DE102017209529A1

DE102017209529A1 - Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Anfahren eines Parkplatzes mit einer Ladestation

Info

Publication number: DE102017209529A1
Application number: DE102017209529.6A
Authority: DE
Inventors: Josef Krammer; Hubert Glas; Thomas Konschak
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-06-07
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2018-12-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug zum Anfahren eines Parkplatzes, der insbesondere eine Ladestation zum Aufladen einer Batterie des Kraftfahrzeugs aufweist, umfassend eine Sensoreinrichtung zur Erzeugung von Sensordaten über den Fahrweg des Kraftfahrzeugs, eine Steuereinrichtung, die derart ausgebildet ist, dass die Steuereinrichtung Sensordaten über einen Anfahrtsweg des Kraftfahrzeugs zu dem Parkplatz von der Sensoreinrichtung erhält und aus den Sensordaten von mehreren Anfahrten zu dem Parkplatz eine gemittelte Anfahrtstrajektorie berechnet, und eine Führungseinrichtung, die derart ausgebildet ist, dass die Führungseinrichtung die gemittelte Anfahrtstrajektorie von der Steuereinrichtung erhält und einen Fahrer des Kraftfahrzeugs bei einer erneuten Anfahrt des Parkplatzes mit Hilfe der gemittelten Anfahrtstrajektorie unterstützt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Anfahren eines Parkplatzes, der insbesondere eine Ladestation zum Aufladen einer Batterie des Kraftfahrzeugs aufweist.
Unter bestimmten Bedingungen kann es erforderlich sein, einen Parkplatz mit einem Kraftfahrzeug möglichst zielgenau anzufahren. Zum Aufladen einer in das Kraftfahrzeug integrierten Batterie mittels eines induktiven Ladesystems ist es beispielsweise erforderlich, das Kraftfahrzeug sehr genau über einer in den Parkplatz integrierten Primäreinheit zu positionieren, so dass sich die in den Fahrzeugunterboden integrierte Sekundärspule direkt über der am Boden ortsfest angebrachten Primärspule befindet.
Um eine Positionierung des Kraftfahrzeugs unterstützen zu können, ist eine genaue Vermessung der Relativposition von dem Kraftfahrzeug zu der Primäreinheit erforderlich. Beispielsweise kann die relative Position zwischen Primär- und Sekundärspule durch induktive Ladesysteme bestimmt werden. Mit zunehmendem Abstand der Sekundärspule von der Primärspule nimmt die Genauigkeit der Positionsmessung jedoch ab und je nach verwendetem Verfahren ist bereits nach wenigen Dezimetern oder Metern nur eine unzureichende Abstands- und Winkelmessung möglich.
Die Vermessung der Relativposition zwischen dem Kraftfahrzeug und der Primärspule wird häufig mittels eines Systems zur Magnetfeldmessungen durchgeführt, häufig auch LF-System genannt, wobei LF für niedrige Frequenz (englisch: low frequency) steht. Ein derartiges System zeichnet sich durch sehr präzise Ergebnisse im unmittelbaren Nahbereich aus. Beispielsweise lassen sich Genauigkeiten von ungefähr 1 cm erzielen.
Es kann jedoch eine darüber hinausgehenden Reichweite, beispielsweise im Zusammenhang mit autonomen Parksystemen, erforderlich sein, da die ansonsten vom Fahrer intuitiv erfasste ungefähre Zielposition dem System bereits in einiger Entfernung mitgeteilt werden muss. Um in ausreichender Entfernung eine genaue Abstandsmessung durchführen zu können, benötigt man sehr aufwendige Messmittel bzw. müssen Verfahren zur In-Door-Navigation verwendet werden, die jedoch für das Anfahren einer Ladestation zu ungenau und zudem in Parkgaragen nicht verfügbar sind.
Die Druckschrift DE 10 2013 015 348 A1 offenbart ein Verfahren zum Anfahren eines Parkplatzes in einer nicht einsehbaren oder straßenfernen Parkzone, wobei in einem Lernmodus anhand von Umgebungsdaten oder Fahrdaten mehrere Trajektorien zum Anfahren des Parkplatzes ermittelt und gespeichert werden und in einem Betriebsmodus beim Anfahren des Parkplatzes mögliche fahrbare Trajektorien zur Auswahl und Aktivierung ausgegeben werden.
In der Druckschrift DE 10 2013 223 417 A1 ist ein Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs beschrieben, bei dem eine vordefinierte erste Trajektorie aus einem Speicher ausgelesen wird, ein von der Zielposition zur Ausgangsposition der ersten Trajektorie führende zweite Trajektorie erstellt wird und das Kraftfahrzeug zu der Ausgangsposition der ersten Trajektorie entlang der zweiten Trajektorie geführt wird.
Aus der Druckschrift DE 10 2013 107 517 A1 ist ein Fahrzeug mit einer Steuerung bekannt, die das Aufladen der Fahrzeugbatterie über eine Ladeplatte einleitet, wenn ein authentifiziertes Ladesystem detektiert wurde, und die außerdem die intermittierende oder kontinuierliche Übertragung eines Assoziierungssignals bewirkt, um das Laden der Batterie über die Ladeplatte aufrechtzuerhalten.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug zum Anfahren eines Parkplatzes, der insbesondere eine Ladestation zum Aufladen einer Batterie des Kraftfahrzeugs aufweist, zu schaffen, welches einen Fahrer des Kraftfahrzeugs in vorteilhafter Weise dabei unterstützt, das Kraftfahrzeug auch aus größeren Entfernungen zielgenau zu dem Parkplatz zu führen. Ferner soll ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Fahrassistenzsystem geschaffen werden und es soll ein entsprechendes Verfahren zum Anfahren eines Parkplatzes angegeben werden.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technischen Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Ein erster Aspekt der Anmeldung betrifft ein Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug zum Anfahren eines Parkplatzes, der insbesondere eine Ladestation zum Aufladen einer Batterie des Kraftfahrzeugs aufweist. Das Fahrassistenzsystem umfasst eine Sensoreinrichtung, eine mit der Sensoreinrichtung gekoppelte Steuereinrichtung und eine mit der Steuereinrichtung gekoppelte Führungseinrichtung. Die Sensoreinrichtung erzeugt während der Fahrt des Kraftfahrzeugs Sensordaten, die Auskunft über den Fahrweg des Kraftfahrzeugs geben. Wenn das Kraftfahrzeug den Parkplatz anfährt, erhält die Steuereinrichtung von der Sensoreinrichtung Sensordaten, aus denen sich der Anfahrtsweg des Kraftfahrzeugs zu dem Parkplatz ermitteln lässt. Insbesondere kann die Sensoreinrichtung derart ausgebildet sein, dass sich aus den Sensordaten auch die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ermitteln lässt. Die Steuereinrichtung berechnet aus den Sensordaten von mehreren Anfahrten zu dem Parkplatz eine gemittelte Anfahrtstrajektorie zu dem Parkplatz. Die Führungseinrichtung erhält die gemittelte Anfahrtstrajektorie von der Steuereinrichtung und unterstützt einen Fahrer des Kraftfahrzeugs bei einer erneuten Anfahrt des Parkplatzes mit Hilfe der gemittelten Anfahrtstrajektorie.
