DE102017011616A1 - Verfahren zum Vermeiden eines mechanischen Kontaktierens zwischen zumindest einem Kraftfahrzeugbauteil und einem Energieübertragungselement sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum Vermeiden eines mechanischen Kontaktierens zwischen zumindest einem Kraftfahrzeugbauteil und einem Energieübertragungselement sowie Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermeiden eines mechanischen Kontaktierens zwischen zumindest einem Kraftfahrzeugbauteil (16) eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs (10) und eines Energieübertragungselements (12) einer Ladeeinrichtung (14) für das Kraftfahrzeug (10), wobei mittels eines von dem Energieübertragungselement (12) zu einem Empfänger (18) des Kraftfahrzeugs (10) übertragenen Signals (22) eine aktuelle Position (24) des zumindest einen von dem Empfänger (18) verschiedenen Kraftfahrzeugbauteils (16) relativ zum Energieübertragungselement (12) mittels einer Steuerungseinrichtung (26) bestimmt wird, wobei beim Erreichen einer vorgegebenen relativen Position (32) des zumindest einen Kraftfahrzeugbauteils (16) zum Energieübertragungselement (12) ein Bremssignal für eine Bremseinrichtung (30) des Kraftfahrzeugs (10) mittels der Steuerungseinrichtung (26) erzeugt wird, wobei in der vorgegebenen relativen Position (32) eine Kontaktierung des Energieübertragungselements (12) durch das zumindest eine Kraftfahrzeugbauteil (16) vermieden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermeiden eines mechanischen Kontaktierens zwischen zumindest einem Kraftfahrzeugbauteil eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs und eines Energieübertragungselements einer Ladeeinrichtung für das Kraftfahrzeug. Mittels eines von dem Energieübertragungselement zu einem Empfänger des Kraftfahrzeugs übertragenen Signals wird eine aktuelle Position des zumindest einen von dem Empfänger verschiedenen Kraftfahrzeugbauteils relativ zum Energieübertragungselement mittels einer Steuerungseinrichtung bestimmt.
  • Energieübertragungselemente aus dem Stand der Technik, welche insbesondere zum kabellosen Energieübertragen ausgebildet sind, sind derzeitig derart ausgebildet, dass sie einer Überfahrt des Kraftfahrzeugs standhalten müssen. Dies zieht sehr hohe Anforderungen hinsichtlich mechanischer Stabilität mit sich. Die Folgen sind hohe Kosten und Gewicht des mechanischen Zusammenbaus des Energieübertragungselements.
  • Beispielsweise offenbart die DE 10 2013 016 880 A1 ein Verfahren zur Positionierung eines Fahrzeug an einer induktiven Ladestation. Bei einer Annäherung des Fahrzeugs an eine Ladestation wird eine erste drahtlose Kommunikationsverbindung für eine erste Datenübertragung zwischen dem Fahrzeug und zumindest einem Ladeplatz der Ladestation aufgebaut, sobald sich das Fahrzeug in Kommunikationsreichweite zu dem zumindest einen Ladeplatz befindet. Durch eine Auswertung der Datenübertragung wird eine Position des Fahrzeugs relativ zum zumindest einen Ladeplatz ermittelt und das Fahrzeug wird in Abhängigkeit von der ermittelten Position manuell oder automatisch auf den zumindest eine Ladeplatz der Ladestation geführt.
  • Ferner offenbart die DE 10 2015 200 018 A1 ein Laden eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs. Zum Aufladen des Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs wird in einer Ladestation ein Befehl zum Aufladen des Energiespeichers an der Ladestation innerhalb des Fahrzeugs erfasst. Daraufhin wird eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation erstellt. Mittels der Kommunikationsverbindung werden erste Informationen des Fahrzeugs an die Ladestation und in Antwort auf die ersten Informationen zweite Informationen der Ladestation an das Fahrzeug gesendet. Die Informationen, welche von der Ladestation an das Fahrzeug gesendet werden, umfassen eine Information über einen freien Ladeplatz der Ladestation, an welchen das Fahrzeug zum Aufladen seines Energiespeichers parkbar ist.
