DE102018108100A1

DE102018108100A1 - Fahrzeugarchitekturen, -vorrichtungen und -steuerungsalgorithmen zum verwalten der kabellosen ladung eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE102018108100A1
Application number: DE102018108100.6A
Authority: DE
Inventors: Brandon R. Jones; Ryan M. ASHBY; Andrew J. Namou
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-04-11
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2018-10-11
Also published as: CN108688487A; US10245966B2; US20180290551A1; CN108688487B

Abstract

Offenbart werden Regelalgorithmen und Systemarchitekturen zum Verwalten der drahtlosen Fahrzeugladung, einschließlich Fahrzeuge mit wiederaufladbaren Batterie-Packs, drahtlose Ladefähigkeiten und Steuerlogik zum Steuern einer derartigen Aufladung. Ein Verfahren zum Verwalten des Ladens einer elektrischen Speichereinheit eines Kraftfahrzeugs an einer drahtlosen Fahrzeugladestation ist offenbart. Das Verfahren beinhaltet: das Empfangen eines Sensorsignals, welches das Erkennen eines Hindernisses in einer vorbestimmten Nähe der Fahrzeugladestation anzeigt; das Ermitteln, ob das erkannte Hindernis lebendig oder leblos ist; das Einleiten einer ersten Abhilfemaßnahmenstrategie über eine Fahrzeugsteuerung, die auf das erkannte Hindernis als lebendes Objekt reagiert und das Fahrzeug anweist, einen visuellen oder akustischen Hinweis zum Fortbewegen des lebenden Objekts zu erzeugen; und das Einleiten einer zweiten Abhilfemaßnahmenstrategie über die Fahrzeugsteuerung, in Reaktion auf das erkannte Hindernis als lebloses Objekt, die das Kraftfahrzeug anweist, sich zu bewegen und dadurch den Kontakt mit dem Objekt zu vermeiden.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen elektrische Ladesysteme zum Aufladen von Kraftfahrzeugen. Insbesondere betreffen Aspekte dieser Offenbarung Elektrofahrzeuge mit einem wiederaufladbaren Batterie-Pack und einer drahtlosen Ladefähigkeit.
Die derzeitigen Kraftfahrzeuge, wie das moderne Automobil, sind ursprünglich mit einem Antriebsstrang ausgestattet, der das Fahrzeug antreibt und die Bordfahrzeugelektronik versorgt. Der Antriebsstrang, der einen Antrieb einschließt und zum Teil fälschlich als solcher bezeichnet wird, umfasst im Allgemeinen eine Antriebsmaschine, die durch eine mehrstufige Energieübertragung die Antriebskraft zum Fahrzeug-Endantriebssystem (z. B. Differential, Achsen und Straßenräder) liefert. Automobile wurden herkömmlich mit einem Verbrennungsmotor (ICE - Internal Combustion Engine) nach Hubkolbenbauart angetrieben, aufgrund dessen leichter Verfügbarkeit und relativ preiswerter Kosten, geringem Gewicht und dessen Gesamtwirkungsgrad. Solche Motoren beinhalten als nicht einschränkende Beispiele Zwei- oder Viertakt-kompressionsgezündete Dieselmotoren, Viertakt-Ottobenzinmotoren, Sechstakt-Motoren und Drehkolbenmotoren. Hybrid- und Elektrofahrzeuge nutzen andererseits alternative Energiequellen, wie Elektromotorgeneratoren, um das Fahrzeug anzutreiben und mindern die Abhängigkeit des Motors von der Energie und erhöhen somit die gesamten Kraftstoffeinsparungen.
Hybridfahrzeuge nutzen verschiedene Antriebsquellen, wie beispielsweise eine ICE-Anordnung in Verbindung mit einem batterie- oder brennstoffzellenbetriebenen Elektromotor zum Antreiben des Fahrzeugs. Ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) speichert zum Beispiel sowohl elektrische Energie als auch chemische Energie und wandelt diese in mechanische Leistung um, um das Fahrzeug anzutreiben und die verschiedenen Fahrzeugsysteme zu versorgen. Das HEV sind im Allgemeinen mit einer oder mehreren elektrischen Maschinen (E-Maschine) ausgestattet, wie Elektromotoren/Generatoren, die einzeln oder zusammen mit einem Verbrennungsmotor betrieben werden, um das Fahrzeug anzutreiben. Einige HEV-Antriebsstränge nutzen einen Brennstoffzellenstapel zur Stromversorgung der elektrischen Fahrmotoren. Da Hybridfahrzeuge konstruiert sind, um ihre Leistung von anderen Quellen als dem Motor ableiten zu können, können die Motoren in HEVs ganz oder teilweise abgeschaltet werden, während das Fahrzeug durch die alternative Leistungsquelle(n) angetrieben wird.
Ein vollelektrisches Fahrzeug (FEV) - umgangssprachlich als „rein elektrisches“ Fahrzeug bekannt - ist eine alternative Art von Elektroantriebsfahrzeugkonfiguration, die den Verbrennungsmotor und die zugehörigen peripheren Komponenten vollständig aus dem Antriebsstrangsystem eliminiert und sich für den Fahrzeugantrieb ausschließlich auf elektrische Traktionsmotoren stützt. Batterieelektrische Fahrzeuge (BEV) verwenden beispielsweise Energie, die in einem aufladbaren fahrzeugeigenen Batterie-Pack statt in einem Kraftstofftank, einer Brennstoffzelle oder einem Schwungrad gespeichert ist, um diese Elektromotoren anzutreiben. Das Elektrofahrzeug verwendet ein elektrisches Energieverteilungssystem zum Übertragen von elektrischer Energie zwischen dem fahrzeugeigenen Batterie-Pack und einem oder mehreren Elektromotoren über eine Motorsteuerung. Plug-in-Elektrofahrzeug-(PEV)-Variationen ermöglichen das Wiederaufladen des Batterie-Packs von einer externen Stromquelle, beispielsweise einem öffentlichen Stromnetz über eine private oder kommerzielle Ladestation
Da Elektrofahrzeuge immer mehr an Popularität und Beliebtheit gewinnen, wird die Infrastruktur entwickelt und eingesetzt, um den täglichen Gebrauch dieser Fahrzeuge möglich und komfortabel zu machen. Elektrofahrzeug-Ladestationen (EVSE) gibt es in vielen Formen, einschließlich Elektrofahrzeug-Ladestationen (EVCS), die sich im Besitz eines Fahrzeughalters befinden und von diesem betrieben werden (z. B. in der Garage des Besitzers), öffentlich zugängliche EV-Ladestationen, die von öffentlichen Versorgungsunternehmen oder privaten Einzelhändlern (z. B. an Tankstellen oder öffentlichen Ladestationen) eingesetzt werden, und anspruchsvollere Hochspannungs-Hochstrom-Ladestationen, die von Automobilhändlern und Tankstellen verwendet werden. Plug-in-Elektrofahrzeuge, die ursprünglich mit einem bordeigenen Traktionsbatteriepack ausgestattet waren, können beispielsweise durch den physischen Anschluss eines Ladekabels des EVCS an einen zusätzlichen Ladeanschluss des Fahrzeugs geladen werden. Drahtlose elektrische Ladesysteme wurden auch für das Laden und Aufladen von Elektrofahrzeugen ohne die Notwendigkeit derartiger Kabel und Kabelanschlüsse entwickelt. Viele dieser drahtlosen Ladesysteme verwenden elektromagnetische Feld-(EMF)-Induktionstechniken, um eine elektromagnetische Kopplung zwischen einer Ladeschale oder einer Plattform außerhalb des Fahrzeugs und einer kompatiblen Empfängerkomponente innerhalb des Fahrzeugs herzustellen. Dieses Empfängerelement ist elektrisch mit dem wiederaufladbaren Batterie-Pack verbunden, um Strom zu übertragen, der durch die externe Ladeschale/Plattform induziert wird.