Das Fahrassistenzsystem unterstützt den Fahrer des Kraftfahrzeugs, das Kraftfahrzeug aus größeren Entfernungen zielgenau zu dem Parkplatz und insbesondere zu der Ladestation zu führen. Das Fahrassistenzsystem unterstützt weiterhin bekannte Maßnahmen zum Führen des Kraftfahrzeugs zu dem Parkplatz, wie insbesondere Satellitenpositionsbestimmungssysteme, z. B. GPS-Systeme (Global Positioning Systems; deutsch: Globales Positionsbestimmungssysteme), und Präzisionsmesssysteme für den Nahbereich. Zur Implementierung des Fahrassistenzsystems werden keine zusätzlichen Hardware-Komponenten benötigt, es muss lediglich zusätzliche Rechenleistung in einer in dem Kraftfahrzeug vorhandenen Steuereinrichtung zur Verfügung gestellt werden. Das Fahrassistenzsystem ermöglicht es, Anfahrtswege anzulernen, die zur Navigation in Parkhäusern und auf Privatgrundstücken verwendet werden können. Das Fahrassistenzsystem kann unabhängig von Satellitenpositionsbestimmungssystemen arbeiten.
Falls der Parkplatz eine Ladestation aufweist, kann die Ladestation als induktives Ladesystem ausgebildet sein, welches induktiv Energie von einer Primärspule der Ladestation zu einer in das Kraftfahrzeug eingebauten Sekundärspule überträgt. Die übertragene Energie wird dazu genutzt, die Kraftfahrzeugbatterie zu laden. Das hierin beschriebene Fahrassistenzsystem ermöglicht es, das Kraftfahrzeug mit einer Abweichung von der Zielposition von ungefähr 0,5 m in den Nahbereich um die Primärspule zu führen. Von dort aus kann das Kraftfahrzeug mittels herkömmlichen Verfahren für den Nahbereich zu der gewünschten Zielposition oberhalb der Primärspule geführt werden.
Vorteilhafterweise kann die Sensoreinrichtung einen oder mehrere Odometrie-Sensoren aufweisen. Ein Odometrie-Sensor dient insbesondere zur Ermittlung von Position und Orientierung des Kraftfahrzeugs. Zu der Gruppe der Odometrie-Sensoren zählen beispielsweise Raddrehzahlsensoren zur Messung der Drehzahl eines Rads und der Drehrichtung, Lenkradwinkelsensoren zur Messung des Einschlagwinkels des Lenkrades, Lenkwinkelsensoren zur Messung des Radlenkwinkels der gelenkten Achse, Gyrosensoren zur Messung der Beschleunigung und Gierratensensoren. Es kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung einen oder mehrere Odometrie-Sensoren aus der vorstehend genannten Gruppe aufweist. Mit Hilfe der von den Odometrie-Sensoren erfassten Sensordaten lässt sich die von dem Kraftfahrzeug zurückgelegte Wegstrecke ermitteln. Daraus kann die Anfahrtstrajektorie zu dem Parkplatz bestimmt werden.
Der oder die Odometrie-Sensoren können ergänzend zu Satellitenpositionsbestimmungssystemen oder anstelle von Satellitenpositionsbestimmungssystemen eingesetzt werden. Odometrie-Sensoren haben den Vorteil, dass sie keinen Satellitenempfang benötigen und daher beispielsweise in Parkgaragen verwendet werden können.
Die Führungseinrichtung kann zur automatisierten Führung des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein, wodurch es ermöglicht wird, das Kraftfahrzeug bei der erneuten Anfahrt des Parkplatzes in automatisierten Weise entlang der gemittelten Anfahrtstrajektorie zu dem Parkplatz und insbesondere zu der Ladestation zu führen.
Die Führungseinrichtung kann beispielsweise nur als Querführungseinrichtung oder als Längs- und Querführungseinrichtung ausgestaltet sein. Eine Führungseinrichtung mit automatisierter Querführung nimmt dem Fahrer die Fahraufgabe der Lenkung ab und steuert das Kraftfahrzeug entlang der gemittelten Anfahrtstrajektorie, wobei der Fahrer weiterhin das Brems- und Fahrpedal betätigt. Bei automatisierter Quer- und Längsführung steuert die Führungseinrichtung zusätzlich noch den Antrieb und die Bremse.
Als Alternative zu einer automatisierten Führung kann die Führungseinrichtung derart ausgebildet sein, dass sie optische und/oder akustische und/oder haptische Signale erzeugt, durch welche der Fahrer bei der erneuten Anfahrt des Parkplatzes entlang der gemittelten Anfahrtstrajektorie geführt wird.
Im Fall von optischen Signalen kann die Führungseinrichtung eine Anzeigeeinrichtung zur optischen Darstellung umfassen. Beispielsweise kann die Anzeigeeinrichtung ein im Fahrzeugcockpit angeordneter Bildschirm sein, auf welchem dem Fahrer die Lenkrichtung und insbesondere der Lenkradeinschlag angezeigt werden, die benötigt werden, um der gemittelten Anfahrtstrajektorie zu folgen. Derartige Hinweise können dem Fahrer auch akustisch über einen in das Kraftfahrzeug eingebauten Lautsprecher gegeben werden. Haptische Signale können beispielsweise durch in das Lenkrad eingebaute Aktuatoren erzeugt werden, die insbesondere vibratorische Signale erzeugen, um dem Fahrer Lenkrichtung und insbesondere Lenkradeinschlag anzuzeigen.
In besonders vorteilhafter Weise kann das Fahrassistenzsystem eine Triggereinrichtung umfassen, welche der Steuereinrichtung durch ein Triggersignal anzeigt, dass das Kraftfahrzeug sich dem Parkplatz bis zu einer vorgegebenen Entfernung genähert hat. Beispielsweise können der Parkplatz und/oder die Ladestation eine Sendeeinrichtung aufweisen, die per Funk ein Signal aussendet. Sobald bei einer Annäherung an den Parkplatz das Kraftfahrzeug das Signal empfangen kann, d. h., das Kraftfahrzeug in den Funkbereich der Sendeeinrichtung eintritt, erzeugt die Triggereinrichtung das Triggersignal. Alternativ kann das Kraftfahrzeug ein Satellitenpositionsbestimmungssystem enthalten. Die Triggereinrichtung erzeugt in diesem Fall das Triggersignal, sobald das Kraftfahrzeug in einen vorgegebenen Bereich um den Parkplatz bzw. die Ladestation einfährt.
