare Umfeld des fahrzeugfest vorgegebenen Bezugspunkts 10 bzw. der Sekundärspule 2 umfasst, um plötzliche Wechsel des Anzeigemodus bei einer Feinpositionierung des Kraftfahrzeugs bezüglich der Ladeeinrichtung zu vermeiden.