KURZDARSTELLUNG
Hierin offenbart sind Fahrzeugsteuerungsalgorithmen und Systemarchitekturen zum Verwalten der drahtlosen Fahrzeugaufladung, Verfahren zur Implementierung derartiger Algorithmen und Verfahren zum Betreiben derartiger Architekturen sowie Elektrofahrzeuge mit integrierten wiederaufladbaren Batterie-Packs, drahtlose Auflademöglichkeiten und Steuerlogik zum Steuern dieser Aufladung bei Auftreten von unvorhersehbaren Hindernissen. Als Beispiel und nicht als Einschränkung sei hier eine elektrische Fahrzeugkommunikationssteuerung (EVCC) vorgestellt, die mit Abhilfestrategien für Fahrzeuge, die mit einem drahtlosen induktiven Ladesystem ausgestattet sind, programmiert ist. Wenn ein Fahrzeug aktiv mit einer drahtlosen elektrischen Fahrzeugversorgungseinrichtung (Wireless Electric Vehicle Supply Equipment, WEVSE) aufgeladen wird, überwacht das drahtlose System des Fahrzeugs die Stromqualität, wie beispielsweise Fehlausrichtung, Eindringen von lebenden und nicht lebenden Objekten (hierin auch als „Hindernisse“ bezeichnet) und fehlerhafte Netzspannung. Die Überprüfung kann kontinuierlich vor, während und/oder unmittelbar nach dem aktiven Laden sowie bei einer Neuinitialisierung während einer verzögerten Ladung durchgeführt werden, da sich die Umstände geändert haben können. Wenn sich die Bedingungen geändert haben, kann die EVCC jedes erfasste bewegliche Objekt oder stationäre Hindernis durch optische und/oder akustische Signale beheben. Wenn das EV über autonome Fähigkeiten verfügt, kann eine Sanierungsstrategie zur Neupositionierung oder Verlagerung des Fahrzeugs angewendet werden. Falls zutreffend, kann ein Fahrer oder Insasse benachrichtigt und optional mit Optionen zum Beenden des Ladevorgangs, Abweichen und Fortsetzen des Ladevorgangs, Beenden des Ladevorgangs, Ändern von Abhilfemaßnahmen usw. versehen werden.
In Reaktion auf das Erfassen eines lebenden Hindernisses kann die EVCC eine akustische Meldung von einer oder mehreren Fahrzeugkomponenten aufrufen, die zur Beseitigung des Hindernisses Geräusche erzeugen. Dies kann eine einzelne Quelle oder eine Kombinationsquelle sein, einschließlich eines der folgenden Beispiele: Fußgängerfreundliche Alarmfunktion (PFAF); akustische Fahrzeughupe; Einsatz von Fahrzeugtelematik oder Stereokomponenten; Start- oder Drehzahlmotor; Einsatz von Lüftern und Pumpen (z. B. HVAC, Batteriekühlmittel, elektronische Kühlmittelschleife usw.). In Reaktion auf das Erfassen einer nicht lebenden Fremdbehinderung kann die EVCC einen visuellen Hinweis durch blinkende Scheinwerfer und Zusatzscheinwerfer auslösen. In Reaktion auf die fortgesetzte Erkennung eines lebenden oder nicht lebenden Hindernisses, bei dem das Fahrzeug nach einem ersten Versuch nicht in der Lage war, die Situation zu beheben, kann das Fahrzeug eine Wiederholungsstrategie anwenden. Optional kann die EVCC den Fahrer oder einen Insassen, z. B. über eine Fernanwendung, eine Push-Benachrichtigung für mobile Geräte usw. zur Genehmigung von Abhilfemaßnahmen, einer Wiederholungsstrategie und der Eingabe neuer Ladepräferenzen auffordern. Wenn das Fahrzeug über autonome Fähigkeiten verfügt, kann das Erfassen eines lebenden Hindernisses eine Abhilfemaßnahme zur Neupositionierung oder anderweitigen Bewegung des Fahrzeugs auslösen, um einen Kontakt oder ein Erschrecken des lebenden Objekts zu vermeiden. Bei voll- und teilautonomen Fahrzeugen kann das Erfassen eines Fremdobjekts eine Strategie zur Abhilfe auslösen, welche die Flächenladeinfrastruktur abfragt und das Fahrzeug automatisch an eine andere verfügbare Ladestation verlagert.
Begleitende Vorteile für zumindest einige der offenbarten Konzepte sind die Möglichkeit, automatisierte und vom Betreiber eingeleitete Fahrzeugreaktionen zu ermöglichen, um das unerwünschte Eindringen von nicht lebenden und lebenden Fremdhindernissen an jeder beliebigen Stelle während des drahtlosen Fahrzeugladevorgangs zu beheben. Offenbarte Systeme, Verfahren und Vorrichtungen ermöglichen automatische Abhilfemaßnahmen des Fahrzeugs zum Beheben von Hindernissen, z. B. wenn ein Fahrer oder Beifahrer nicht anwesend ist oder nicht reagiert. Weitere begleitende Vorteile können darin bestehen, dass ein Fahrer oder Beifahrer sich proaktiv mit Problemen der Interoperabilität bei der Gebührenerhebung befassen oder diese auf andere Weise lösen kann. Offenbarte Konzepte ermöglichen das drahtlose Laden von Elektrofahrzeugen bei Vorhandensein eines lebenden oder nicht lebenden Hindernisses.
Aspekte der vorliegenden Offenbarung richten sich auf die Steuerlogik und computerausführbare Algorithmen zum Beheben des Eindringens von Fremdhindernissen - lebenden oder nicht lebenden - während des drahtlosen Ladens von Kraftfahrzeugen. Offenbart wird beispielsweise ein Verfahren zum Verwalten der Ladung eines elektrischen Speichers, wie beispielsweise eines wiederaufladbaren Traktions-Batterie-Packs eines Kraftfahrzeugs an einer drahtlosen Fahrzeugladestation. Dieses Verfahren beinhaltet, in beliebiger Reihenfolge und in beliebiger Kombination mit einer der offenbarten Merkmale und Optionen: das Empfangen eines Signals über eine Fahrzeugsteuerung von einem Sensor, welches das Erfassen eines Hindernisses in einer vorbestimmten Nähe der drahtlosen Fahrzeugladestation anzeigt; das Ermitteln über die Fahrzeugsteuerung, ob das erfasste Hindernis ein lebendes Objekt (z. B. ein wildes Tier) oder ein lebloses Objekt (z. B. ein anderes Fahrzeug) ist; das Einleiten einer ersten Strategie für Abhilfemaßnahmen über die Fahrzeugsteuerung in Reaktion auf das Erkennen eines lebenden Objekts, einschließlich der Anweisung an das Kraftfahrzeug, einen visuellen oder akustischen Hinweis zum Vertreiben des lebenden Objekts zu erzeugen; und das Einleiten einer zweiten Abhilfemaßnahmenstrategie über die Fahrzeugsteuerung in Reaktion auf das Erkennen eines leblosen Objekts, einschließlich der Anweisung, das Fahrzeug neu zu positionieren und dadurch den Kontakt mit dem Objekt zu vermeiden.
Weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung richten sich an Kraftfahrzeuge, die mit einem oder mehreren wiederaufladbaren Batterie-Packs, drahtlosen Ladefünktionen, wie einem induktiven Ladesystem im Fahrzeug und einer Steuerlogik zum Steuern einer derartigen drahtlosen Aufladung, ausgestattet sind. Ein „Kraftfahrzeug“, wie hierin verwendet, kann sich auf jede relevante Fahrzeugplattform, wie z. B. Personenkraftwagen (Verbrennungsmotoren, Hybrid-, Elektro-, Brennstoffzellenantrieben, vollständig oder teilweise autonom usw.), Transportfahrzeuge, Industriefahrzeuge, Raupenfahrzeuge, Geländefahrzeuge (ATV), landwirtschaftliche Geräte, Boote, Flugzeuge, Züge usw. In einem Beispiel wird ein Kraftfahrzeug vorgestellt, das eine Fahrzeugkarosserie, eine an der Fahrzeugkarosserie angebrachte Traktionsbatterie und eine drahtlose Ladeempfängerkomponente, die elektrisch mit der Traktionsbatterie gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie mit einer Ladeschale oder einer Plattform einer drahtlosen Fahrzeugladestation funktionsfähig gekoppelt ist, beinhaltet.
