DE102018211955A1 - Fahrzeug mit einem Empfänger für eine kontaktlose Energieübertragung - Google Patents

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Abstract

Das Fahrzeug (10) weist einen Empfänger auf, insbesondere eine Spule (18) für eine kontaktlose Energieübertragung von einer externen Sendeanordnung, insbesondere von einer externen Spulenanordnung (12). Weiterhin weist das Fahrzeug (10) eine Erfassungseinheit (26) auf, die dazu eingerichtet ist, während des Fahrens auf einer Fahrbahn (2) den Verlauf der externen Sendeanordnung zu erfassen, die entlang der Fahrbahn (2) verläuft. Schließlich weist das Fahrzeug (10) eine Steuereinheit (24) auf, die dafür eingerichtet ist, das Fahrzeug (10) autonom entlang des erfassten Verlaufs der externen Sendeanordnung derart zu führen, dass der Empfänger bezüglich der Sendeanordnung in Richtung zu einer gewünschten Sollposition für die Energieübertragung ausgerichtet wird. Hierdurch ist eine optimierte dynamische Energieübertragung und ein optimiertes kontaktloses Laden einer Batterie eines Fahrzeugs (10) während des Fahrens ermöglicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Empfänger für eine kontaktlose Energieübertragung von einer externen Sendeanordnung. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogrammprodukt zur Anwendung bei einem derartigen Fahrzeug.
  • Zum Laden einer Batterie insbesondere bei elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen sind neben kabelgebundenen Ladesystemen auch kontakt- oder kabellose Ladesysteme bekannt, bei denen eine Energieübertragung zwischen einem fahrzeugseitigen Empfänger und einer externen, außerhalb des Fahrzeugs angeordneten Sendeanordnung erfolgt. Grundsätzlich kommen hierbei kapazitive Energieübertragungssysteme in Betracht. In der Regel werden jedoch induktive Energieübertragungssysteme eingesetzt, bei denen zwischen einer Empfängerspule (Sekundärspule) und einer externen Spulenanordnung (primäre Spulenanordnung) eine Energieübertragung mittels induktiver Kopplung erfolgt. Im Hinblick auf die kabellose Energieübertragung wird nachfolgend ohne Beschränkung der Allgemeinheit von einem induktiven Energieübertragungssystem ausgegangen.
  • Die Qualität der Energieübertragung hängt dabei maßgeblich von der Positionierung des Empfängers zum Sender ab.
  • Bei stationären Ladestationen für eine kontaktlos Energieübertragung ist es beispielsweise aus der US 9 802 501 B2 bekannt, das Fahrzeug bezüglich einer Referenzmarkierung, die mithilfe von Kameras identifiziert wird, in eine gewünschte stationäre Ladeposition zu bringen.
  • Aus der DE 10 2012 019 751 A1 ist eine Positionierung des Fahrzeugs für ein stationäres Laden anhand elektromagnetischer Kenngrößen beim Koppelvorgang zwischen primärer und sekundärer Spule zu entnehmen.
  • Neuere Überlegungen gehen darüber hinaus auch dahin, unmittelbar in Fahrbahnen primäre Spulenanordnungen zu integrieren, um somit auch ein dynamisches Laden während des Fahrbetriebs zu ermöglichen. Bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Streckennetzes kann dadurch das Reichweitenproblem bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen vermindert werden. Auch können kleinere Batterien im Kraftfahrzeug verbaut werden, wodurch sich Gewichtseinsparungen erzielen lassen, im Vergleich zu Batterien, die für eine hohe maximale Reichweite ausgelegt sind.
  • In der KR 2017 116 374 A ist für einen Ladevorgang während des Fahrens eines Fahrzeugs ein System beschrieben, bei dem das Fahrzeug in einer gewünschten Sollspur mithilfe einer in der Fahrbahn eingelassenen Schiene gehalten wird, mit der das Fahrzeug mithilfe eines mechanischen Koppelelements gekoppelt ist.
