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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, das eine Ortsbestimmungseinrichtung und eine Sekundärladeeinheit umfasst und das dazu eingerichtet ist, von einer fahrzeugexternen Primärladeeinheit induktiv mit elektrischer Leistung versorgt zu werden sowie ein Verfahren für ein solches Fahrzeug.
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Aus dem Stand der Technik ist ein Fahrzeug bekannt, das sich zum induktiven Laden relativ zu einer fahrzeugexternen Primärladeeinheit positioniert (siehe die Schrift
WO 2015/051876 A1 ). Während der Positionierung des Fahrzeugs relativ zum Ladeplatz wird eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und dem Ladeplatz aufgebaut.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Fahrzeug, das eine Ortsbestimmungseinrichtung und eine Sekundärladeeinheit umfasst und das dazu eingerichtet ist, von einer fahrzeugexternen Primärladeeinheit induktiv mit elektrischer Leistung versorgt zu werden, sowie ein verbessertes Verfahren für ein solches Fahrzeug zu beschreiben.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 5. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß umfasst das Fahrzeug ein der Sekundärladeeinheit zugeordnetes Kommunikationsmodul und eine Steuereinheit, die zum Aktivieren und Deaktivieren Kommunikationsmoduls eingerichtet ist, wobei eine von der Ortsbestimmungseinrichtung des Fahrzeugs ermittelte Ortsposition des Fahrzeugs an die Steuereinheit übermittelbar ist und die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, das Kommunikationsmodul zu aktiveren, wenn die übermittelte Ortsposition einer Position in einem vorgebbaren Umfeldbereich zu der der Steuereinheit des Fahrzeugs bekannten Ortsposition der fahrzeugexternen Primärladeeinheit entspricht, um eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Kommunikationsmodul und einer Kommunikationseinheit der fahrzeugexternen Primärladeeinheit herzustellen.
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Bei der Kommunikationsverbindung handelt es sich um eine drahtlose Verbindung. Der vorgebbare Umfeldbereich kann als ein vorgebbarer Radius um die Ortsposition der fahrzeugexternen Primärladeeinheit verstanden werden. Erst wenn das Fahrzeug innerhalb der durch den Radius gebildeten Fläche befindlich ist, d.h. einen Abstand von der fahrzeugexternen Primärladeeinheit einnimmt, der kleiner als der Radius ist, wird das Kommunikationsmodul aktiviert. Diese ortsabhängige Aktivierung des Kommunikationsmoduls bedeutet inhärent, dass das Kommunikationsmodul außerhalb dieses Umfeldbereichs, d.h. bei Abständen die den vorgebbaren Radius übersteigen, deaktiviert ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Kommunikationsmodul nur bedarfsgerecht aktiviert wird, nämlich dann, wenn sich das Fahrzeug einer Primärladeeinheit zum induktiven Laden ausreichend genau nähert.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das Kommunikationsmodul als ein WLAN-Modul ausgeführt. Bei einem WLAN-Modul als Kommunikationsmodul werden die Vorteile der Erfindung besonders anschaulich: Unabhängig davon, ob es sich bei dem Kommunikationsmodul um eine WLAN-Basisstation und bei der Kommunikationseinheit um einen WLAN-Client oder umgekehrt handelt, wird durch die Erfindung der elektrische Energieverbrauch im Energiebordnetz des Fahrzeugs optimiert. Ob das Kommunikationsmodul als WLAN-Basisstation sogenannte Beacons aussendet oder als WLAN-Client einen sogenannte Probe Requests aussendet, ist unabhängig von der Tatsache, dass dies jedenfalls nur dann erfolgt, wenn das Fahrzeug in dem Umfeldbereich befindlich ist, da in Abhängigkeit von diesem Kriterium das WLAN-Modul überhaupt aktiviert ist.
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Es ergibt sich durch diese ortsabhängige Aktivierung des WLAN-Moduls noch der weitere Vorteil, dass das WLAN-Modul bedarfsgerecht aktiviert und die Verfügbarkeit bzw. Haltbarkeit des Moduls erhöht wird. Außerdem ist ein deaktiviertes WLAN-Modul kein Ziel von Hackerangriffen, so dass ein nur bedarfsorientiert aktiviertes WLAN-Modul Anreize für Angriffsversuche auf das Datensystem des Fahrzeugs minimiert.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Ortsbestimmungseinrichtung als ein GPS-System ausgeführt.
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GPS-Systeme sind in Fahrzeugen nach dem Stand der Technik weit verbreitet. Vorteilhaft ist dabei insbesondere, dass die Ortsposition von fahrzeugexternen Primärladeeinheiten als sogenannter Point-of-Interest (POI) vorgegeben werden kann. Auch nicht öffentlich zugängliche Primärladeeinheiten, etwa eine in der häuslichen Garage installierte Primärladeeinheit, kann als POI angelegt werden.