Das Kraftfahrzeug beinhaltet auch eine Fahrzeugsteuerung, die an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist und mit einem oder mehreren vorhandenen/entfernten Abtastvorrichtungen kommunikativ gekoppelt ist. Diese Fahrzeugsteuerung ist zum Empfangen eines Sensorsignals programmiert, das ein Hindernis in einer vorbestimmten Nähe der drahtlosen Fahrzeugladestation anzeigt und bestimmt, ob das erkannte Hindernis ein lebendes oder nicht lebendes Objekt ist. In Reaktion auf das Ermitteln, dass es sich bei dem erkannten Hindernis um ein lebendes Objekt handelt, leitet die Steuerung eine erste Abhilfemaßnahmenstrategie ein, die das Kraftfahrzeug anweist, einen visuellen oder akustischen Hinweis zum Vertreiben des lebenden Objekts zu erzeugen. Wird jedoch festgestellt, dass es sich bei dem erkannten Hindernis um ein lebloses Objekt handelt, leitet die Steuerung eine zweite Abhilfemaßnahmenstrategie ein, die das Fahrzeug anweist, sich neu zu positionieren und dadurch den Kontakt mit dem leblosen Objekt zu vermeiden.
Zusätzliche Aspekte der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf nicht-flüchtige, computerlesbare Medien, in denen Anweisungen zur Ausführung durch mindestens einen oder mehrere Prozessoren von mindestens einem oder mehreren elektronischen Steuereinheiten im Fahrzeug. Diese Anweisungen veranlassen das/die ECU(s), verschiedene Schritte auszuführen, einschließlich der Folgenden: das Empfangen eines Signals von einem Sensor, welches das Erkennen eines Hindernisses in einer vorbestimmten Nähe der drahtlosen Fahrzeugladestation anzeigt; das Ermitteln, ob das erkannte Hindernis ein lebendes Objekt oder ein lebloses Objekt ist; das Einleiten einer ersten Abhilfemaßnahmenstrategie in Reaktion auf das Feststellen, ob das erkannte Hindernis ein lebendes Objekt ist, einschließlich der Anweisung an das Kraftfahrzeug, einen visuellen oder akustischen Hinweis zu erzeugen, der zum Vertreiben des lebenden Objekts konfiguriert ist; und in Reaktion auf ein Ermitteln, dass es sich bei dem erkannten Hindernis um ein lebloses Objekt handelt, das Einleiten einer zweiten Abhilfemaßnahmenstrategie, welche die Anweisung beinhaltet, das Kraftfahrzeug umzupositionieren, sodass das Kraftfahrzeug den Kontakt mit dem leblosen Objekt vermeidet.
Die vorstehende Kurzdarstellung soll nicht jede Ausführungsform oder jeden Aspekt der vorliegenden Offenbarung repräsentieren. Vielmehr veranschaulicht die vorstehende Kurzdarstellung lediglich einige der neuartigen Aspekte und Merkmale, wie hierin dargelegt. Die vorstehend aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen und der repräsentativen Arten zum Ausführen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen leicht ersichtlich. Darüber hinaus beinhaltet die vorliegende Offenbarung ausdrücklich alle Kombinationen und Teilkombinationen der vorangehenden Elemente und Merkmale, die oben und im Folgenden dargestellt sind.
Figurenliste

1 ist eine schematische Seitenansicht eines repräsentativen Kraftfahrzeugs, das mit einer repräsentativen drahtlosen Fahrzeugladestation gemäß den Aspekten der vorliegenden Veröffentlichung funktionsfähig gekoppelt ist.
2 ist ein Flussdiagramm für ein Objektintrusionsprotokoll zum drahtlosen Aufladen von Elektrofahrzeugen, das den Anweisungen entsprechen kann, die von einer integrierten Steuerlogikschaltung, einer programmierbaren elektronischen Steuerungseinheit oder einer anderen computergestützten Vorrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß den Aspekten der offenbarten Konzepte ausgeführt werden.
3 ist ein Flussdiagramm für ein Abhilfemaßnahmenprotokoll für ein lebendes Fremdobjekt, das den Anweisungen entsprechen kann, die von einer integrierten Steuerlogikschaltung, einer programmierbaren elektronischen Steuerungseinheit oder einer anderen computergestützten Vorrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß den Aspekten der offenbarten Konzepte ausgeführt werden.
4 ist ein Flussdiagramm für ein Abhilfemaßnahmenprotokoll für ein nicht-lebendes Fremdobjekt, das den Anweisungen entsprechen kann, die von einer integrierten Steuerlogikschaltung, einer programmierbaren elektronischen Steuerungseinheit oder einer anderen computergestützten Vorrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß den Aspekten der offenbarten Konzepte ausgeführt werden.

Für die vorliegende Offenbarung können verschiedene Modifikationen und alternative Formen zur Anwendung kommen und einige exemplarische Ausführungsformen werden hierin anhand der Zeichnungen in Form von Detailbeispielen dargestellt. Es versteht sich allerdings, dass die neuartigen Aspekte dieser Offenbarung nicht auf die in den hinzugefügten Zeichnungen dargestellten besonderen Formen beschränkt sind. Vielmehr umfasst diese Offenbarung alle Modifikationen, Entsprechungen, Kombinationen, Teilkombinationen Permutationen, Gruppierungen und Alternativen, die dem Erfindungsgedanken und dem Umfang der Offenbarung entsprechen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung eignet sich für eine Vielzahl von Ausführungsformen. Diese sind in den Zeichnungen dargestellt und hierin in detaillierten exemplarischen Ausführungsformen der Offenbarung beschrieben, mit der Erkenntnis, dass die vorliegende Offenbarung als eine Veranschaulichung der Prinzipien der Offenbarung zu betrachten ist, und nicht als eine Einschränkung der breiten Aspekte der Offenbarung bezüglich der dargestellten Ausführungsformen. Entsprechend sollten Elemente und Einschränkungen, die beispielsweise in den Abschnitten der Kurzdarstellung, der Zusammenfassung und der ausführlichen Beschreibung offenbart, aber nicht explizit in den Patentansprüchen aufgeführt sind, nicht per Schlussfolgerung, Rückschluss oder anderweitig einzeln oder insgesamt in die Patentansprüche integriert werden. Zu Zwecken der vorliegenden ausführlichen Beschreibung, soweit nicht ausdrücklich dementiert: beinhaltet die Singularform die Pluralform und umgekehrt; die Wörter „und“ und „oder“ sind beide verbindend und trennend; das Wort „alle“ bedeutet „alle und jegliche“; das Wort „jegliche“ bedeutet „alle und jegliche“; und die Wörter „einschließlich“ und „umfassend“ und „mit“ bedeuten „einschließlich ohne Einschränkung“. Darüber hinaus können beispielsweise Wörter für Annäherungen, wie „etwa“, „fast“, „wesentlich“, „ungefähr“ und dergleichen, hierin im Sinne von „bei, nahe oder nahezu“, oder „innerhalb 3-5 % von“ oder „innerhalb akzeptabler Herstellungstoleranzen“ oder jegliche logische Kombination davon verwendet werden.
Aspekte der vorliegenden Offenbarung richten sich an eine elektrische Fahrzeugkommunikationssteuerung (EVCC), die programmiert ist, um Abhilfemaßnahmen für Fahrzeuge durchzuführen, die mit einem drahtlosen (induktiven) Onboard-Ladesystem ausgestattet sind. Wenn ein Fahrzeug aktiv mit einer drahtlosen elektrischen FahrzeugVersorgungseinrichtung (WEVSE) geladen wird, überwacht das drahtlose System (kontinuierlich, sporadisch, systematisch, auf Abruf usw.) die Qualität der drahtlosen Stromversorgung, wie beispielsweise Ausrichtung, Eindringen von Fremdobjekten (lebende und nicht lebende), fehlerhafte Netzstromversorgung usw. In einigen Fällen muss diese Überprüfung während des aktiven Ladevorgangs sowie bei der Neuinitialisierung einer verzögerten Ladung durchgeführt werden, da sich die Umstände geändert haben können. Im Falle einer Beeinträchtigung der Bedingungen versucht die EVCC, jedes erkannte lebende Hindernis (z.B. ein streunendes oder wildes Tier, ein abgelenkter Fußgänger, ein anderer Fahrer usw.) durch automatische optische und/oder akustische Signale zu beseitigen, die das Hindernis in Bewegung setzen sollen. Wenn das Fahrzeug über autonome Fähigkeiten verfügt, kann eine Abhilfemaßnahmenstrategie die Verlagerung des Fahrzeugs beinhalten, um einen unbeabsichtigten Kontakt mit einem lebenden oder nicht lebenden Fremdobjekt zu vermeiden. Zu den optionalen Funktionen zählen das Ausgeben einer Benachrichtigung an einen Fahrer oder Insassen mit Hinweis auf das Hindernis und Optionen, z. B. um mit den empfohlenen/vorgeschlagenen Abhilfemaßnahmen fortzufahren, einen oder mehrere Systemparameter einzustellen, auszuweichen und fortzufahren, den Ladevorgang aufzuschieben oder den Ladevorgang zu beenden.