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine effiziente kontaktlose dynamische Energieübertragung, also eine Energieübertragung im Fahrzustand beim Befahren einer Fahrbahn, zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Fahrzeug, welches einen Empfänger aufweist, insbesondere eine Spule für eine kontaktlose Energieübertragung von einer externen Sendeanordnung, insbesondere eine externe Spulenanordnung. Das Fahrzeug weist weiterhin eine Erfassungseinheit auf, die dazu eingerichtet ist, während des Fahrens auf der Fahrbahn den Verlauf der externen Sendeanordnung zu erfassen, wobei diese entlang der Fahrbahn verläuft. Schließlich ist eine Steuereinheit im Fahrzeug angeordnet, die dafür eingerichtet ist, dass Fahrzeug autonom entlang des Verlaufs der externen Sendeanordnung derart zu führen, dass der Empfänger bezüglich der Sendeanordnung in Richtung zu einer gewünschten Sollposition für die Energieübertragung ausgerichtet wird.
  • Die Führung des Fahrzeugs erfolgt hierbei autonom mithilfe eines sogenannten Spurhalteassistenten, der im Vergleich zu herkömmlichen Spurhalteassistenten für das kontaktlose Laden angepasst ist. Die Steuereinheit ist daher Teil eines Fahrerassistenzsystems mit einem Spurhalteassistenten. Über die Steuereinheit werden dabei insbesondere Lenkimpulse oder Lenkmomente an eine Lenkung des Fahrzeugs übermittelt, um dieses entweder in der gewünschten Sollposition zu halten oder in Richtung zur Sollposition zu bringen. Die Führung des Fahrzeugs erfolgt dabei - wie bei Spurhalteassistenten üblich - auf Basis einer fortlaufend erfassten aktuellen Ist-Position des Fahrzeugs in Relation zu einer gewünschten Soll-Position des Fahrzeugs. Bei dem autonomen Führen des Fahrzeugs erfolgt dabei insbesondere keinerlei (mechanische) Kopplung zwischen dem Fahrzeug und in die Fahrbahn integrierten Führungselementen wie z.B. Schienen etc.
  • Unter Sendeanordnung, die sich entlang der Fahrbahn erstreckt, wird allgemein eine Anordnung von einem oder mehreren Sendern, insbesondere Spulen, in der Fahrbahn verstanden, wobei sich die Spulenanordnung in Längsrichtung und damit in Fahrtrichtung erstreckt, sodass während des Befahrens der Fahrbahn ein dynamisches Laden über einen Streckenabschnitt der Fahrbahn ermöglicht ist. Der Streckenabschnitt weist beispielsweise eine Länge von mehreren 10 m oder auch von mehreren 100 m oder auch darüber hinaus auf.
  • Mit dem erweiterten Spurhalteassistenten wird in vorteilhafter Weise eine möglichst exakte Ausrichtung des Fahrzeugs, genauer des im Fahrzeug angeordneten Empfängers, bezüglich der Sendeanordnung automatisch vorgenommen, sodass eine möglichst effiziente Energieübertragung ermöglicht ist. Dies erlaubt, die Komponenten für die kontaktlose Energieübertragung optimiert auszugestalten, sowohl im Hinblick auf ihre Bauform und Größe als auch im Hinblick auf die elektromagnetischen Ausgestaltungen. Zudem lassen sich insbesondere Investitionskosten für die Integration derartiger Sendeanordnungen in die Fahrbahn gering halten.
  • In bevorzugter Ausgestaltung ist die Steuereinheit dafür eingerichtet, die Position des Fahrzeugs bezüglich einer Referenzmarkierung zu erfassen, die im Bereich der Fahrbahn oder auf der Fahrbahn angebracht ist. Das Fahrzeug wird schließlich - bei bekannter Positionierung der Sendeanordnung relativ zur Referenzmarkierung - anhand dieser Referenzmarkierung in die bzw. in der Sollposition autonom geführt.