Das Fahrassistenzsystem umfasst vorteilhafterweise weiterhin einen Speicher, in welchen die Sensoreinrichtung während der Fahrt des Kraftfahrzeugs kontinuierlich Sensordaten über den Fahrweg des Kraftfahrzeugs ablegt. Der Speicher kann beispielsweise als Ringspeicher ausgebildet sein. In den Ringspeicher werden die Sensordaten kontinuierlich eingelesen. Sobald der Speicherplatz des Ringspeichers vollständig belegt ist, werden die ältesten Sensordaten mit aktuellen Sensordaten überschrieben. Der Ringspeicher kann beispielsweise derart dimensioniert sein, dass er zumindest Sensordaten über einen Fahrweg speichern kann, welcher eine Länge hat, die der Länge der gemittelten Anfahrtstrajektorie entspricht.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass die Steuereinrichtung bei Erhalt des Triggersignals von der Triggereinrichtung die in dem Speicher zuletzt abgelegten Sensordaten über den Fahrweg des Kraftfahrzeugs mit der gemittelten Anfahrtstrajektorie vergleicht und daraus die Position des Parkplatzes und insbesondere die Position der Ladestation abschätzt.
Beispielsweise kann der zuletzt gefahrene Fahrweg durch einen Verschiebungsvektor derart verschoben werden, dass der Schwerpunkt des zuletzt gefahrenen Fahrwegs mit einem Schwerpunkt eines Abschnitts der gemittelten Anfahrtstrajektorie übereinstimmt. Anschließend kann der zuletzt gefahrene Fahrweg um einen Drehwinkel gedreht werden, bis der zuletzt gefahrene Fahrweg und der Abschnitt der gemittelten Anfahrtstrajektorie bestmöglich übereinander liegen. Aus dem Verschiebungsvektor und dem Drehwinkel lassen sich zusammen mit der gemittelten Anfahrtstrajektorie die Position des Parkplatzes und der Ladestation abschätzen.
Nach der vorstehend erläuterten anfänglichen Schätzung der Position des Parkplatzes und insbesondere der Position der Ladestation kann die Steuereinrichtung im weiteren Verlauf der Anfahrt zu dem Parkplatz den von dem Kraftfahrzeug gefahrenen Anfahrtsweg der gemittelten Anfahrtstrajektorie annähern und die Führungseinrichtung entsprechend ansteuern.
Die Steuereinrichtung kann in vorteilhafter Weise derart ausgebildet sein, dass die Steuereinrichtung den Anfahrtsweg zu dem Parkplatz in mehrere, insbesondere gleich lange Segmente unterteilt und aus der Variation der mehreren Anfahrten zu dem Parkplatz für jedes der Segmente die statistische Abweichung bestimmt.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung Zugriff auf mehrere gemittelte Anfahrtstrajektorien hat, die unterschiedlichen Anfahrtswegen zu dem Parkplatz und insbesondere der Ladestation entsprechen. Anhand den von der Sensoreinrichtung erhaltenen Sensordaten über den aktuell gefahrenen Anfahrtsweg des Kraftfahrzeugs zu dem Parkplatz bzw. der Ladestation kann die Steuereinrichtung diejenige gemittelte Anfahrtstrajektorie auswählen, die am meisten mit dem aktuell gefahrenen Anfahrtsweg übereinstimmt. Anschließend führt die Führungseinrichtung den Fahrer bzw. das Kraftfahrzeug entlang der ausgewählten gemittelten Anfahrtstrajektorie.
Sofern der Parkplatz eine Ladestation aufweist, umfasst das Fahrassistenzsystem vorzugsweise eine Nahbereichsführungseinrichtung, die derart ausgebildet ist, dass die Nahbereichsführungseinrichtung den Fahrer bei einer Anfahrt zu der Ladestation im Nahbereich um die Ladestation unterstützt. Die Führungseinrichtung und die Nahbereichsführungseinrichtung können derart ausgebildet sein, dass bei einer Anfahrt zu dem Parkplatz eine gleitende Übergabe von der Führungseinrichtung zu der Nahbereichsführungseinrichtung erfolgt.
Die Nahbereichsführungseinrichtung kann beispielsweise die Relativposition zwischen der Primäreinheit der Ladestation und der in das Kraftfahrzeug eingebauten Sekundäreinheit mittels einer Magnetfeldmessung bestimmen. Die Führung des Kraftfahrzeugs zu der gewünschten Position kann automatisiert, d. h. mittels automatisierter Querführung oder mittels automatisierter Quer- und Längsführung, erfolgen oder aber durch optische und/oder akustische und/oder haptische Signale zur Führung des Fahrers.
In bevorzugter Weise umfasst das Fahrassistenzsystem eine Sende- und Empfangseinrichtung zum Senden der gemittelten Anfahrtstrajektorie über Funk an einen Server und/oder zum Empfangen einer gemittelten Anfahrtstrajektorie über Funk von dem Server. Der Server kann die an ihn von dem Fahrassistenzsystem gesendete gemittelte Anfahrtstrajektorie anderen Kraftfahrzeugen zur Verfügung stellen, damit diese die gemittelte Anfahrtstrajektorie zum Anfahren desselben Parkplatzes verwenden können. In ähnlicher Weise können andere Kraftfahrzeuge dem Server von ihnen erstellte gemittelte Anfahrtstrajektorien zur Verfügung stellen, die sich beispielsweise auf Anfahrtswege zu Parkplätzen beziehen, die von dem vorliegenden Kraftfahrzeug bislang nicht angefahren worden sind. Sofern einer dieser Parkplätze angefahren werden soll, kann der Server die entsprechende gemittelte Anfahrtstrajektorie an das Fahrassistenzsystem per Funk senden und die Führungseinrichtung kann die erhaltene gemittelte Anfahrtstrajektorie verwenden, um den Fahrer bei der Anfahrt zu dem Parkplatz zu unterstützen.
Ein zweiter Aspekt der Anmeldung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrassistenzsystem nach dem ersten Aspekt der Anmeldung.
Ein dritter Aspekt der Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Anfahren eines Parkplatzes mittels eines Kraftfahrzeugs, wobei der Parkplatz insbesondere eine Ladestation zum Aufladen einer Batterie des Kraftfahrzeugs aufweist. Das Verfahren umfasst, dass Sensordaten über den Fahrweg des Kraftfahrzeugs aufgenommen werden, eine gemittelte Anfahrtstrajektorie zu dem Parkplatz aus den Sensordaten von mehreren Anfahrten zu dem Parkplatz berechnet wird, und ein Fahrer des Kraftfahrzeugs bei einer erneuten Anfahrt des Parkplatzes mit Hilfe der gemittelten Anfahrtstrajektorie unterstützt wird.
Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystem nach dem ersten Aspekt der Anmeldung gelten in entsprechender Weise auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug nach dem zweiten Aspekt der Anmeldung und das erfindungsgemäße Verfahren nach dem dritten Aspekt der Anmeldung. An dieser Stelle und in den Patentansprüchen nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs und des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den vorstehend beschriebenen oder in den Patentansprüchen beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystems.
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs nach dem zweiten Aspekt der Anmeldung;
2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystems nach dem ersten Aspekt der Anmeldung;
3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anfahren eines Parkplatzes mittels einer Kraftfahrzeugs nach dem dritten Aspekt der Anmeldung;
4 eine schematische Darstellung eines Anfahrtswegs zu einer Ladestation mit einer Primärspule;
5 eine schematische Darstellung einer gemittelten Anfahrtstrajektorie zu der Primärspule;
6 eine schematische Darstellung der gemittelten Anfahrtstrajektorie und des von dem Kraftfahrzeug aktuell zurückgelegten Wegs beim ersten Funkkontakt mit der Ladestation;
7A bis 7C eine schematische Darstellung der Umrechnung der Relativkoordinaten des Kraftfahrzeugs in die Koordinaten der ortsfesten Primärspule beim ersten Funkkontakt mit der Ladestation;
8 eine schematische Darstellung der Genauigkeitssteigerung der Schätzposition während der weiteren Anfahrt zum Ort der Primärspule;
9 eine eindimensionale Betrachtung der fortlaufenden Berechnung der Schätzposition während der Anfahrt zu der Primärspule;
10 eine zweidimensionale Betrachtung der fortlaufenden Berechnung der Schätzposition während der Anfahrt zu der Primärspule;
11 eine schematische Darstellung einer gleitenden Übergabe von der Führungseinrichtung zu der Nahbereichsführungseinrichtung im Nahbereich um die Primärspule; und
12A bis 12C eine schematische Darstellung von Anfahrtsalternativen bei der Anfahrt einer Ladestation.

In 1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1, insbesondere eines Personenkraftwagens, nach dem zweiten Aspekt der Anmeldung dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 ist auf der linken Seite von 1 von vorne und auf der rechten Seite von 1 von der Seite dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 enthält eine in 1 nicht dargestellte Batterie, die sich mittels eines induktiven Ladesystems aufladen lässt. Das induktive Ladesystem umfasst eine Ladestation mit einer Primärspule 2, die in einen Parkplatz 3 ortsfest integriert ist. Ferner ist in den Unterboden des Kraftfahrzeugs 1 eine Sekundärspule 4 eingebaut. Zum Aufladen der Batterie mittels des induktiven Ladesystems muss das Kraftfahrzeug 1 auf dem Parkplatz 3 derart geparkt werden, dass die Sekundärspule 4 in einer bestimmten Ausrichtung oberhalb der Primärspule 2 positioniert ist. Die Sekundärspule 4 muss mit einer Genauigkeit von ungefähr 1 cm positioniert werden, um den induktiven Ladevorgang durchführen zu können.
In 2 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystems 10 nach dem ersten Aspekt der Anmeldung dargestellt. Das Fahrassistenzsystem 10 ist in das in 1 gezeigte Kraftfahrzeug 1 integriert.
Das Fahrassistenzsystem 10 umfasst in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Sensoreinrichtung 11, einen Speicher 12, eine Steuereinrichtung 13, eine Triggereinrichtung 14, eine Führungseinrichtung 15, eine Nahbereichsführungseinrichtung 16 und eine Sende- und Empfangseinrichtung 17.
In 3 ist eine beispielhafte Funktionsweise des Fahrassistenzsystems 10 nach dem ersten Aspekt der Anmeldung bzw. ein Verfahren nach dem dritten Aspekt der Anmeldung dargestellt.
Das Fahrassistenzsystem 10 sowie das Verfahren nach 3 ermöglichen das zielgenaue Anfahren des Parkplatzes 3 durch das Kraftfahrzeug 1, um die Sekundärspule 4 mit hoher Genauigkeit oberhalb der Primärspule 2 zu positionieren.
In einem Schritt 100 fährt das Kraftfahrzeug 1 den Parkplatz 3 mit der Ladestation erstmals an. In 4 sind schematisch Straßen dargestellt, über welche ein Anfahrtsweg 20 zu der Ladestation mit der Primärspule 2 führt. In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die Primärspule 2 in einer Garage 21. Der Anfahrtsweg 20 führt durch Wegabschnitte, die nur wenig seitliche Abweichung des Kraftfahrzeugs 1 zulassen, z. B. aufgrund von engen Straßenabschnitten und schmalen Einfahrten. Beispielsweise erlaubt das Tor der Garage 21 nur einen seitlichen Versatz von ± 25 cm.
Während der Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 dient die Sensoreinrichtung 11 zur Ermittlung von Position und Orientierung des Kraftfahrzeugs 1. Die Sensoreinrichtung 11 enthält einen oder mehrere Odometrie-Sensoren, die es erlauben, die Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 bis auf wenige cm genau zu bestimmen. Beispielsweise kann die Sensoreinrichtung 11 einen oder mehrere Sensoren aus der Gruppe der folgenden Odometrie-Sensoren enthalten: Raddrehzahlsensor zur Messung der Drehzahl eines Rads und der Drehrichtung, Lenkradwinkelsensor zur Messung des Einschlagwinkels des Lenkrades, Lenkwinkelsensor zur Messung des Radlenkwinkels der gelenkten Achse, Gyrosensor zur Messung der Beschleunigung und Gierratensensor.
Nachdem das Kraftfahrzeug 1 die Primärspule 2 angefahren hat, genau positioniert wurde und der verbleibende Restversatz genau bestimmt wurde, kann mit Hilfe der während der Fahrt von der Sensoreinrichtung 11 aufgenommenen Sensordaten rückwärts gerechnet werden und der Anfahrtsweg exakt bestimmt werden.
In einem Schritt 101 berechnet die Steuereinrichtung 13 aus der ersten Anfahrt eine erste Anfahrtstrajektorie zu dem Parkplatz 3 mit der Primärspule 2. In Abhängigkeit von der Genauigkeit der von der Sensoreinrichtung 11 aufgenommenen Sensordaten wird ferner eine Genauigkeitsfunktion der ersten Anfahrtstrajektorie berechnet. Die erste Anfahrtstrajektorie sowie die Genauigkeitsfunktion der ersten Anfahrtstrajektorie werden in einem der Steuereinrichtung 13 zugeordneten Speicher gespeichert.
Weiterhin enthält die Ladestation eine Sendeeinrichtung, beispielsweise eine WLAN (Wireless Local Area Network)-Sendeeinrichtung, die ein Funksignal aussendet. Der Ort, an dem das Kraftfahrzeug 1 in den Funkbereich der Sendeeinrichtung eintrat und die Sende- und Empfangseinrichtung 17 des Kraftfahrzeugs 1 erstmals das von der Ladestation ausgesendete Funksignal empfangen konnte, wird ebenfalls in dem Speicher gespeichert.