Beim Erkennen des Eindringens eines lebenden Objekts kann die EVCC ein Verfahren zur Abschreckung durchführen und dann mit dem Laden beginnen, sobald das lebende Objekt nicht mehr wahrgenommen wird. So kann beispielsweise die EVCC automatisch auf das Eindringen eines lebenden Objekts mit einer akustischen und/oder optischen Aufforderung von ursprünglich ausgestatteten Fahrzeugkomponenten reagieren, die Licht und Ton erzeugen. Dies kann eine einzelne Quelle oder eine Kombination von Quellen sein, wie zum Beispiel: Ertönen eines fußgängerfreundlichen Signalhorns (PFAF); Cue-Ausgabe von einer Radio-/Stereo-Komponente; Starten oder Drehen der Maschine oder des Motors; Starten oder Drehen von Ventilatoren und/oder Pumpen im Fahrzeug, Blinkleuchten usw. In Reaktion auf das fortgesetzte Erkennen eines lebenden oder nicht lebenden Fremdobjekts, welches von der EVCC nicht mit einer vorläufigen Abhilfemaßnahme behoben werden konnte, kann die EVCC einen neuen Versuch mit Abhilfemaßnahmen starten. Die Anzahl der möglichen Wiederholungsversuche kann durch einen voreingestellten Schwellenwert des Systems oder durch einen benutzerdefinierten Parameter begrenzt werden. Auf Wunsch fordert die EVCC den Kunden z.B. über eine fahrzeuginterne Telematikeinheit, eine elektronische Kommunikation oder eine Benachrichtigung über ein mobiles Gerät zur Genehmigung der vorgeschlagenen Abhilfemaßnahmen, Wiederholungsstrategien usw. auf und gibt neue Ladepräferenzen ein. Die offenbarten Funktionen unterstützen beim Minimieren von Problemen im Zusammenhang mit unerwünschtem Eindringen von Objekten vor, während und nach Ladevorgängen. Zu den weiteren Vorteilen zählen die Sicherstellung einer maximalen drahtlosen Leistungsübertragung für betreute und unbeaufsichtigte Fahrzeuge.
Mit Bezug nun auf die Zeichnungen, worin sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Merkmale in den verschiedenen Ansichten beziehen, wird in 1 eine schematische Darstellung eines repräsentativen Automobils, das im Allgemeinen mit 10 bezeichnet wird und hierin zu Zwecken der Erörterung als ein viertüriges, elektrisch angetriebenes (Voll oder Hybrid) dargestellt. In einer Fahrzeugkarosserie 12 des Fahrzeugs 10, z.B. in einem Fahrgastraum, einem Kofferraum oder einem eigenen Batteriefach, ist ein Traktionsbatteriepack 14 verpackt, das mit einem oder mehreren Elektromotorgeneratoren 16 elektrisch gekoppelt ist und welche die Räder 18 drehen und damit das Fahrzeug 10 antreiben. Das dargestellte Automobil 10 - hier auch kurz als „Kraftfahrzeug“ oder „Fahrzeug“ bezeichnet - ist lediglich eine exemplarische Anwendung, mit der die neuartigen Aspekte und Merkmale dieser Offenbarung praktiziert werden können. In diesem Sinne sollte auch die Implementierung der vorliegenden Konzepte für die in 1 dargestellte spezifische elektrische Fahrzeugversorgungseinrichtungs-(EVSE)-Architektur als exemplarische Anwendung der hierin offenbarten Konzepte und Merkmale verstanden werden. Daher ist zu verstehen, dass Aspekte und Merkmale dieser Offenbarung auf andere Arten von EVSE angewandt und für jeden logisch relevanten Kraftfahrzeugtyp implementiert werden können. Darüber hinaus wurden nur ausgewählte Komponenten des Fahrzeugs 10 dargestellt und werden hierin ausführlich beschrieben. Dennoch können die hierin erörterten Kraftfahrzeuge und EVSE-Architekturen zahlreiche zusätzliche und alternative Merkmale und andere allgemein bekannte periphere Komponenten beinhalten, zum Beispiel zum Ausführen der verschiedenen Verfahren und Funktionen dieser Offenbarung. Letztendlich sind die hierin abgebildeten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu und dienen lediglich Anleitungszwecken. Somit gelten die spezifischen und relativen Maße der Zeichnungen nicht als einschränkend.
1 ist eine vereinfachte Darstellung des Elektrofahrzeugs 10, das an eine drahtlose Ladestation 20 angedockt und mit dieser verbunden ist, um eine wiederaufladbare bordeigene Energiequelle, wie beispielsweise eine Hochspannungs-Gleichstrom-Traktionsbatterie 14 mit einer Reihe von Blei-Säure-, Lithium-Ionen- oder anderen wiederaufladbaren Batterien (EVB), aufzuladen. Um diese funktionsfähige Kopplung zu gewährleisten, kann das Fahrzeug 10 eine induktive Ladekomponente 22, z. B. mit integrierter Induktionsspule, beinhalten, die sich im Fahrzeug 10 befindet. Diese induktive Ladekomponente 22 ist kompatibel mit einer drahtlosen Ladeschale oder Plattform 24, z. B. mit einer EMK-Spule, der drahtlosen Ladestation 20. In dem veranschaulichten Beispiel befindet sich die drahtlose Ladeschale/Plattform 24 im Erdboden oder Boden der drahtlosen Ladestation 20 und wird gemäß einem „Zielort“ positioniert, der als gewünschter Parkplatz dient, z. B. für eine effiziente und effektive drahtlose Ladung des Fahrzeugs 10. Insbesondere zeigt 1 das geparkte Fahrzeug 10 an einer Stelle, die es ermöglicht, dass die induktive Ladekomponente 22 im Wesentlichen oder vollständig in Quer- und Längsrichtung mit der drahtlosen Ladeschale 24 ausgerichtet ist. Oder anders ausgedrückt, das Fahrzeug 10 in 1 wird als in der korrekten Vorderachsausrichtung und in der korrekten Steuerbordausrichtung mit einer bestimmten Zielposition betrachtet.
Die drahtlose Ladestation 20 kann jede bisher und nachfolgend entwickelte Art der drahtlosen Ladetechnik, einschließlich induktiver Ladung, Funkladung und Resonanzladung, als nicht einschränkende Beispiele einsetzen. Gemäß der elektromagnetischen Induktionsladetechnik kann die repräsentative drahtlose Ladeschale 24 aus 1 mit elektrischem Strom aktiviert werden, um ein elektromagnetisches Wechselfeld in der Nähe der induktiven Ladekomponente 22 zu erzeugen. Das erzeugte Magnetfeld wiederum induziert einen elektrischen Strom in der induktiven Ladekomponente 22 des Fahrzeugs 10. Dieser induzierte Strom wird zum Laden des Traktionsbatteriepacks 14 oder einer anderen Energiequelle (z.B. Standard 12V Blei-Säure-Start-, Beleuchtungs- und Zündung (SLI) Batterie) des Elektrofahrzeugs 10 verwendet. Wie bereits erwähnt, kann die optimale drahtlose Ladeleistung erreicht werden, wenn die induktive Ladekomponente 22 ordnungsgemäß auf die drahtlose Ladeschale 24 ausgerichtet ist.