  • Bei der Referenzmarkierung handelt sich dabei insbesondere um eine direkt auf die Fahrbahn aufgebrachte Markierung. Beispielsweise handelt es sich hierbei um eine Seitenrandmarkierung der Fahrbahn. Darüber hinaus kann es sich bei der Referenzmarkierung auch um eine direkte Positionsmarkierung für die Sendeanordnung handeln. So ist es beispielsweise denkbar, dass bei einem zukünftigen Ausbau der Fahrbahnen mit derartigen Spulenanordnungen eine zusätzliche Markierung auf der Fahrbahn angebracht wird, die beispielsweise exakt entlang einer Mittenlinie der Spulenanordnung verläuft. In diesem Falle orientiert sich daher der erweiterte Spurhalteassistent exakt an dieser Referenzmarkierung. Im Falle der Seitenrandmarkierung ist beispielsweise der Abstand zu einer Mittenlinie der Spulenanordnung durch Übereinkunft (Norm etc.) bekannt, sodass anhand der Referenzmarkierung zumindest mittelbar die exakte Position der Spulenanordnung bekannt ist.
  • In bevorzugter Ausgestaltung weist das Fahrzeug hierbei ein Erkennungssystem, insbesondere ein Kamerasystem zur Identifizierung der Referenzmarkierung auf. Dieses Kamerasystem umfasst hierbei vorzugsweise seitlich am Fahrzeug angeordnete Kameras, die insbesondere in Außenspiegel des Fahrzeugs integriert sind. Insgesamt ist das Fahrzeug dabei vorzugsweise mit einem sogenannten „Top View“ -Kamerasystem ausgestattet, das also eine zumindest weitgehende Rundumsicht ermöglicht.
  • Insbesondere kann hierdurch möglichst genau der laterale seitliche Abstand zu einer seitlichen Fahrbahnmarkierung erfasst werden.
  • Die Steuereinheit ist bevorzugt derart eingerichtet, dass die gewünschte Sollposition anhand eines seitlichen Sollabstands zu der Referenzmarkierung geregelt wird. Es wird also der seitliche Abstand eines Referenzpunkts am Fahrzeug bezüglich der Referenzmarkierung bestimmt und auf einen gewünschten seitlichen Sollabstand geregelt.
  • Alternativ oder ergänzend zur Ermittlung der Position der Sendeanordnung mittels einer Referenzmarkierung ist die Erfassungseinheit in zweckdienlicher Weiterbildung zur Ermittlung eines Kopplungsfaktors ausgebildet. Der Kopplungsfaktor beschreibt dabei die Qualität der Kopplung des Empfängers mit der Sendeanordnung. Bei dem Kopplungsfaktor handelt sich um ein Qualitätsmaß für die elektromagnetische Kopplung zwischen Sender und Empfänger, also zwischen fahrzeugseitiger Spule und fahrbahnseitiger Spulenanordnung. Bei der induktiven Energieübertragung zwischen zwei Spulen ist beispielsweise eine in der fahrzeugseitigen Spule induzierte Spannung bzw. eine Leistungsaufnahme der fahrzeugseitigen Spule ein Maßstab für die Qualität der Kopplung. In diesem Fall wird daher die induzierte Spannung bzw. die kabellos übertragene Leistung gemessen bzw. berechnet/bestimmt. Bei dem Kopplungsfaktor handelt sich daher um eine elektrische oder magnetische Größe oder eine hieraus abgeleitete Größe.
  • Bevorzugt ist die Steuereinheit nunmehr derart eingerichtet, dass die Sollposition anhand dieses Kopplungsfaktors auf einen Maximalwert des Kopplungsfaktors geregelt wird. Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei optimaler Sollposition eine maximale Kopplung und damit eine maximale Leistungsaufnahme erreicht sind. Insofern besteht hierdurch die Möglichkeit, das Fahrzeug derart zu führen, dass das Maximum des Kopplungsfaktors als Maß für die Kopplung erreicht wird.
  • In bevorzugter Ausgestaltung ist die Steuereinheit weiterhin derart eingerichtet, dass für eine Grobpositionierung die Sollposition des Fahrzeugs anhand des Sollabstands bezüglich der Referenzmarkierung und eine Feinpositionierung anhand des Kopplungsfaktors geregelt wird. Durch dieses zweistufige Vorgehen wird das Fahrzeug zielgerichtet und hochgenau bezüglich der Sollposition autonom geführt.