  • Beim Stand der Technik kann das Kraftfahrzeug insbesondere mit seinen Reifen über ein Energieübertragungselement der Ladeinfrastruktur fahren. Deshalb muss das Energieübertragungselement sehr robust ausgebildet sein. Dies zieht hohe Kosten und Gewicht des Energieübertragungselements mit sich.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, mittels welchen ein mechanischer Kontakt zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Energieübertragungselement vermieden ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermeiden eines mechanischen Kontaktierens zwischen zumindest einem Kraftfahrzeugbauteil eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs und eines Energieübertragungselements einer Ladeeinrichtung für das Kraftfahrzeug. Mittels eines von dem Energieübertragungselement zu einem Empfänger des Kraftfahrzeugs übertragenen Signals wird eine aktuelle Position des zumindest einen von dem Empfänger verschiedenen Kraftfahrzeugbauteils relativ zum Energieübertragungselement mittels einer Steuerungseinrichtung bestimmt.
  • Beim Erreichen einer vorgegebenen relativen Position des zumindest einen Kraftfahrzeugbauteils zum Energieübertragungselement wird ein Bremssignal für eine Bremseinrichtung des Kraftfahrzeugs mittels der Steuerungseinrichtung erzeugt. In der vorgegebenen relativen Position ist eine Kontaktierung des Energieübertragungselements durch das zumindest eine Kraftfahrzeugbauteil vermieden.
  • Dadurch ist es ermöglicht, dass beispielsweise das Kraftfahrzeug mit dem Kraftfahrzeugbauteil bereits vor dem Energieübertragungselement zum Stehen kommt. Das Kraftfahrzeugbauteil kann beispielsweise ein Rad eines Kraftfahrzeugs sein. Insbesondere kann dadurch verhindert werden, dass das Energieübertragungselement durch das Kraftfahrzeug überfahren wird. Dadurch, dass das Energieübertragungselement somit einer geringen mechanischen Belastung ausgesetzt ist, kann dieses deutlich bezüglich der mechanischen Stabilität mit geringeren Anforderungen hergestellt werden. Somit kann ein gewichtsreduziertes Energieübertragungselement zur Verfügung gestellt werden und dennoch ein zuverlässiger Ladebetrieb der Ladeeinrichtung gegenüber dem Kraftfahrzeug realisiert werden.
  • Insbesondere können dadurch die hohen Anforderungen an mechanische Stabilität und Materialien des Energieübertragungselements deutlich reduziert werden, da die Überfahrt des Kraftfahrzeugs verhindert wird. Insbesondere kann als Empfänger ein weiteres Energieübertragungselement des Kraftfahrzeugs genutzt werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die aktuelle relative Position des Kraftfahrzeugbauteils in einem dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystem und/oder in einem Kugelkoordinatensystem bestimmt werden. Somit können dann die Positionsdaten mit x-, y-, z-Koordinaten und/oder radial bereitgestellt werden. Dadurch kann einfach und positionssicher die relative Position des Kraftfahrzeugbauteils zum Energieübertragungselement bestimmt werden.
  • Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Mehrzahl von aktuellen relativen Positionen von einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugbauteilen bestimmt wird, und ein jeweiliges Kontaktieren eines jeweiligen Kraftfahrzeugbauteils mit dem Energieübertragungselement vermieden wird. Es kann dann eine jeweilige Position eines jeweiligen Rades des Kraftfahrzeugs bestimmt werden und dadurch die Kontaktierung zwischen den Rädern und dem Energieübertragungselement vermieden werden. Insbesondere ist dadurch zuverlässig verhindert, dass das Kraftfahrzeug das Energieübertragungselement überfährt und es somit zu einer Beschädigung des Energieübertragungselements kommen kann. Dadurch ist verhindert, dass das Energieübertragungselement sehr robust ausgebildet werden muss, da eine Überfahrt verhindert ist.
  • Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn das erste Energieübertragungselement und ein weiteres Energieübertragungselement des Kraftfahrzeugs jeweils als induktive Spule zum induktiven Laden ausgebildet werden oder das erste Energieübertragungselement und das weitere Energieübertragungselement jeweils als konduktives Energieübertragungselement zum konduktiven Laden ausgebildet werden. Dadurch kann auf einfache Art und Weise elektrische Energie von der Ladeeinrichtung an das Kraftfahrzeug übertragen werden. Insbesondere kann dann das Energieübertragungselement als Primärspule und das weitere Energieübertragungselement als Sekundärspule ausgebildet sein. Insbesondere wird dann über ein Energieübertragungselement und dem weiteren Energieübertragungselement elektrische Energie übertragen. Ebenfalls möglich ist, dass das Energieübertragungselement und das weitere Energieübertragungselement als kapazitive oder konduktive Ladeeinrichtung ausgebildet sind.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann das Kraftfahrzeug zumindest teilweise autonom, insbesondere vollautonom, zur Ladeeinrichtung bewegt werden. Insbesondere kann dann beispielsweise ein Assistenzsystem im Kraftfahrzeug für den teilweise autonomen beziehungsweise vollautonomen Betrieb ausgebildet sein. Das Kraftfahrzeug kann sich dann entlang eines Bewegungswegs vollautonom zur Ladeeinrichtung bewegen. Insbesondere kann mit teilweise autonom beziehungsweise vollautonom verstanden werden, dass eine Brems- beziehungsweise Beschleunigungseinrichtung oder eine Lenkeinrichtung durch das Assistenzsystem angesteuert werden können. Insbesondere ist somit ein zuverlässiges Laden ermöglicht.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugbauteil, welches insbesondere als zumindest ein Rad des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, wobei das Kraftfahrzeug zumindest teilweise elektrisch betreibbar ist, und einem Empfänger, welcher insbesondere als weiteres Energieübertragungselement ausgebildet ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Kraftfahrzeugs anzusehen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die einzige Fig. zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform des Kraftfahrzeugs in einer Ausführungsform einer Ladeeinrichtung.
  • In der Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die einzige Fig. zeigt ein Kraftfahrzeug 10 in zwei unterschiedlichen Situationen. In der Fig. a ist das Kraftfahrzeug 10 von einem Energieübertragungselement 12 einer Ladeeinrichtung 14 beabstandet. Das Kraftfahrzeug 10 weist zumindest ein Kraftfahrzeugbauteil 16, im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Kraftfahrzeugbauteile 16, auf. Die Kraftfahrzeugbauteile 16 können insbesondere Räder des Kraftfahrzeugs 10 sein. Ferner weist das Kraftfahrzeug 10 einen Empfänger 18 auf, welcher insbesondere als weiteres Energieübertragungselement ausgebildet sein kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass mittels des Energieübertragungselements 12 und des weiteren Energieübertragungselements elektrische Energie von der Ladeeinrichtung 14 an das Kraftfahrzeug 10, insbesondere an einen elektrischen Energiespeicher 20 des Kraftfahrzeugs 10, übertragen werden kann.
  • Mittels einem von dem Energieübertragungselement 12 zu dem Empfänger 18 übertragenen Signal 22 wird eine aktuelle Position 24 des einen von dem Empfänger 18 verschiedenen Kraftfahrzeugbauteils 16 relativ zum Energieübertragungselement 12 mittels einer Steuerungseinrichtung 26 bestimmt. Die Steuerungseinrichtung 26 kann dabei Teil der Ladeeinrichtung 14 oder Teil des Kraftfahrzeugs 10 sein.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug 10 ein Assistenzsystem 28 aufweist, wobei mittels des Assistenzsystems 28 das Kraftfahrzeug 10 zumindest teilweise autonom, insbesondere vollautonom zur Ladeeinrichtung 14 bewegt werden kann.
  • Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von aktuellen relativen Positionen 24 von einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugbauteilen 16 bestimmt wird.
  • Die aktuelle relative Position 24 des Kraftfahrzeugbauteils wird insbesondere in einem dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystem und/oder in einem Kugelkoordinatensystem bestimmt. Insbesondere ist vorgesehen, dass dazu ein bereits übertragenes Signal des Energieübertragungselements 12 zum Empfänger 18 genutzt wird.
  • Des Weiteren ist insbesondere vorgesehen, dass das erste Energieübertragungselement 12 als induktive Spule ausgebildet ist und das weitere Energieübertragungselement ebenfalls als induktive Spule zum induktiven Laden ausgebildet ist. Ebenfalls möglich ist, dass mittels eines kapazitiven Ladesystems und entsprechenden kapazitiven Energieübertragungselementen ein Laden des elektrischen Energiespeichers 20 durchgeführt werden kann. Ferner kann auch mittels konduktiven Energieübertragungselementen ein Laden des elektrischen Energiespeichers 20 durchgeführt werden.
  • Insbesondere ist vorgesehen, dass mittels der Steuerungseinrichtung 26 ein Bremssignal für eine Bremseinrichtung 30 des Kraftfahrzeugs 10 erzeugt wird. Insbesondere wird das Bremssignal erst dann erzeugt, wenn das Kraftfahrzeug 10 eine vorgegebene relative Position 32 eingenommen hat, wobei in der vorgegebenen relativen Position 32 eine Kontaktierung des Energieübertragungselements 12 durch das zumindest eine Kraftfahrzeugbauteil 16 vermieden ist.