Das Traktionsbatterie-Pack 14 speichert Energie, die zum Antreiben der elektrischen Maschine(n) 16 und zum Betreiben anderer Bordnetze verwendet werden kann. Das Traktionsbatteriepack 14 ist kommunikativ (drahtgebunden oder drahtlos) mit einem oder mehreren Fahrzeugsteuerungen verbunden, die hierin durch ein elektronisches Steuergerät (ECU) 26 dargestellt werden, das den Betrieb von Onboard-Fahrzeugkomponenten regelt. Die durch das ECU 26 gesteuerten Schütze können zum Beispiel das Traktionsbatteriepack 14 beim Öffnen von anderen Komponenten trennen und das Traktionsbatteriepack 14 im geschlossenen Zustand mit anderen Komponenten verbinden. Das ECU 26 ist auch kommunikativ mit dem/den Elektromotorgenerator(en) 16 verbunden, um zum Beispiel die bi-direktionale Übertragung von Energie zwischen dem Traktionsbatteriepack 14 und dem/den Motorgenerator(en) 16 zu steuern. So kann beispielsweise das Traktionsbatteriepack 14 eine DC-Spannung bereitstellen, während der/die Motor-Generator(en) 16 mit einem AC-Drehstrom arbeiten können; in diesem Fall wandelt das ECU 26 die DC-Spannung in einen Drei-Phasen-Wechselstrom um, der von dem/den Motor-Generator(en) 16 verwendet wird. In einem regenerativen Modus, in dem die elektrische(n) Maschine(n) 16 als Generatoren fungieren, kann das ECU 26 den Drei-Phasen-Wechselstrom vom Motor-Generator(en) 16 in eine DC-Spannung umwandeln, die mit dem Traktionsbatteriepack 14 kompatibel ist. Das repräsentative ECU 26 wird auch in Verbindung mit der Ladekomponente 22 dargestellt, um zum Beispiel die von der drahtlosen Ladestation 20 an das Batterie-Pack 14 gelieferte Energie so aufzubereiten, dass ein korrektes Spannungs- und Stromniveau gewährleistet ist. Das ECU 26 kann auch mit der Ladestation 20 verbunden werden, um zum Beispiel die Energieversorgung des Fahrzeugs 10 zu koordinieren.
Als Teil des drahtlosen Ladevorgangs überwacht das Elektrofahrzeug 10 die drahtlose Stromqualität und damit verbundene Probleme, die sich auf das Laden auswirken können. Gemäß dem veranschaulichten Beispiel kommuniziert und empfängt das Fahrzeug-ECU 26 aus 1 mit einem Überwachungssystem, das aus einem oder mehreren „residenten“ Sensoreinrichtungen 28 des Fahrzeugs 10 und/oder einem oder mehreren „entfernten“ Sensoreinrichtungen 30 der drahtlosen Ladestation 20 bestehen kann. In der Praxis kann dieses Überwachungssystem einen einzelnen Sensor beinhalten, oder es kann eine verteilte Sensorarchitektur mit einer Auswahl von Sensoren beinhalten, die an ähnlichen oder alternativen Orten, wie in den Zeichnungen dargestellt, verpackt sind. Diese Messvorrichtungen sind unabhängig oder kooperativ betätigbar, um unter anderem das Eindringen von lebenden und nicht lebenden Fremdobjekten (hierin auch als „Hindernisse“ bezeichnet) zu erkennen. Als nicht einschränkendes Beispiel nehmen die residenten Sensoren 28 viele verschiedene Formen an, einschließlich eines Infrarotsensors (z. B. ein DC 5V 0-2 Meter einstellbarer Infrarotstrahl-Näherungssensor), und die entfernten Sensoren 30 nehmen viele verschiedene Formen an, einschließlich eines Ultraschallsensors (z. B. SU, UK und TU Serie runde, reflektierende Ultraschall-Näherungssensoren). Es gibt zahlreiche andere Arten von Messvorrichtungen, die ebenfalls verwendet werden können, zum Beispiel thermische Messvorrichtungen, wie beispielsweise passive thermische Infrarotsensoren, optische Messvorrichtungen, wie beispielsweise licht- und laserbasierte Sensoren, akustische Messvorrichtungen, wie Oberflächenwellen- (SAW) und Ultraschallsensoren, kapazitive Messvorrichtungen, wie kapazitive Näherungssensoren usw.
2 veranschaulicht eine Reihe von repräsentativen Vorgängen zum Ausführen eines Objektintrusionsprotokolls für das drahtlose Laden von Elektrofahrzeugen. 3 veranschaulicht in diesem Zusammenhang eine Reihe von repräsentativen Vorgängen zum Ausführen eines Objektintrusionsprotokolls für ein lebendes Fremdhindernis für das drahtlose Laden von Elektrofahrzeugen. Umgekehrt veranschaulicht 4 eine Reihe von repräsentativen Vorgängen zum Ausführen eines Objektintrusionsprotokolls für ein lebendes Fremdhindernis für das drahtlose Laden von Elektrofahrzeugen. Einige oder alle der in den 2-4 dargestellten und hierin beschriebenen Vorgänge können repräsentativ für einen Algorithmus oder ein Verfahren 200, 300 und 400 sein, das prozessorausführbaren Anweisungen entspricht, die beispielsweise im Haupt-, Hilfs- oder entfernten Speicher gespeichert werden können und beispielsweise durch eine ECU, eine CPU, eine IC-Vorrichtung, einer im Fahrzeug oder entfernt befindlichen Fahrzeugsteuerlogikschaltung oder einer anderen Vorrichtung ausgeführt werden können, um beliebige oder alle der oben und/oder unten beschriebenen Funktionen auszuführen, die den offenbarten Konzepten zugeordnet sind.
Zunächst zuwendend auf 2, beginnt das Objektintrusionsprotokoll 200 bei Block 201 mit dem Empfangen eines drahtlosen Qualitätsalarms, der entweder vom Sensor 28, 30 ausgehen kann, der ein „Proximity Intrusion“-Signal erzeugt, das auf ein unerwartetes Fremdhindernis reagiert, das innerhalb einer vorbestimmten Nähe (z. B. innerhalb eines Umkreises von 10-15 Metern Durchmesser) der drahtlosen Fahrzeugladestation 20 erkannt wird. Vor, gleichzeitig mit oder nach dem Empfangen des vorhergehenden Annäherungssensorsignals von einem oder beiden Sensoren kann das Fahrzeug-ECU 26 mit der drahtlosen Fahrzeugladestation 20 kommunizieren, um Vorladungen einzuleiten, z. B. um zu bestätigen, dass die Ladestation verfügbar ist und ordnungsgemäß funktioniert, um Anweisungen zum korrekten Andocken des Fahrzeugs zu erhalten, um die korrekte Ausrichtung und Kompatibilität zwischen der induktiven Ladekomponente 22 und der drahtlosen Ladestation 24 zu bestätigen usw. Nachdem die Vorladung abgeschlossen ist und das Fahrzeug 10 betriebsbereit mit der Ladestation 20 verbunden ist, empfängt das ECU 26 ein Signal, z.B. von der drahtlosen Ladestation 20 oder der Onboard-Ladekomponente 22, das anzeigt, dass der Ladevorgang des Traktionsbatteriepacks 14 eingeleitet wurde. Für mindestens einige bevorzugte Ausführungsformen verfolgt das Fahrzeug-ECU 26 kontinuierlich die Qualität der drahtlosen Ladung, einschließlich des Überwachens der Nähe der drahtlosen Fahrzeugladestation 20 auf das Eindringen eines Hindernisses, während des drahtlosen Ladens des Batterie-Packs 14. Optional, wenn die Fahrzeugsteuerung 26 während eines Ladevorgangs ein Sensorsignal empfängt, welches das Eindringen eines Fremdhindernisses anzeigt, kann die Ladung der Elektrospeichereinheit 14 abgebrochen oder vorübergehend unterbrochen werden, während das System versucht, die Situation zu beheben.
Bei Entscheidungsblock 203 bestimmt das Fahrzeug-ECU 26, ob das erkannte Hindernis ein lebendes Objekt ist, wie beispielsweise ein streunendes Tier, ein Eichhörnchen, ein wandernder Fußgänger, ein Vogel, ein anderer Fahrer oder ein anderes Lebewesen, das einen drahtlosen Ladevorgang stören kann. Dies kann mit allen bekannten Mitteln erreicht werden, einschließlich der Verwendung von Laser-Stördrähten, Infrarotsensoren, die in der Lage sind, Körperwärme zu erfassen, druckempfindlichen Pads, thermischen Sensoren usw. Wenn das Verfahren 200 bestimmt, dass das Hindernis ein lebendes Objekt ist (Block 203 = Y), fährt das Verfahren 200 mit dem Obstruktionsabhilfemaßnahmen-Protokoll für lebende Fremdobjektive 300 von 3 fort, wie durch das eingekreiste „A“ in den 2 und 3 angezeigt. Wird dagegen bestimmt, dass das erkannte Hindernis nicht lebendig ist (Block 203 = N), fährt das Verfahren 200 mit dem Entscheidungsblock 205 fort, wobei das Fahrzeug-ECU 26 bestimmt, ob das erkannte Hindernis ein nicht lebendiges oder „lebloses“ Objekt ist, wie zum Beispiel ein anderes Auto, ein geparktes Fahrrad oder Motorrad, ein Zweig eines Baums, ein Mülleimer, Schutt oder ein anderes nicht lebendes Objekt. Dieses Ermitteln kann mit jedem der hierin aufgeführten Messmittel durchgeführt werden. Wenn das Verfahren 200 bestimmt, dass das Hindernis ein nicht-lebendes Objekt ist (Block 205 = Y), fährt das Verfahren 200 mit dem Obstruktionsabhilfemaßnahmen-Protokoll für nicht-lebende Fremdobjektive 400 von 4 fort, wie durch das eingekreiste „C“ in 2 angezeigt. Umgekehrt, wenn ermittelt wird, dass das erkannte Hindernis kein nicht-lebendes Objekt ist oder, was wahrscheinlicher ist, dass das Fremdobjekt kein Hindernis mehr ist (Block 205 = N), endet das Objektintrusionsprotokoll 200 bei Block 207.