  • Die Erfassungseinheit zur Bestimmung der Position der Sendeanordnung ist vorzugsweise weiterhin dazu eingerichtet, auf Informationen aus einem Navigationssystem zuzugreifen. Aus diesem erhält die Erfassungseinheit beispielsweise Informationen zu Streckenabschnitten, die eine derartige Sendeanordnung enthalten. Weiterhin können darüber hinaus auch Informationen im Hinblick auf den Abstand der Sendeanordnung bezüglich der Referenzmarkierung verfügbar sein. Mithilfe der Informationen aus dem Navigationssystem lässt sich das Fahrzeug zunächst auf die richtige Fahrspur führen bzw. eine Routenplanung wird so gewählt, dass das Fahrzeug entlang von Streckenabschnitten mit einer derartigen Spulenanordnung geführt wird. Weiterhin wird beispielsweise zu Beginn der Spulenanordnung eine gewünschte Geschwindigkeit eingestellt, welche für die Energieübertragung geeignet ist.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch ein Computerprogrammprodukt mit einem ausführbaren Programm, welches Befehle aufweist, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, diesen veranlassen, während des Fahrens eines Fahrzeug auf einer Fahrbahn automatisch den Verlauf einer externen Sendeanordnung zu erfassen und anschließend das Fahrzeug entlang des Verlaufs der externen Sendeanordnung autonom derart zu führen, dass der Empfänger bezüglich der Sendeanordnung in Richtung einer gewünschten Sollposition ausgerichtet wird. Bei dem Computer handelt es sich beispielsweise um eine zentrale Steuereinrichtung, die insbesondere die Steuereinheit sowie die Erfassungseinheit umfass.
  • Die im Hinblick auf das Fahrzeug angeführten bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Computerprogrammprodukt zu übertragen.
  • Unter Computerprogrammprodukt wird im einfachsten Fall das ausführbare Programm mit den entsprechenden Befehlen verstanden. Unter Computerprogrammprodukt wird jedoch auch ein Speicher- oder Trägermedium mit einem derartigen Computerprogrammprodukt verstanden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen in vereinfachten Darstellungen:
    • 1 eine Aufsicht auf ein Fahrzeug auf einer Fahrbahn mit einer integrierten Spulenanordnung sowie
    • 2 eine schematische Darstellung des Verlaufs eines Kopplungsfaktors bei der Kopplung zweier Flachspulen in Abhängigkeit eines lateralen Abstandes der Spulen von einer optimalen Sollposition.
  • 1 zeigt eine ausschnittsweise Darstellung einer Fahrbahn 2 mit einer Mittenmarkierung 4 sowie einer Seitenrandmarkierung, welche eine Referenzmarkierung 6 darstellt. Die Fahrbahn 2 erstreckt sich in einer Fahrbahnrichtung 8. Auf der Fahrbahn 2 befindet sich ein Fahrzeug 10. Die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 entspricht der Fahrbahnrichtung 8.
  • Die Fahrbahn 2 weist eine externe Spulenanordnung 12 mit mehreren Einzelspulen 14 auf. Die externe Spulenanordnung 12 erstreckt sich entlang einer ersten Mittenlinie 16 in Fahrbahnrichtung 8. Die Spulenanordnung 12 ist in die Fahrbahn 2 fest integriert.
  • Das Fahrzeug 10 weist eine (Empfänger-) Spule 18 auf, welche sich entlang einer zweiten Mittenlinie 20 erstreckt. Die fahrzeugseitige Spule 18 ist typischerweise im oder am Unterboden des Fahrzeugs 10 und damit möglichst nahe zur Fahrbahn 2 angeordnet. Ein vertikaler Abstand zwischen der externen Spulenanordnung 12 und der fahrzeugseitigen Spule 18 ist daher grundsätzlich baulich durch die Fahrbahn 2 und das Fahrzeug 10 festgelegt.