Wenn das Kraftfahrzeug 1 erneut die Primärspule 2 anfährt, ist ein ähnlicher Anfahrtsweg wie der erste Anfahrtsweg 20 sehr wahrscheinlich. Daher werden in einem Schritt 102 die von der Sensoreinrichtung 11 ermittelten Sensordaten jeder nachfolgenden Anfahrt zu der Primärspule 2 aufgezeichnet und daraus wird ein Mittelwert der Anfahrtstrajektorie von der Steuereinrichtung 13 berechnet. Beispielhaft ist eine gemittelte Anfahrtstrajektorie 25 zu dem Parkplatz 3 mit der Primärspule 2 in 5 dargestellt. Die gemittelte Anfahrtstrajektorie 25 gibt den Anfahrtsweg an, den das Kraftfahrzeug 1 bei einer erneuten Anfahrt zu der Primärspule 2 höchstwahrscheinlich fahren wird.
Die gemittelte Anfahrtstrajektorie 25 kann in Segmente 26, die insbesondere gleich lang sind, unterteilt werden. In 5 ist beispielhaft eines der Segmente 26 dargestellt. Aus der Variation verschiedener Anfahrtstrajektorien kann für jedes Segment 26 die statistische Abweichung bestimmt werden. Die statische Abweichung der gemittelten Anfahrtstrajektorie 25 ist in 5 durch Linien 27 gekennzeichnet. Außerdem sind in 5 die statistischen Abweichungen Δ für einige Orte auf der gemittelten Anfahrtstrajektorie 25 beispielhaft angegeben.
Da in vielen Fällen der Anfahrtsweg zu der Primärspule 2 durch die Gegebenheiten stark eingeschränkt ist, kann das durch die anfänglich durchgeführten mehreren Anfahrten erworbene Wissen verwendet werden, um bei weiteren Anfahrten die Zielposition der Primärspule 2 bereits während der Anfahrt abzuschätzen.
In einer Abfrage 103 wird von der Triggereinrichtung 14 bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 geprüft, ob eine Triggerbedingung erfüllt ist, die das erneute Anfahren der Primärspule 2 anzeigt. Beispielsweise kann der Ort, an dem sich das Kraftfahrzeug 1 befindet, mittels eines Satellitenpositionsbestimmungssystems ermittelt werden und die Triggerbedingung kann erfüllt sein, wenn das Kraftfahrzeug 1 in einen vorgegebenen Bereich um die Primärspule 2 eintritt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Triggerbedingung erfüllt, wenn das Kraftfahrzeug 1 in den Funkbereich der Sendeeinrichtung der Ladestation eintritt und die Sende- und Empfangseinrichtung 17 des Kraftfahrzeugs 1 erstmals das von der Ladestation ausgesendete Funksignal empfangen kann.
In 6 ist auf der linken Seite die gemittelte Anfahrtstrajektorie 25 zu der Primärspule 2 dargestellt. Durch Balken 28 ist der Bereich inklusive Toleranz gekennzeichnet, in welchem das von der Ladestation ausgesendete Funksignal empfangen werden kann.
Während der Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 nimmt die Sensoreinrichtung 11 kontinuierlich die von den Odometrie-Sensoren erfassten Sensordaten auf und legt diese in dem mit der Sensoreinrichtung 11 verbundenen Speicher 12 ab. Der Speicher 12 ist als Ringspeicher ausgeführt, so dass in dem Speicher 12 stets die zuletzt aufgenommenen Sensordaten gespeichert sind, während ältere Sensordaten wieder überschrieben werden.
Auf der rechten Seite von 6 ist der zurückgelegte Weg 30 dargestellt, der zum Zeitpunkt des ersten Funkkontakts mit der Ladestation in dem Speicher 12 abgelegt ist. Der erste Funkkontakt ist in 6 durch ein Kreuz 31 gekennzeichnet.
Weiterhin sind in 6 das ortsfeste Koordinatensystem der Primärspule 2 mit den Koordinaten p_Welt = (x_Welt,y_Welt) und das Koordinatensystem des Kraftfahrzeugs 1 mit den Koordinaten p_Fzg = (x_Fzg,y_Fzg) dargestellt. Die Primärspule 2 befindet sich in dem ortsfesten Koordinatensystem im Ursprung, d. h., es gilt x_Welt = y_Welt = 0 für den Ort der Primärspule 2.
Sobald die Triggereinrichtung 14 Funkkontakt zu der Ladestation aufgenommen hat, erzeugt die Triggereinrichtung 14 ein Triggersignal, durch welches der Steuereinrichtung 13 angezeigt wird, dass das Kraftfahrzeug 1 sich auf der Anfahrt zu der Primärspule 2 befindet.
In einem nachfolgenden Schritt 104 rechnet die Steuereinrichtung 14 die Relativkoordinaten p_Fzg des Kraftfahrzeugs 1 in die Koordinaten p_Welt der ortsfesten Primärspule 2 um. Beispielhaft ist dies in 7A bis 7C dargestellt.
In 7A ist der Abschnitt der gemittelten Anfahrtstrajektorie 25, der bis zu einem durchschnittlichen Punkt 32 des ersten Funkkontakts mit der Ladestation führt, dargestellt. Ferner ist der Schwerpunkt 33 der gemittelten Anfahrtstrajektorie 25 bis zu dem durchschnittlichen Punkt 32 des ersten Funkkontakts mit der Ladestation gezeigt.
Die Steuereinrichtung 13 ermittelt außerdem den Schwerpunkt 34 des von dem Kraftfahrzeug 1 zurückgelegten Wegs 30, der zum Zeitpunkt des ersten Funkkontakts mit der Ladestation in dem Speicher 12 abgelegt ist. Dies ist in 7B gezeigt.
Wie 7C zeigt, verschiebt die Steuereinrichtung 13 die Trajektorie des zurückgelegten Wegs 30 des Kraftfahrzeugs 1 mittels eines Verschiebungsvektors t_Fzg derart, dass die Schwerpunkte 33 und 34 übereinander liegen. Ferner dreht die Steuereinrichtung 13 die Trajektorie des zurückgelegten Wegs 30 um einen Drehwinkel a, so dass die Trajektorie des zurückgelegten Wegs 30 und der in 7A dargestellte Abschnitt der gemittelten Anfahrtstrajektorie 25 bestmöglich übereinander liegen.
Für die Umrechnung der Relativkoordinaten p_Fzg des Kraftfahrzeugs 1 in die Koordinaten p_Welt der ortsfesten Primärspule 2 werden drei Parameter benötigt: der Drehwinkel α und die Ortskoordinaten des Verschiebungsvektors t_Fzg . Es ergibt sich folgende Gleichung: $p_{W e l t} = R_{α} p_{F z g} + t_{F z g}$
In Gleichung (1) gibt R_α die Drehmatrix an: $R_{α} = (\begin{matrix} cos α & - sin α \\ sin α & cos α \end{matrix})$
Aus der vorstehenden Berechnung kann die Steuereinrichtung 13 Schätzwerte xo, y₀ , α₀ für die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs 1 generieren und daraus die Position und Orientierung der Primärspule 2 grob abschätzen.