Wenn festgestellt wird, dass es sich bei einem erkannten Hindernis um ein lebendes Objekt handelt, wird das in 3 veranschaulichte Protokoll zur Beseitigung von lebenden Fremdobjekten 300 über das Fahrzeug-ECU 26 ausgelöst. Dieses Protokoll 300 oder ausgewählte Teile davon können als eine automatisierte „erste Abhilfemaßnahme“ betrachtet werden, die das unerwünschte Eindringen von Fremdobjekten, die das drahtlose Laden behindern oder anderweitig beeinträchtigen können, verhindern soll. Bei Entscheidungsblock 301 kann das Fremdhindernisbehebungsprotokoll 300 optional entscheiden, ob ein Kunde (z. B. ein Fahrer oder Insasse oder eine Begleitperson) per elektronischer Übermittlung über das erkannte Eindringen in das lebende Objekt informiert werden soll oder nicht. Diese Übertragung kann eine Benutzeraufforderung mit Angabe des Vorhandenseins, des Typs, der Größe usw. des erkannten Hindernisses und eine Aufforderung an den Benutzer beinhalten, die Einleitung der ersten Abhilfemaßnahmenstrategie zu genehmigen. Bei Block 303 empfängt das ECU 26 z.B. von einem Touchscreen-Videodisplay einer fahrzeuginternen Telematikmittelkonsole oder eines tragbaren Mobiltelefons eine Benutzereingabe, um mit aktuellen oder Standardeinstellungen fortzufahren, einen oder mehrere vom Benutzer gewünschte Parameter, die einen oder mehrere Teile der ersten Abhilfemaßnahmenstrategie ändern, oder eine Benutzereingabe, die das Protokoll 300 außer Kraft setzt oder auf andere Weise deaktiviert. Wenn keine Kundenbenachrichtigung gesendet wird (d. h. der Entscheidungsblock 301 entfällt oder wird deaktiviert) oder keine Benutzerantwort empfangen wird (Block 301 = N), fährt das Verfahren 300 mit dem Block 305 fort und es werden Standardeinstellungen für Abhilfemaßnahmen implementiert.
Das Abhilfemaßnahmenprotokoll für lebende Fremdhindernisse 300 von 3 fährt mit den Blöcken 307-311 fort, um eine automatische Fahrzeugreaktion auf das erkannte Hindernis zur Beseitigung oder Umgehung des lebenden Objekts zu erzeugen. Diese automatische Reaktion kann, wie einige nicht einschränkende Beispiele, die Anweisung an das Kraftfahrzeug beinhalten, einen visuellen und/oder akustischen Hinweis zu erzeugen, der dazu bestimmt ist/sind, das lebende Objekt zu verdrängen. Eine weitere optionale oder alternative automatische Reaktion kann das Wiederaufstellen oder eine andere Bewegung des Fahrzeugs beinhalten, um eine Interaktion des Fahrzeugs mit dem lebenden Hindernis zu vermeiden. So beinhaltet das Kraftfahrzeug 10 zum Beispiel zahlreiche schallerzeugende Komponenten, wie beispielsweise Hupen, Lüfter, Pumpen, Lautsprecherkomponenten, Telematik- und/oder Infotainment-Komponenten, Motoren, Maschinen usw. In diesem Fall beinhaltet die erste Abhilfemaßnahmenstrategie, bei Block 307, das Ermitteln einer akustischen Reaktion, falls vorhanden, und das Befehlen einer oder mehrerer dieser schallerzeugenden Komponenten, einen hörbaren Hinweis auszugeben, um das lebende Objekt zu verdrängen. Gleichermaßen beinhaltet das Kraftfahrzeug 10 verschiedene lichterzeugende Komponenten, die dem Fahrzeugführer eine Innen- und Außenbeleuchtung bereitstellen, wie beispielsweise Scheinwerfer- und Rücklichtbaugruppen, Tagfahrscheinwerfer (DRL), hochmontierte Sicherheitsleuchten (CHMSL) usw. Das Verfahren 300 fährt mit dem Block 309 fort, um eine etwaige visuelle Reaktion zu bestimmen, und befiehlt einer oder mehreren lichterzeugenden Komponenten, einen visuellen Hinweis auszugeben, der das lebende Objekt vertreiben soll.
Eine beabsichtigte Anwendung zumindest einiger der offenbarten Merkmale und Konzepte kann Kraftfahrzeuge mit autonomen Fahreigenschaften beinhalten. Als Benutzer hierin beinhaltet ein Kraftfahrzeug mit „autonomen Fahreigenschaften“ - auch bekannt als „autonome Fahrzeuge“ oder „selbstfahrende Fahrzeuge“ - die von der Society of Automotive Engineer (SAE) klassifizierten Fahrzeuge der Stufe 2 „Teilautomatisierung“ (automatisierte Fahrzeugsteuerung von Lenkung, Beschleunigung und Verzögerung mit physisch vom Lenkrad und Pedalen abgekoppeltem Fahrer), SAE klassifizierte Fahrzeuge der Stufe 5 „Vollautomatisierung“ (Vollzeitleistung durch ein automatisiertes Fahrsystem aller Aspekte des dynamischen Fahrens unter allen Fahrbahn- und Umweltbedingungen), sowie jede Veränderung dazwischen. Wenn das Fahrzeug 10 mit autonomen Fahreigenschaften ausgestattet ist, kann das Abhilfeprotokoll 300 für lebende Fremdbehinderungen eine autonome Neupositionierung des Kraftfahrzeugs beinhalten, um erkannte lebende Objekte bei Block 311 zu umgehen. Die vorgenannte Neupositionierung kann eine Umlenkung des Fahrzeugs zu einer anderen Ladestation oder eine Neuanordnung des Fahrzeugs an der aktuellen Ladestation beinhalten. Um diesen Vorgang abzuschließen, kann es erforderlich sein, dass das ECU 26 mit der drahtlosen Ladestation 20 kommuniziert, um die Gestaltung der Ladestation 20, das Layout und den Verkehr in der Umgebung, die Verfügbarkeit/Verträglichkeit der benachbarten Ladestationen usw. zu ermitteln.
Nach Abschluss der Abhilfemaßnahmen 307 und/oder 309 und/oder 311 kann das Protokoll 300 optional eine „Wiederholungsstrategie“ einleiten, um zu beurteilen, ob die erste Abhilfemaßnahme das Eindringen eines lebenden Fremdobjekts erfolgreich gelöst hat und, falls nicht, ob weitere Verfahren zur Beseitigung des Vorhandenseins des lebenden Objekts durchgeführt werden sollen oder nicht. So kann beispielsweise das Protokoll 300 vorsehen, dass das Fahrzeug-ECU 26 mit einem oder mehreren der Sensoren 28, 30 kommuniziert, um beim Entscheidungsblock 313 zu bestimmen, ob das Hindernis beseitigt wurde (z. B. sich nicht mehr in der vorgegebenen Nähe der drahtlosen Fahrzeugladestation 20 befindet). Wenn festgestellt wird, dass das Hindernis nicht mehr vorhanden ist oder die Situation anderweitig behoben wurde (Block 313 = Y), kehrt das Verfahren 300 zum Protokoll 200 von 2 zurück, wie das die eingekreiste „B“ in den 2 und 3 angezeigt, und anschließend wird das Protokoll 300 beendet.