  • Die seitliche, laterale Ausrichtung der Spule 18 bezüglich der externe Spulenanordnung 12 ist durch eine entsprechende Führung des Fahrzeugs 2 variierbar. Beim Überfahren der externen Spulenanordnung 12 erfolgt bei einer geeigneten lateralen Ausrichtung der Spule 18 eine induktive Kopplung zwischen den beiden Spulen 12, 18 und hierüber eine kontakt- und kabellose Energieübertragung. Die übertragene Energie wird zum Laden einer hier nicht näher dargestellten Batterie des Fahrzeugs 10 verwendet. Die Energieübertragung sowie das Laden der Batterie werden über eine Ladesteuerung gesteuert. Die Qualität der kabellosen Energieübertragung hängt maßgeblich von einer möglichst optimalen Positionierung der beiden Spulen 18,12 zueinander ab. Typischerweise ist eine optimale Sollposition dann erreicht, wenn die beiden Mittenlinien 16, 18 in Überdeckung gebracht sind.
  • Um das Fahrzeug 10 und damit die Spule 18 in dieser optimalen Sollposition autonom zu führen, also in der optimalen lateralen Lage zwischen der externen Spulenanordnung 12 und der Spule 18, ist ein erweiterter Spurhalteassistent als Teil eines Fahrerassistenzsystems im Fahrzeug 10 verwirklicht. Dieser Spurhalteassistent weist als Komponenten mehrere Kameras 22 auf, speziell eine Frontkamera, eventuell eine Rückkamera sowie insbesondere 2 seitlich angeordnete Kameras 22, die insbesondere in Außenspiegeln des Fahrzeugs 10 integriert sind.
  • Weiterhin ist eine Steuereinheit 24 als Teil des Spurhalteassistenten vorgesehen. Die Steuereinheit 24 dient allgemein zum autonomen Steuern des Fahrzeugs 10. Unter autonomen Steuern werden in diesem Fall zunächst eine Richtungssteuerung und gegebenenfalls auch eine Geschwindigkeits-steuerung verstanden. Zur Richtungssteuerung werden entsprechende Lenkbefehle von der Steuereinheit 24 abgegeben, die an eine hier nicht näher dargestellte Lenkung des Fahrzeugs 2 übermittelt wird.
  • Weiterhin ist eine Erfassungseinheit 26 vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel Teil der Steuereinheit 24 ist und in dieser integriert ist. Die Erfassungseinheit 26 dient allgemein zur Ermittlung der Position der externen Spulenanordnung 12. Die Erfassungseinheit 26 erhält hierzu Informationen vorzugsweise aus mehreren Systemen. Zunächst wertet die Erfassungseinheit 26 hierzu Informationen der Kameras 22 aus. So ermittelt die Erfassungseinheit 26 beispielsweise auf Grundlage der seitlichen Referenzmarkierung 6 und bei einem bekannten Seitenabstand D1 der externen Spulenanordnung 12, speziell der ersten Mittenlinie 16 zur Referenzmarkierung 6 die (laterale) Position der externen Spulenanordnung 12 relativ zur fahrzeugseitigen Spule 18. Hierbei werden typischerweise noch bekannte Konstruktionsdaten des Fahrzeugs 10 berücksichtigt, insbesondere die Relativlage der Spule 18 bezüglich eines fahrzeugseitigen Referenzpunktes, von dem aus der aktuelle Abstand des Fahrzeugs 10 zur Referenzmarkierung 6 erfasst wird..
  • Darüber hinaus erhält die Erfassungseinheit 26 Daten und Informationen von einer elektrischen Steuereinrichtung 28, die elektrische und/oder magnetische Kenngrößen der Spule 18 auswertet. Anhand dieser Kenngrößen erfolgt ebenfalls eine Bestimmung der (aktuellen) Position der externen Spulenanordnung 12, wie nachfolgend insbesondere im Zusammenhang mit 2 näher erläutert wird.
  • Schließlich weist das Fahrzeug weiterhin ein Navigationssystem 30 auf, welches ebenfalls in Verbindung mit der Erfassungseinheit 26 steht und an diese Informationen überträgt.