In einem Schritt 105 führt die Steuereinrichtung 13 während der nachfolgenden Anfahrt zu der Primärspule 2 eine exakte Bestimmung der Relativposition zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und der Primärspule 2 beispielsweise mittels des im Folgenden erläuterten Gauß-Newton-Verfahrens durch. Alternativ können auch andere Verfahren verwendet werden. Es geht dabei darum, den Anfahrtsweg während der aktuellen Anfahrt möglichst gut bzw. nahe der gemittelten Anfahrtstrajektorie 25 anzunähern.
Bei dem Gauß-Newton-Verfahren besteht die Aufgabe darin, die Terme $f_{i} = \sum_{i = 1}^{N} {| w_{i} * a_{i} |}^{2}$
zu minimieren, wobei N die Anzahl der Streckenabschnitte i ist, $\vec{x} = (x, y, α)$
der Abstandsvektor des Kraftfahrzeugs 1 zu der Primärspule 2 ist, w_i die Gewichtung des Streckenabschnitts i ist, a_i der Abstand des Streckenabschnitts i zu der gemittelten Anfahrtstrajektorie 25 ist, und $\vec{y}$
die Streckenabschnitte auf der gemittelten Anfahrtstrajektorie 25 sind. Vereinfachend wird hierbei angenommen, dass die Zuordnung der Streckenabschnitte der aktuell befahrenen Trajektorie zu der gemittelten Anfahrtstrajektorie 25 fest ist. Aufgrund der Verschiebung während der Optimierung kann sich dies ändern und kann entsprechend berücksichtigt werden.
Die Startwerte für das Gauß-Newton-Verfahren sind xo, yo und ao. Die Iteration wird mit folgender Matrixgleichung durchgeführt, wobei k den Iterationsschritt angibt: ${\vec{x}}_{k + 1} = {\vec{x}}_{k} - {(D^{T} * D)}^{- 1} * D^{T} * \vec{y}$
mit $D = [\begin{matrix} \frac{\partial f_{1}}{\partial x} & \frac{\partial f}{\partial y} & \frac{\partial f_{1}}{\partial α} \\ \dots & \dots & \dots \\ \frac{\partial f_{N}}{\partial x} & \frac{\partial f_{N}}{\partial y} & \frac{\partial f_{N}}{\partial α} \end{matrix}]$
Die Matrix D (Jacobi-Matrix) ist eine Nx3-Matrix und enthält die Ableitungen der Koordinatentransformation der Koordinaten des Kraftfahrzeugs 1 zu den ortsfesten Koordinaten der Primärspule 2.
Die Iteration wird so lange durchgeführt, bis die Änderung kleiner als eine vorgegebene Konvergenzbedingung ist.
In 8 ist die Genauigkeitssteigerung der Schätzung bei der weiteren Anfahrt zum Ort der Primärspule 2 dargestellt. 8 zeigt die aus mehreren Anfahrten gemittelte Anfahrtstrajektorie 25 mit Fehlerbalken an ausgewählten Orten. In Engstellen im Anfahrtsweg kann der Fehler klein sein, während der Fehler in Kurven groß sein kann, da die Kurven geschnitten werden können. Ferner zeigt 8 den während der aktuellen Anfahrt geschätzten Anfahrtsweg 36. An ausgewählten Orten, die mit Kreuzen gekennzeichnet sind, sind Fehlerellipsen für den geschätzten Anfahrtsweg 36 angegeben.
8 zeigt, dass die ursprüngliche Fehlerellipse beim ersten Funkkontakt mit der Ladestation relativ groß ist. Im Laufe der Fahrt wird die Fehlerellipse kleiner und nimmt in lateraler Richtung, d. h. in y-Richtung, den Fehler der gemittelten Anfahrtstrajektorie 25 an.
Während der Anfahrt zu der Primärspule 2 steuert die Steuereinrichtung 13 die Führungseinrichtung 15 derart an, dass die Führungseinrichtung 15 den Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 mit Hilfe der gemittelten Anfahrtstrajektorie 25 unterstützt.
Beispielsweise kann die Führungseinrichtung 15 optische und/oder akustische und/oder haptische Signale erzeugen, durch welche der Fahrer entlang der gemittelten Anfahrtstrajektorie 25 geführt wird. Alternativ kann die Führungseinrichtung 15 zur automatisierten Führung des Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet sein. Die Führungseinrichtung 15 kann beispielsweise eine Querführung oder eine Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs 1 durchführen.
9 zeigt eine eindimensionale Betrachtung der fortlaufenden Berechnung der Schätzposition während der Anfahrt zu der Primärspule 2. In 9 ist die gemittelte Anfahrtstrajektorie 25 in x-Richtung dargestellt, d. h. der angenommene optimale Fahrweg für die Anfahrt zu der Primärspule 2. Die Graphen 40 und 41 stellen die maximale angenommene negative Abweichung y_min bzw. die maximale angenommene positive Abweichung y_max in y-Richtung dar, die aus vergangenen Anfahrten berechnet wurden. Die y-Richtung verläuft senkrecht zur x-Richtung. Der Pfeil 42 kennzeichnet beispielhaft eine Engstelle im Anfahrtsweg mit geringen maximalen Abweichungen y_min und y_max . Die mit den Pfeilen 43 gekennzeichneten Stellen zeigen beispielhaft, dass sich die Fehlerabweichung auch nach Engstellen mit Fahrzeug-Odometrie begrenzt halten lässt. Durch Messfehler ε der Odometrie-Sensoren kann sich der Fehlerbereich in dem weiteren Fahrweg geringfügig aufweiten.
Die gefahrene Trajektorie lässt sich mittels des folgenden Algorithmus abschätzen, wobei i = 1,..., n+1 gilt und n der Index der Zielposition ist: $y_{a k t min i + 1} = M I N (y_{min i + 1}, y_{a k t min i} - ε_{i} + δ y_{i + 1})$
$y_{a k t max i + 1} = M A X (y_{max i + 1}, y_{a k t max i} + ε_{i} + δ y_{i + 1})$
$y_{a k t i + 1} = (y_{a k t min i + 1} + y_{a k t max i + 1}) / 2$
In den vorstehenden Gleichungen gibt y_{akt i} die Abweichung bei der aktuellen Anfahrt in y-Richtung, y_{akt min i} die maximale negative Abweichung bei der aktuellen Anfahrt in y-Richtung und y_{akt max i} die maximale positive Abweichung bei der aktuellen Anfahrt in y-Richtung an. y_{min i} und y_{max i} stehen für die maximale angenommene negative Abweichung bzw. die maximale angenommene positive Abweichung, die aus vergangenen Anfahrten berechnet wurden. δy_i ist der Gradient des Fahrwegs in y-Richtung.