  • Im Teil b der Fig. ist zu sehen, dass sich das Kraftfahrzeug 10 in der vorgegebenen relativen Position 32 befindet. In der vorgegebenen relativen Position 32 wird durch die Steuerungseinrichtung 26 ein Bremssignal erzeugt, sodass das Kraftfahrzeug 10 zum Stillstand kommt. Insbesondere ist dadurch vermieden, dass das Kraftfahrzeugbauteil 16 das Energieübertragungselement 12 kontaktiert, beziehungsweise überfährt. Insbesondere ist es dadurch möglich, dass ein jeweiliges Kontaktieren der jeweiligen Kraftfahrzeugbauteile 16 mit dem Energieübertragungselement 12 vermieden wird.
  • Dadurch ist es ermöglicht, dass das Energieübertragungselement 12 bauteilreduziert und insbesondere gewichtsreduziert bereitgestellt werden kann, da ein Überfahren des Kraftfahrzeugs 10 mittels der Kraftfahrzeugbauteile 16 vermieden ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kraftfahrzeug
    12
    Energieübertragungselement
    14
    Ladeeinrichtung
    16
    Kraftfahrzeugbauteil
    18
    Empfänger
    20
    elektrischer Energiespeicher
    22
    übertragenes Signal
    24
    aktuelle Position
    26
    Steuerungseinrichtung
    28
    Assistenzsystem
    30
    Bremseinrichtung
    32
    vorgegebene relative Position
  • 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 102013016880 A1 [0003]
    • DE 102015200018 A1 [0004]

Claims (6)

  1. Verfahren zum Vermeiden eines mechanischen Kontaktierens zwischen zumindest einem Kraftfahrzeugbauteil (16) eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs (10) und eines Energieübertragungselements (12) einer Ladeeinrichtung (14) für das Kraftfahrzeug (10), wobei mittels eines von dem Energieübertragungselement (12) zu einem Empfänger (18) des Kraftfahrzeugs (10) übertragenen Signals (22) eine aktuelle Position (24) des zumindest einen von dem Empfänger (18) verschiedenen Kraftfahrzeugbauteils (16) relativ zum Energieübertragungselement (12) mittels einer Steuerungseinrichtung (26) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erreichen einer vorgegebenen relativen Position (32) des zumindest einen Kraftfahrzeugbauteils (16) zum Energieübertragungselement (12) ein Bremssignal für eine Bremseinrichtung (30) des Kraftfahrzeugs (10) mittels der Steuerungseinrichtung (26) erzeugt wird, wobei in der vorgegebenen relativen Position (32) eine Kontaktierung des Energieübertragungselements (12) durch das zumindest eine Kraftfahrzeugbauteil (16) vermieden ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle relative Position (32) des Kraftfahrzeugbauteils (16) in einem dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystem und/oder in einem Kugelkoordinatensystem bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von aktuellen relativen Positionen (32) von einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugbauteilen (16) bestimmt wird, und ein jeweiliges Kontaktieren eines jeweiligen Kraftfahrzeugbauteils (16) mit dem Energieübertragungselement (12) vermieden wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Energieübertragungselement (16) und ein weiteres Energieübertragungselement des Kraftfahrzeugs (10) jeweils als induktive Spule zum induktiven Laden ausgebildet werden oder das erste Energieübertragungselement (16) und das weitere Energieübertragungselement jeweils als konduktives Energieübertragungselement zum konduktiven Laden ausgebildet werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (10) zumindest teilweise autonom, insbesondere vollautonom zur Ladeeinrichtung (14) bewegt wird.
  6. Kraftfahrzeug (10) mit zumindest einem Kraftfahrzeugbauteil (16), welches insbesondere als zumindest ein Rad des Kraftfahrzeugs (10) ausgebildet ist, wobei das Kraftfahrzeug (10) zumindest teilweise elektrisch betreibbar ist, und mit einem Empfänger (18), welcher insbesondere als weiteres Energieübertragungselement ausgebildet ist.
DE102017011616.4A 2017-12-15 2017-12-15 Verfahren zum Vermeiden eines mechanischen Kontaktierens zwischen zumindest einem Kraftfahrzeugbauteil und einem Energieübertragungselement sowie Kraftfahrzeug Withdrawn DE102017011616A1 (de)

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