  • Die Funktionsweise des erweiterten Spurhalteassistenten ist dabei wie folgt:
  • Mit Hilfe der Kameras 22 wird ein Seitenabstand D2 des Fahrzeugs 10 ermittelt, also eines Referenzpunktes des Fahrzeugs 10 zur Referenzmarkierung 6. Anhand der baulich bekannten Abmessungen des Fahrzeugs 10 und der Positionierung der Spule 18 innerhalb des Fahrzeugs 10 ist weiterhin ein Seitenabstand D3 der Spule 18, genauer der zweiten Mittenlinie 20 in Relation zum Referenzpunkt des Fahrzeugs bekannt, von dem aus der Seitenabstand D2 bestimmt ist. Aus den beiden Seitenabständen D2, D3 lässt sich daher der Gesamtabstand der Spule 18 relativ zur Referenzmarkierung 6 identifizieren. Diese Gesamtabstand (D2 + D3) wird mit dem Seitenabstand D1 verglichen. Der Seitenabstand D1 ist zugleich ein Soll-Abstand, auf den der Gesamtabstand (D2 + D3) mithilfe des Spurhalteassistenten geregelt wird. Der Soll-Abstand definiert daher eine (laterale) Sollposition des Fahrzeugs relativ zur Referenzmarkierung 6.
  • Es wird daher fortlaufend der Seitenabstand D2 überprüft und ermittelt, ob der Gesamtabstand mit dem Sollabstand überein stimmt. Falls dies nicht der Fall ist, werden entsprechende Lenkbefehle über die Steuereinheit 24 an die Lenkung abgegeben. Dieser Vergleich und das (Nach-) Führen des Fahrzeugs 10 in Richtung zur Sollposition erfolgen kontinuierlich und automatisch im Rahmen eines Regelalgorithmus.
  • Alternativ und vorzugsweise ergänzend hierzu erfolgt für eine hochgenaue Ausrichtung des Fahrzeugs 10 eine Regelung auf die gewünschte Sollposition bzw. den Sollabstand anhand eines elektromagnetischen Kopplungsfaktors K:
  • 2 zeigt in einer schematischen, vereinfachten Darstellung den Kopplungsfaktor K, der aufgetragen ist gegenüber einen lateralen Versatz x der Spule 18 von der Sollposition. Der laterale Versatz x entspricht beispielsweise dem Abstand zwischen den beiden Mittenlinien 16, 20. Eine optimale Orientierung ist erreicht, wenn kein Versatz x vorliegt, wenn also die beiden Mittenlinien 16,20 zur Überdeckung gelangen. Der Kopplungsfaktor K erreicht in dieser Null-Position einen Maximalwert und fällt mit zunehmendem lateralen Versatz hiervon zunehmend ab. Die in 2 dargestellte Kurve ist eine beispielhafte Kurve für zwei miteinander gekoppelte Flachspulen. Die Regelung erfolgt nunmehr derart, dass mithilfe des Spurhalteassistenten eine maximale Kopplung, also ein maximaler Kopplungsfaktor eingestellt wird. Der Kopplungsfaktor ist beispielsweise ein Maß für die in die Spule 18 induzierte Spannung und/oder ein Maß für die von der Spule 18 aufgenommene Leistung.
  • In bevorzugter Ausgestaltung erfolgt zunächst über die Referenzmarkierung 6 eine erste Grobpositionierung des Fahrzeugs 10 und über den Kopplungsfaktor K eine nachfolgende Feinpositionierung des Fahrzeugs 10 bezüglich der gewünschten Sollposition. Durch diese Positionierung in die Sollposition erfolgt daher während des Fahrens eine autonome, dynamische Spurhalteführung des Fahrzeugs 10.