Zur Schätzung der Abweichung vom wahrscheinlichsten Fahrweg können weitere Berechnungsmethoden verwendet werden, die dem Fahrverhalten optimal angepasst sind.
Der Fehler F in der Zielposition an der Primärspule 2, der über die Ladestation bestimmt werden kann, ergibt sich aus folgender Gleichung: $F = y_{a k t i + 1}$
Damit ergibt sich der finale Schätzwerte y_final der gefahrenen Trajektorie für i = 1,..., n+1: $y_{f i n a l i} = y_{a k t i} - F$
Die Extremwerte y_max und y_min lassen sich ebenfalls für i = 1,..., n+1 bestimmen: $y_{min i} = M I N (y_{min i}, y_{a k t min i})$
$y_{max i} = M A X (y_{max i}, y_{a k t max i})$
Mit jeder Anfahrt können sich die Minimal- und Maximalkurven weiter auseinander entwickeln. Um zu verhindern, dass unwahrscheinliche Extremanfahrten den Algorithmus dauerhaft negativ beeinflussen, können entsprechende Filterfunktionen eingesetzt werden.
Der Algorithmus aus dem eindimensionalen Ausführungsbeispiel kann sinngemäß auf den zweidimensionalen Fall erweitert werden. 10 zeigt die gemittelte Anfahrtstrajektorie 25 und die in lateraler Richtung maximale Abweichung 45 von der gemittelten Anfahrtstrajektorie 25 sowie den während der aktuellen Anfahrt geschätzten Anfahrtsweg 36.
10 zeigt, dass die in 8 gezeigte Fehlerellipse durch Einschränkungen des Anfahrtswegs beschnitten wird. Die fortlaufende Beschneidung der Fehlerellipse schränkt den Toleranzbereich kontinuierlich ein. Wie im eindimensionalen Fall gezeigt kann der Odometrie-Fehler eine Aufweitung des Toleranzbereichs bewirken. Da die Beschneidung in der Praxis kontinuierlich erfolgt, würde die Verkleinerung des Toleranzbereichs in der Praxis schneller erfolgen als in 10 gezeigt. Insbesondere durch Kurven wird die Längstoleranz eingeschränkt.
Sobald das Kraftfahrzeug 1 in einen Nahbereich um die Primärspule 2 eintritt, kann der Fahrer in einem Schritt 106 von der Nahbereichsführungseinrichtung 16 bei der weiteren Anfahrt zu der Primärspule 2 unterstützt werden. Es kann eine gleitende Übergabe von der Führungseinrichtung 15 zu der Nahbereichsführungseinrichtung 16 im Nahbereich erfolgen. Diese gleitende Übergabe ist in 11 durch einen Übergangsbereich 46 dargestellt.
Die Vermessung der Relativposition zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und der Primärspule 2 kann im Nahbereich mittels eines Systems zur Magnetfeldmessungen durchgeführt werden.
Die Führung des Fahrers durch die Nahbereichsführungseinrichtung 16 kann beispielsweise mittels optischer und/oder akustischer und/oder haptischer Signale erfolgen. Alternativ kann die Nahbereichsführungseinrichtung 16 zur automatisierten Führung des Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet sein. Die Nahbereichsführungseinrichtung 16 kann beispielsweise eine Querführung oder eine Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs 1 durchführen.
Nach dem Erreichen der Zielposition an der Primärspule 2 bestimmt die Steuereinrichtung 13 in einem Schritt 107 den Fehler an der Zielposition. Die Messungenauigkeit der lokalen Vermessung im Nahbereich um die Primärspule 2 ist sehr klein und beträgt ungefähr 1 cm. Mit dem Wissen der genauen Zielposition bestimmt die Steuereinrichtung 13 endgültig die gesamte aktuell gefahrene Trajektorie. Ferner wird die aktuell gefahrene Trajektorie dazu verwendet, um die gemittelte Anfahrtstrajektorie zu aktualisieren. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass einzelne Wegabschnitte analog einem Tiefpassfilter mit jeder Anfahrt aktualisiert werden. In demselben Rechenschritt werden für jeden Wegabschnitt die Toleranzbereiche berechnet. Ein Wegabschnitt sollte kurz genug sein, um durch eine stückweise lineare Approximation die kontinuierliche Kurve hinreichend genau darstellen zu können.
Weiterhin kann die Steuereinrichtung 13 die gemittelte Anfahrtstrajektorie mit den zugehörigen Toleranzwerten mit Hilfe der Sende- und Empfangseinrichtung 17 des Kraftfahrzeugs 1 per Funk an einen entfernten Server übermitteln. In dem Server kann eine Liste mit mehreren Ladestationen A bis Z und zugehörigen gemittelten Anfahrtstrajektorien A bis Z abgelegt sein, die an den Server vom Kraftfahrzeug 1 sowie anderen Kraftfahrzeugen übermittelt worden sind.
Ferner ist es auch denkbar, dass das Kraftfahrzeug 1 erstmals eine Ladestation anfährt und beim ersten Funkkontakt mit der Sendeeinrichtung der Ladestation die Ladestation identifiziert. Daraufhin kann das Kraftfahrzeug 1 von dem Server die entsprechende Anfahrtstrajektorie per Funkübertragung beziehen und mit Hilfe dieser Anfahrtstrajektorie die Ladestation anfahren. Nach dem Erreichen der Zielposition kann von dem Kraftfahrzeug 1 der gefahrene Weg an den Server übertragen werden.
In den 12A bis 12C sind Anfahrtsalternativen bei der Anfahrt einer Ladestation gezeigt.
12A zeigt die in 4 dargestellte Ladestation mit der Primärspule 2 sowie das dazugehörige Straßennetz. In 12A ist neben dem Anfahrtsweg 20 noch ein Anfahrtsweg 50 gekennzeichnet, der aus einer anderen Richtung zu der Ladestation führt. Beim ersten Funkkontakt mit der Sendeeinrichtung der Ladestation kann die Steuereinrichtung 13 die Anfahrtsalternativen prüfen und diejenige Anfahrt mit den besten Eigenschaften auswählen.
In 12B müssen auf dem Weg zur Ladestation 2 Parkplätze 51 umfahren werden. Hierzu existieren zwei Anfahrtswege 52, 53. Die Steuereinrichtung 13 berechnet während der Anfahrt parallel die Anfahrtsalternativen und verwendet die beste Anfahrtsalternative als aktuelle Relativposition.