In Reaktion auf das Ermitteln, dass das Hindernis noch vorhanden ist oder die Situation anderweitig nicht gelöst wurde (Block 313 = N), wechselt das Protokoll 300 in den Entscheidungsblock 315, um zu bestimmen, ob die Abhilfemaßnahmen 307, 309 und/oder 311 wiederaufgenommen werden sollen oder nicht. Dazu kann es erforderlich sein, zunächst bei Block 315 zu bestimmen, ob eine vorgegebene Zeitspanne seit Beginn des Protokolls 300 abgelaufen ist (z. B. ein Timeout-Ereignis eingetreten ist) und/oder ob eine maximale Anzahl an Zyklen (z. B. eine Vorgabe von drei Versuchen) der in 3 veranschaulichten Wiederholungsschleife abgeschlossen ist. Wenn die vorgegebene Zeitspanne abgelaufen ist oder die maximale Anzahl an Zyklen abgeschlossen ist (Block 315 = Y), wird die Wiederholungsstrategie beendet und das Verfahren 300 kehrt zum Protokoll 200 von 2 zurück, wie durch das eingekreiste „B“ in 3 angezeigt. Wenn das Ermitteln am Entscheidungsblock 315 jedoch negativ ist (Block 315 = N), führt das Protokoll 300 die Blöcke 307-315 in einer Endlosschleife erneut aus, bis der Block 313 oder der Block 315 zu einem positiven Ermitteln führt.
Wenn festgestellt wird, dass es sich bei einem erkannten Hindernis um ein nicht-lebendes Objekt handelt, wird das in 4 veranschaulichte Protokoll zur Beseitigung von nicht-lebenden Fremdobjekten 400 über das Fahrzeug-ECU 26 ausgelöst. Dieses Protokoll 400 oder ausgewählte Teile davon können als eine automatisierte „zweite Abhilfemaßnahme“ betrachtet werden, die das unerwünschte Eindringen von Fremdobjekten, die das drahtlose Laden behindern oder anderweitig beeinträchtigen können, verhindern soll. Ähnlich wie das Protokoll 300 zur Beseitigung von lebenden Fremdobjekten von 3, kann das Protokoll 400 von 4 am Entscheidungsblock 401 mit der Entscheidung beginnen, ob ein Benutzer, z. B. durch elektronische Übertragung, über das erkannte Eindringen des nicht lebenden Objekts informiert werden soll oder nicht. In diesem Zusammenhang kann das Protokoll 400 von 4 jede der vorgenannten Optionen und Funktionen in Bezug auf das Protokoll 300 von 3 beinhalten und umgekehrt, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben. Bei Block 403 empfängt das ECU 26 eine Benutzereingabe, um mit aktuellen oder Standardeinstellungen fortzufahren, eine oder mehrere Benutzereingaben mit vom Benutzer gewünschten Parametern, die einen oder mehrere Teile der zweiten Abhilfestrategie ändern, oder eine Benutzereingabe, die das Protokoll 400 übersteuert oder anderweitig deaktiviert. Wenn keine Kundenbenachrichtigung gesendet wird (d. h. der Entscheidungsblock 401 entfällt oder wird deaktiviert) oder keine Benutzerantwort empfangen wird (Block 401 = N), fährt das Verfahren 400 mit dem Block 405 fort und es werden Standardeinstellungen für Abhilfemaßnahmen implementiert.
Mit weiterem Verweis auf 4 fährt das Fremdhindernis-Abhilfeprotokoll für nicht-lebende Objekte 400 mit den Blöcken 407 und 409 fort, um eine automatische Fahrzeugreaktion auf das erkannte Hindernis zu erzeugen, um die Situation zu lösen. Diese automatische Reaktion kann, wie einige nicht einschränkende Beispiele, die Anweisung an das Kraftfahrzeug beinhalten, einen visuellen und/oder akustischen Hinweis zu erzeugen, der dazu bestimmt ist/sind, das lebende Objekt zu verdrängen. Eine weitere optionale oder alternative automatische Reaktion kann das Wiederaufstellen oder eine andere Bewegung des Fahrzeugs beinhalten, um eine Interaktion des Fahrzeugs mit dem lebenden Hindernis zu vermeiden. Als ein Beispiel beinhaltet die zweite Abhilfemaßnahmenstrategie bei Block 407 das Ermitteln einer akustischen und/oder visuellen Reaktion, falls vorhanden, und das Befehlen einer oder mehrerer der geräuscherzeugenden und/oder schallerzeugenden Komponenten, einen hörbaren Hinweis auszugeben, der dazu bestimmt ist, das nicht lebende Objekt zu bewegen. Wenn es sich bei dem nicht lebenden Objekt beispielsweise um ein Fahrzeug handelt, das den Weg des Fahrzeugs 10 versperrt, kann der bei Block 407 erzeugte akustische/sichtbare Hinweis so gestaltet sein, dass er den/die Fahrzeugführer/On-Board-Steuerung warnt, das Fahrzeug zu bewegen. Wenn das Fahrzeug 10 mit autonomen Fahreigenschaften ausgestattet ist, kann das Abhilfeprotokoll für nicht-lebende Fremdbehinderungen 400 eine autonome Neupositionierung, Verlagerung, Umlenkung usw. des Kraftfahrzeugs beinhalten, um erkannte Hindernisse bei Block 409 zu umgehen.
Nach Abschluss der Abhilfemaßnahmen 407 und/oder 409 kann das Protokoll 400 von 4 optional eine „Wiederholungsstrategie“ einleiten, um zu beurteilen, ob die zweite Abhilfemaßnahme das Eindringen eines lebenden Fremdobjekts erfolgreich gelöst hat und, falls nicht, ob weitere Verfahren zur Beseitigung des Vorhandenseins des nicht-lebenden Objekts durchgeführt werden sollen oder nicht. So kann beispielsweise das Protokoll 400 vorsehen, dass das Fahrzeug-ECU 26 mit einem oder mehreren der Sensoren 28, 30 kommuniziert, um beim Entscheidungsblock 411 zu bestimmen, ob das Hindernis beseitigt wurde (z. B. sich nicht mehr in der vorgegebenen Nähe der drahtlosen Fahrzeugladestation 20 befindet). Wenn das Hindernis nicht mehr vorhanden ist oder die Situation anderweitig behoben wurde (Block 411 = Y), kehrt das Verfahren 400 zum Protokoll 200 von 2 zurück, wie durch das eingekreiste „D“ in den 2 und 4 angezeigt, und anschließend wird das Protokoll 400 beendet. In Reaktion auf das noch vorhandene Hindernis oder die nicht gelöste Situation (Block 411 = N) fährt das Protokoll 400 mit dem Entscheidungsblock 413 fort, um zu bestimmen, ob zu den Abhilfemaßnahmen 407 und/oder 409 zurückgeschaltet werden soll oder nicht. Bei Block 413 kann das ECU 26 zunächst bestimmen, ob ein Timeout-Ereignis aufgetreten ist oder ob eine maximale Anzahl an Zyklen der in 4 veranschaulichten Schleife abgeschlossen wurde. Wenn das Timeout-Ereignis eingetreten ist oder die maximale Anzahl an Zyklen abgeschlossen ist (Block 413 = Y), wird die Wiederholungsstrategie beendet und das Verfahren 400 kehrt zum Protokoll 200 von 2 zurück. Wenn das Ermitteln am Entscheidungsblock 413 jedoch negativ ist (Block 413 = N), führt das Protokoll 400 die Blöcke 407-413 in einer Endlosschleife erneut aus, bis Block 411 oder Block 413 zu einem positiven Ermitteln führt.
Aspekte dieser Offenbarung können in einigen Ausführungsformen durch ein computerausführbares Programm von Anweisungen implementiert werden, wie zum Beispiel Programmmodulen, die allgemein als Softwareanwendungen oder Anwendungsprogramme bezeichnet werden, die von einem Onboard-Computer ausgeführt werden. Die Software kann in nicht einschränkenden Beispielen Routinen, Programme, Objekte, Komponenten und Datenstrukturen beinhalten, die bestimmte Aufgaben ausführen oder bestimmte abstrakte Datentypen implementieren. Die Software kann eine Schnittstelle bilden, damit ein Computer entsprechend einer Eingabequelle reagieren kann. Die Software kann auch mit anderen Codesegmenten zusammenarbeiten, um eine Vielzahl von Aufgaben in Reaktion auf Daten zu initiieren, die in Verbindung mit der Quelle der empfangenen Daten empfangen werden. Die Software kann auf einem beliebigen einer Vielzahl von Speichermedien, wie CD-ROM, Magnetplatte, Blasenspeicher und Halbleiterspeicher (z. B. verschiedene Arten von RAM oder ROM), gespeichert sein.