  • Durch diese dynamische Spurhalteführung des Fahrzeugs 10 entlang der (lateralen) Sollposition für ein dynamisches, kabelloses und insbesondere induktives Laden werden speziell folgende Vorteile erzielt:
    • - es wird eine optimale Positionierung des Fahrzeugs 10 über der in der Fahrbahn 2 verbauten Spulenanordnung 12 während der Fahrt erreicht,
    • - es wird eine optimierte Energieübertragung und damit ein optimiertes Laden eine Fahrzeugbatterie während des Fahrens gewährleistet,
    • - aufgrund der optimierten Ausrichtung sind infrastrukturseitig, also auf Seiten der Fahrbahn kleine Spulengrößen und damit geringe Infrastrukturkosten ermöglicht,
    • - es sind kleine Spulen im Fahrzeug 10 möglich,
    • - der schaltungstechnische Aufwand für eine Optimierung der Energieübertragung kann aufgrund der optimierten Positionierung gering gehalten werden,
    • - es können einfache Spulengeometrien verwendet werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 2
    Fahrbahn
    4
    Mittenmarkierung
    6
    Referenzmarkierung
    8
    Fahrbahnrichtung
    10
    Fahrzeug
    12
    externe Spulenanordnung
    14
    Einzelspule
    16
    erste Mittenlinie
    18
    Spule
    20
    zweite Mittenlinie
    22
    Kamera
    24
    Steuereinheit
    26
    Erfassungseinheit
    28
    elektrische Steuerung
    30
    Navigationssystem
    D1
    Seitenabstand zwischen Spulenanordnung und Referenzmarkierung
    D2
    Seitenabstand zwischen Fahrzeug und Referenzmarkierung
    D3
    Seitenabstand zur Spule
    K
    Kopplungsfaktor
    X
    lateraler Versatz
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 9802501 B2 [0004]
    • DE 102012019751 A1 [0005]
    • KR 2017116374 A [0007]

Claims (10)

  1. Fahrzeug (10) zum Befahren einer Fahrbahn (2) mit - einem Empfänger, insbesondere eine Spule (18) für eine kabellose Energieübertragung von einer externen Sendeanordnung, insbesondere eine externe Spulenanordnung (12), - einer Erfassungseinheit (26), die dazu eingerichtet ist, während des Fahrens auf der Fahrbahn (2) den Verlauf der externen Sendeanordnung zu erfassen, die entlang der Fahrbahn (2) verläuft, - einer Steuereinheit, die dafür eingerichtet ist, das Fahrzeug (10) autonom entlang des erfassten Verlaufs der externen Sendeanordnung derart zu führen, dass der Empfänger bezüglich der Sendeanordnung in Richtung zu einer gewünschten Sollposition für die Energieübertragung ausgerichtet wird.
  2. Fahrzeug (10) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (24) dafür eingerichtet ist, die Position des Fahrzeugs (10) bezüglich einer Referenzmarkierung (6) zu erfassen und bei bekannter Positionierung der Sendeanordnung zur Referenzmarkierung (6) das Fahrzeug (10) anhand dieser in die Sollposition zu führen.
  3. Fahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Kamerasystem mit Kameras (22) zur Identifizierung der Referenzmarkierung(6) angeordnet ist.
  4. Fahrzeug (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Kamerasystem seitlich am Fahrzeug angeordnete Kameras (22) aufweist.
  5. Fahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (24) derart eingerichtet ist, dass die Sollposition anhand eines seitlichen Sollabstands des Fahrzeugs (10) zu der Referenzmarkierung (6) geregelt wird.
  6. Fahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erfassungseinheit (26) zur Ermittlung eines Kopplungsfaktors (K) ausgebildet ist, wobei der Kopplungsfaktor (K) eine Aussage über die Qualität der Kopplung des Empfängers mit der Sendeanordnung enthält.
  7. Fahrzeug (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuereinheit (24) derart eingerichtet ist, dass die Sollposition anhand des Kopplungsfaktors (K) auf einen Maximalwert des Kopplungsfaktors geregelt wird.
  8. Fahrzeug (10) nach Anspruch 5 und nach Anspruch 7, wobei die Steuereinheit (24) derart eingerichtet ist, dass die Sollposition für eine Grobpositionierung anhand des Sollabstandes und für eine Feinpositionierung anhand des Kopplungsfaktors (K) geregelt wird.
  9. Fahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erfassungseinheit (26) dazu eingerichtet ist, zur Ermittlung der Sendeanordnung auf Informationen aus einem Navigationssystem (30) zuzugreifen.
  10. Computerprogrammprodukt mit einem ausführbaren Programm, welches Befehle enthält, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, folgende Schritte automatisch auszuführen - Erfassen des Verlaufs einer externen Sendeanordnung während des Fahrens eines Fahrzeugs (10) auf einer Fahrbahn (2), - Führen des Fahrzeugs (10) entlang des Verlaufs der externen Sendeanordnung derart, dass der Empfänger bezüglich der Sendeanordnung in Richtung zu einer gewünschten Sollposition für eine Energieübertragung zu einem im Fahrzeug (10) angeordneten Empfänger ausgerichtet wird.
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