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Weiterhin kann der vorgebbare Umfeldbereich als ein vorgebbarer Umkreis um die Ortsposition der fahrzeugexternen Primärladevorrichtung bemessen sein. Als Beispiel bietet sich hier etwa ein Umkreis von 30 Metern an. Dies bedeutet, dass wenn sich das Fahrzeug bis auf 30 Meter der Primärladeeinheit bzw. dem POI nähert wird das Kommunikationsmodul aktiviert.
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In analoger Weise ist das Fahrzeug zusätzlich oder ergänzend dazu eingerichtet, das Kommunikationsmodul bei einer Entfernung aus dem Umfeldbereich (z.B. nach Beendigung eines induktiven Ladevorgangs oder bei Belegung der Primärladeeinheit durch ein anderes Fahrzeug) wieder zu deaktivieren.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verfügt das Fahrzeug über eine Ortsbestimmungseinrichtung, eine Sekundärladeeinheit, der das Kommunikationsmodul zugeordnet ist, und über eine Steuereinheit, die zum Aktivieren und Deaktivieren des Kommunikationsmoduls eingerichtet ist. Das Verfahren folgt den Schritten:
- a. Annähern des Fahrzeugs an die Primärladeeinheit mit deaktiviertem Kommunikationsmodul,
- b. Ermittlung der Ortsposition des Fahrzeugs durch die Ortsbestimmungseinrichtung des Fahrzeugs,
- c. Übermittlung der Ortsposition an die Steuereinheit,
- d. Vergleich der übermittelten Ortsposition mit einem vorgebbaren Umfeldbereich der der Steuereinheit des Fahrzeugs bekannten Ortsposition der fahrzeugexternen Primärladeeinheit,
- e. Wiederholung der Schritte (b) bis (d),
- f. Aktivierung des Kommunikationsmoduls durch die Steuereinheit, wenn die übermittelte Ortsposition in dem Umfeldbereich liegt,
- g. Aufbau der Kommunikationsverbindung.
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Der Aufbau der Kommunikationsverbindung zwischen der Kommunikationseinheit der fahrzeugexternen Primärladeeinheit und dem Kommunikationsmodul, das der Sekundärladeeinheit des Fahrzeugs zugeordnet ist, als letzter Schritt des Verfahrens, ist eine wichtige Voraussetzung für die induktive Leistungsversorgung des Fahrzeugs.
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Das Fahrzeug ermittelt wiederholt und regelmäßig die eigene Ortsposition und übermittelt diese an die Steuereinheit des Fahrzeugs. Erst wenn das Fahrzeug in den Umfeldbereich der fahrzeugexternen Primärladeeinheit eindringt, wird das Kommunikationsmodul aktiviert. Erst dann kann eine das induktive Laden steuernde und/oder überwachende Kommunikationsverbindung zwischen der Primär- und der Sekundärseite des Induktivladesystems hergestellt werden.
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In analoger Weise sieht das Verfahren zusätzlich oder ergänzend vor, das Kommunikationsmodul bei einer Entfernung aus dem Umfeldbereich (z.B. nach Beendigung eines induktiven Ladevorgangs oder bei Belegung der Primärladeeinheit durch ein anderes Fahrzeug) wieder zu deaktivieren.
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Die Erfindung beruht auf den nachfolgend dargelegten Überlegungen:
- Elektrofahrzeuge nutzen zum induktiven Laden WLAN als Kommunikationstechnologie zwischen einer fahrzeugexternen Primäreinheit und einer fahrzeugseitigen Sekundäreinheit. Die Kommunikation dient u.a. der Herstellung einer Leistungsverbindung zwischen der Primär- und der Sekundärseite, da die Position der Einheiten zueinander für eine effiziente Leistungsübertragung eine wichtige Einflussgröße darstellt.
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Nach dem Stand der Technik wird, sobald das Fahrzeug mit der Sekundäreinheit einen Geschwindigkeitsschwellwert (z.B. von 10 km/h) unterschreitet, ein WLAN Modul im Fahrzeug aktiviert, um nach WLAN Access Points zu suchen, die einer fahrzeugexternen Primäreinheit für induktives Laden, einem sogenannten Groundpad, zugeordnet sein könnten.
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Auf diese Weise wird das WLAN Modul des Fahrzeugs sehr häufig aktiviert - nämlich bei jeder Langsamfahrt wie etwa im Stau oder im Ampelverkehr. Infolgedessen wird elektrische Leistung zum Betreiben des WLAN Moduls unnötig eingesetzt und das elektrische Energiebordnetz unnötigerweise mit einer elektrischen Last belegt. Eine häufigere WLAN-Aktivität könnte zudem Hackern Anreize verschaffen, Eindringversuche in das Fahrzeugdatensystem zu versuchen.