In 12C sind mehrere Ladestationen auf nebeneinander liegenden Parkplätzen angeordnet. Die Primärspulen 2 benachbarter Ladestationen haben einen Abstand von mindestens 2,5 m. Der Anfahrtsweg 54 trennt sich kurz vor den Ladestationen auf. In den Daten der abgespeicherten gemittelten Anfahrtstrajektorie ist dies berücksichtigt. Wie in 12B wird diejenige Anfahrtsalternative verwendet, die von der Steuereinrichtung 1 als bestmögliche Anfahrtsalternative identifiziert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013015348 A1 [0006]
DE 102013223417 A1 [0007]
DE 102013107517 A1 [0008]

Claims

Fahrassistenzsystem (10) für ein Kraftfahrzeug (1) zum Anfahren eines Parkplatzes (3), der insbesondere eine Ladestation zum Aufladen einer Batterie des Kraftfahrzeugs (1) aufweist, umfassend: - eine Sensoreinrichtung (11) zur Erzeugung von Sensordaten über den Fahrweg des Kraftfahrzeugs (1), - eine Steuereinrichtung (13), die derart ausgebildet ist, dass die Steuereinrichtung (13) Sensordaten über einen Anfahrtsweg des Kraftfahrzeugs (1) zu dem Parkplatz (3) von der Sensoreinrichtung (11) erhält und aus den Sensordaten von mehreren Anfahrten zu dem Parkplatz (3) eine gemittelte Anfahrtstrajektorie (25) berechnet, und - eine Führungseinrichtung (15), die derart ausgebildet ist, dass die Führungseinrichtung (15) die gemittelte Anfahrtstrajektorie (25) von der Steuereinrichtung (13) erhält und einen Fahrer des Kraftfahrzeugs (1) bei einer erneuten Anfahrt des Parkplatzes (3) mit Hilfe der gemittelten Anfahrtstrajektorie (25) unterstützt.
Fahrassistenzsystem (10) nach Anspruch 1, wobei die Sensoreinrichtung (11) mindestens einen Odometrie-Sensor aufweist.
Fahrassistenzsystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Führungseinrichtung (15) zur automatisierten Führung des Kraftfahrzeugs (1) entlang der gemittelten Anfahrtstrajektorie (25) bei der erneuten Anfahrt des Parkplatzes (3) ausgebildet ist.
Fahrassistenzsystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Führungseinrichtung (15) derart ausgebildet ist, dass die Führungseinrichtung (15) optische und/oder akustische und/oder haptische Signale erzeugt, um den Fahrer entlang der gemittelten Anfahrtstrajektorie (25) bei der erneuten Anfahrt des Parkplatzes (3) zu führen.
Fahrassistenzsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Triggereinrichtung (14), welche derart ausgebildet ist, dass die Triggereinrichtung (14) der Steuereinrichtung (13) durch ein Triggersignal anzeigt, dass das Kraftfahrzeug (1) sich dem Parkplatz (3) bis zu einer vorgegebenen Entfernung genähert hat.
Fahrassistenzsystem (10) nach Anspruch 5, umfassend einen Speicher (12), wobei die Sensoreinrichtung (11) derart ausgebildet ist, dass die Sensoreinrichtung (11) während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs (1) Sensordaten über den Fahrweg des Kraftfahrzeugs (1) kontinuierlich in dem Speicher (12) ablegt.
Fahrassistenzsystem (10) nach Anspruch 6, wobei die Steuereinrichtung (13) derart ausgebildet ist, dass die Steuereinrichtung (13) bei Erhalt des Triggersignals von der Triggereinrichtung (14) die in dem Speicher (12) zuletzt abgelegten Sensordaten über den Fahrweg des Kraftfahrzeugs (1) mit der gemittelten Anfahrtstrajektorie (25) vergleicht und daraus die Position des Parkplatzes (1) und insbesondere die Position der Ladestation abschätzt.
Fahrassistenzsystem (10) nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung (13) derart ausgebildet ist, dass die Steuereinrichtung (13) nach der anfänglichen Schätzung der Position des Parkplatzes (3) und insbesondere der Position der Ladestation nach Erhalt des Triggersignals im weiteren Verlauf der Anfahrt zu dem Parkplatz (3) den Fahrweg des Kraftfahrzeugs (1) der gemittelten Anfahrtstrajektorie (25) annähert.
Fahrassistenzsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (13) derart ausgebildet ist, dass die Steuereinrichtung (13) den Anfahrtsweg zu dem Parkplatz (3) in mehrere Segmente (26) unterteilt und aus der Variation der mehreren Anfahrten zu dem Parkplatz (3) für jedes der Segmente (26) die statistische Abweichung bestimmt.
Fahrassistenzsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (13) derart ausgebildet ist, dass die Steuereinrichtung (13) aus mehreren gemittelten Anfahrtstrajektorien anhand der von der Sensoreinrichtung (11) erhaltenen Sensordaten über den aktuell gefahrenen Anfahrtsweg des Kraftfahrzeugs (1) zu dem Parkplatz (3) diejenige gemittelte Anfahrtstrajektorie auswählt, die am meisten mit dem aktuell gefahrenen Anfahrtsweg übereinstimmt.
Fahrassistenzsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Nahbereichsführungseinrichtung (16), die derart ausgebildet ist, dass die Nahbereichsführungseinrichtung (16) den Fahrer bei einer Anfahrt zu der Ladestation im Nahbereich um die Ladestation unterstützt, wobei die Führungseinrichtung (15) und die Nahbereichsführungseinrichtung (16) derart ausgebildet sind, dass bei einer Anfahrt zu dem Parkplatz (3) eine gleitende Übergabe von der Führungseinrichtung (15) zu der Nahbereichsführungseinrichtung (16) erfolgt.
Fahrassistenzsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Sende- und Empfangseinrichtung (17) zum Senden der gemittelten Anfahrtstrajektorie (25) über Funk an einen Server und/oder zum Empfangen einer gemittelten Anfahrtstrajektorie (25) über Funk von dem Server, wobei die Führungseinrichtung (15) insbesondere derart ausgebildet ist, dass die Führungseinrichtung (15) den Fahrer bei einer Anfahrt zu einem Parkplatz (3) mit Hilfe der von dem Server über Funk erhaltenen gemittelten Anfahrtstrajektorie (25) unterstützt.
Kraftfahrzeug (1) mit einem Fahrassistenzsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Anfahren eines Parkplatzes (3) mittels eines Kraftfahrzeugs (1), wobei der Parkplatz (3) insbesondere eine Ladestation zum Aufladen einer Batterie des Kraftfahrzeugs (1) aufweist und wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Aufnehmen von Sensordaten über den Fahrweg des Kraftfahrzeugs (1); - Berechnen einer gemittelten Anfahrtstrajektorie (25) zu dem Parkplatz (3) aus den Sensordaten von mehreren Anfahrten zu dem Parkplatz (3); und - Unterstützen eines Fahrers des Kraftfahrzeugs (1) bei einer erneuten Anfahrt des Parkplatzes (3) mit Hilfe der gemittelten Anfahrtstrajektorie (25).