Darüber hinaus können Aspekte der vorliegenden Offenbarung mit einer Vielzahl von Computersystem- und Computernetzkonfigurationen einschließlich Mehrprozessorsystemen, Mikroprozessor-basierter oder programmierbarer Unterhaltungselektronik, Minicomputern, Mainframe-Computern und dergleichen durchgeführt werden. Zusätzlich können Aspekte der vorliegenden Offenbarung in Umgebungen mit verteilter Datenverarbeitung ausgeführt werden, bei denen Aufgaben durch Fernverarbeitungsvorrichtungen ausgeführt werden, die durch ein Kommunikationsnetzwerk verbunden sind. In einer verteilten Computerumgebung können Programmmodule sowohl auf lokalen als auch entfernten Computerspeichermedien einschließlich Speichergeräten angeordnet sein. Aspekte der vorliegenden Offenbarung können daher in Verbindung mit verschiedener Hardware, Software oder einer Kombination davon in einem Computersystem oder einem anderen Verarbeitungssystem implementiert werden.
Jedes der hierin beschriebenen Verfahren kann maschinenlesbare Anweisungen zur Ausführung beinhalten durch: (a) einen Prozessor, (b) eine Steuerung, und/oder (c) jede andere geeignete Verarbeitungsvorrichtung. Jeder hierin offenbarte Algorithmus, jede Software oder jedes Verfahren kann in einer Software enthalten sein, die auf einem greifbaren Medium, wie beispielsweise einem Flash-Speicher, einer CD-ROM, einer Diskette, einer Festplatte, einer Digital Versatile Disk (DVD) oder andere Speichervorrichtungen, gespeichert ist, jedoch werden Fachleute leicht erkennen, dass der gesamte Algorithmus und/oder Teile davon alternativ durch eine andere Vorrichtung als eine Steuerung ausgeführt werden können und/oder in Firmware oder dedizierter Hardware in einer gut bekannten Weise implementiert werden können (z. B. kann er durch einen anwendungsspezifischen integrierter Schaltkreis (Application Specific Integrated Circuit), eine programmierbare Logikvorrichtung (PLD), eine feldprogrammierbare Logikvorrichtung (FPLD), eine diskrete Logik usw. implementiert werden). Obwohl spezielle Algorithmen unter Bezugnahme auf die hier dargestellten Flussdiagramme beschrieben werden, wird der Durchschnittsfachmann leicht erkennen, dass viele andere Verfahren zum Implementieren der exemplarischen maschinenlesbaren Anweisungen alternativ verwendet werden können.
Obwohl einige Aspekte der vorliegenden Offenbarung im Detail unter Bezugnahme auf die dargestellten Ausführungsformen beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass viele Änderungen an denselben vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die vorliegende Offenbarung ist nicht beschränkt auf die hierin offenbarte genaue Konstruktion und Zusammensetzung; jegliche und alle Modifikationen, Änderungen und Variationen, ersichtlich aus den vorangehenden Beschreibungen, liegen innerhalb des Umfangs der Offenbarung, wie in den hinzugefügten Ansprüchen definiert. Darüber hinaus beinhalten die vorliegenden Konzepte ausdrücklich alle Kombinationen und Teilkombinationen der vorangehenden Elemente und Merkmale.

Claims

Verfahren zum Verwalten des Ladens einer elektrischen Speichereinheit eines Kraftfahrzeugs an einer drahtlosen Fahrzeugladestation, das Verfahren umfassend: das Empfangen eines Signals von einem Sensor über eine Fahrzeugsteuerung, welches das Erkennen eines Hindernisses in einer vorbestimmten Nähe der drahtlosen Fahrzeugladestation anzeigt; das Ermitteln über die Fahrzeugsteuerung, ob das erkannte Hindernis ein lebendes oder ein lebloses Objekt ist; das Einleiten einer ersten Abhilfemaßnahmenstrategie über die Fahrzeugsteuerung in Reaktion auf das Erkennen eines lebenden Objekts, einschließlich der Anweisung an das Kraftfahrzeug, einen visuellen oder akustischen Hinweis zu erzeugen, der dazu konfiguriert ist, das lebende Objekt zu verdrängen; und das Einleiten einer zweiten Abhilfemaßnahmenstrategie über die Fahrzeugsteuerung in Reaktion auf das Erkennen eines leblosen Objekts, einschließlich der Anweisung des Kraftfahrzeugs zur Neupositionierung, sodass das Kraftfahrzeug den Kontakt mit dem leblosen Objekt vermeidet.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Kraftfahrzeug eine schallerzeugende Komponente beinhaltet, und worin die erste Abhilfestrategie das Befehlen der schallerzeugenden Komponente beinhaltet, den hörbaren Hinweis auszugeben, der dazu konfiguriert ist, das lebende Objekt zu verdrängen.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Kraftfahrzeug eine lichterzeugende Komponente beinhaltet, und worin die erste Abhilfestrategie das Befehlen der lichterzeugenden Komponente beinhaltet, den visuellen Hinweis auszugeben, der dazu konfiguriert ist, das lebende Objekt zu verdrängen.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Kraftfahrzeug autonome Fahrfähigkeiten aufweist, und worin die erste Abhilfemaßnahmenstrategie die autonome Umlenkung des Kraftfahrzeugs zum Umgehen des lebenden Objekts beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Kraftfahrzeug autonome Fahrfähigkeiten aufweist, und worin die zweite Abhilfemaßnahmenstrategie die autonome Neupositionierung des Kraftfahrzeugs an einen neuen Standort oder eine neue Position beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Kraftfahrzeug eine licht- und schallerzeugende Komponente beinhaltet, worin das leblose Objekt ein zweites Kraftfahrzeug ist, und worin die zweite Abhilfemaßnahmenstrategie das Befehlen der lichterzeugenden Komponente zum Ausgeben einer visuellen Aufforderung und/oder das Befehlen der schallerzeugenden Komponente zum Ausgeben einer akustischen Aufforderung beinhaltet, die beide zum Auffordern des zweiten Kraftfahrzeugs zum Bewegen konfiguriert sind.
Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: das Empfangen eines Signals über die Fahrzeugsteuerung, das anzeigt, dass der Ladevorgang der elektrischen Speichereinheit begonnen hat; und das kontinuierliche Überwachen der vorgegebenen Nähe der drahtlosen Fahrzeugladestation auf das Hindernis beim Laden der elektrischen Speichereinheit.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend nach Beendigung der ersten oder zweiten Abhilfemaßnahmenstrategie das Einleiten einer Wiederholungsstrategie, wobei die Wiederholungsstrategie eine wiederholte Schleife der Folgenden beinhaltet: das Kommunizieren über die Fahrzeugsteuerung mit dem Sensor, um zu bestimmen, ob sich das Hindernis noch in der vorgegebenen Nähe der drahtlosen Fahrzeugladestation befindet; in Reaktion auf das Ermitteln, dass sich das Hindernis noch in der vorgegebenen Nähe befindet, das erneute Ausführen einer entsprechenden der einleitenden Maßnahmen; und in Reaktion auf das Ermitteln, dass sich das Hindernis nicht in der vorgegebenen Nähe befindet, das Abschließen der Wiederholungsstrategie.
Verfahren nach Anspruch 8, worin die Wiederholungsstrategie ferner Folgendes beinhaltet: das Ermitteln, ob vor dem erneuten Ausführen des entsprechenden Einleitungsvorgangs eine vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist oder eine maximale Anzahl an Zyklen der wiederholten Schleife abgeschlossen wurde; und in Reaktion auf das Ermitteln, dass die vorgegebene Zeitspanne abgelaufen ist oder die maximale Anzahl an Zyklen abgeschlossen wurde, Abschließen der Wiederholungsstrategie.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Übermitteln einer Benutzeraufforderung über die Fahrzeugsteuerung an einen Benutzer mit einem Hinweis auf das erkannte Hindernis und einer Anforderung für die Genehmigung zum Einleiten der ersten oder zweiten Abhilfemaßnahmenstrategie.