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Es wird deshalb vorgeschlagen, das WLAN Modul des Fahrzeugs ortspositionsabhängig zu aktiveren. Da die Ortsposition von öffentlich Induktivladesystemen als Point-of-Interest (POI) bekannt ist, ist eine relative Positionsbestimmung des Fahrzeugs zu einer fahrzeugexternen Primäreinheit mit einem fahrzeugeigenen GPS-System ausreichend genau durchführbar, um das WLAN Modul nur dann automatisch zu aktivieren, wenn das Fahrzeug in einem vorgebbaren Radius der Primäreinheit (z.B. 30 m) befindlich ist.
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Auch bei einem z.B. in einer Privatgarage installiertem Groundpad kann ein eindeutiger Ortsbezug im Fahrzeug hinterlegt werden (z.B. Heimatadresse oder Ladeadresse) und wie ein POI für eine relative Ortsbestimmung des GPS-Systems des Fahrzeugs herangezogen werden. Auch in diesem Anwendungsfall kann das WLAN Modul nur dann automatisch aktiviert werden, wenn das Fahrzeug in einem vorgebbaren Radius der Primäreinheit in der Privatgarage (z.B. 30 m) befindlich ist.
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Diese Maßnahmen bewirken, dass elektrische Energie im Fahrzeugenergiebordnetz dadurch gespart werden kann, dass das WLAN Modul des Fahrzeugs zielgerichteter eingesetzt wird. Ein bedarfsgerechterer Einsatz des WLAN Moduls wirkt sich auch positiv auf dessen Verfügbarkeit bzw. Haltbarkeit aus. Die verminderte WLAN-Aktivität verschafft zudem Hackern weniger Anreize, Eindringversuche in das Fahrzeugdatensystem zu versuchen.
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Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Daraus ergeben sich weitere Details, bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung. Im Einzelnen zeigen schematisch 1 Induktiv ladbares Fahrzeug mit ortsabhängig aktivierbarem WLAN-Modul
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel in Form eines Fahrzeugs (10) mit einem elektrifizierten Antriebsstrang, das zum kabellosen (induktiven) Laden an einer externen Primärladeeinheit (1) eingerichtet ist. Der Primärladeeinheit ist eine WLAN-Kommunikationseinheit in Form eines WLAN-Clients (1a) zugeordnet. Das Fahrzeug umfasst die Sekundärladeeinheit (2) für die induktive Leistungsübertragung. Der Sekundärladeeinheit ist ein Kommunikationsmodul des Fahrzeugs in Form einer WLAN-Basisstation (2a) zugeordnet. Diese kann von einem Steuergerät des Fahrzeugs (4) aktiviert und deaktiviert werden. Das Aktivieren und Deaktivieren des Kommunikationsmoduls erfolgt ortsabhängig. Die Ortsposition wird dabei von einem GPS-System des Fahrzeugs (3) während des Fahrbetriebs wiederholt und regelmäßig ermittelt und an das Steuergerät übermittelt. In dem Steuergerät ist die Ortsposition der Primärladeeinheit, die sich in diesem Ausführungsbeispiel in einer Privatgarage des Fahrzeugnutzers befindet, hinterlegt. Das Steuergerät vergleicht die aktuelle Ortsposition des Fahrzeugs mit der Ortsposition der Primärladeeinheit. Falls dieser Vergleich ergibt, dass das Fahrzeug im näheren Umfeld der Primärladeeinheit befindlich ist, aktiviert das Steuergerät das fahrzeugseitige Kommunikationsmodul, d.h. die WLAN-Basisstation. Das nähere Umfeld ist festgelegt durch einen in dem Steuergerät hinterlegten Abstand des Fahrzeugs von weniger als 30 Meter von der Ortsposition der Primärladeeinheit. Die WLAN-Basisstation sendet erst ab der Aktivierung, d.h. wenn sich das Fahrzeug bis auf weniger als 30 Meter Abstand der Primärladeeinheit genähert hat, WLAN-Beacons aus. Damit wird das WLAN für den WLAN-Client der Primärladeeinheit sichtbar und es kann eine Kommunikationsverbindung aufgebaut werden. Diese wird als Datenverbindung während des induktiven Ladevorgangs eingesetzt.
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Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die WLAN-Basisstation der Primärladeeinheit zugeordnet und das WLAN-Client-Modul vom Fahrzeug umfasst und der Sekundärladeeinheit zugeordnet. Die weiteren Ausführungsmerkmale entsprechen analog den Ausführungsmerkmalen des ersten Ausführungsbeispiels.
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Gemäß weiterer Ausführungsbeispiele des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels sind die Ortspositionen von öffentlich zugänglichen Primärladeeinheiten als Point-of-Interest (POI) in dem Datenmaterial des GPS-Systems des Fahrzeugs hinterlegt. Die weiteren Ausführungsmerkmale entsprechen analog den Ausführungsmerkmalen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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