DE102019000372A1 - Ladeeinheit zum induktiven Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs und Verfahren hierzu - Google Patents

Ladeeinheit zum induktiven Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs und Verfahren hierzu Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladeeinheit (2) zum induktiven Aufladen eines elektrischen Energiespeichers (5) eines Kraftfahrzeugs (1) anhand eines elektromagnetischen Wechselfeldes (7), mit
- einer Erfassungseinheit (4) zum Erfassen lebender Objekte und zum Ausgeben eines ersten Signalwerts im Falle keiner Detektion eines lebenden Objekts und zweiten Signalwerts im Falle der Detektion eines lebenden Objekts, wobei
- die Ladeeinheit (2) dazu ausgebildet ist, das Aufladen des elektrischen Energiespeichers (5) abzubrechen und/oder eine Abschaltung des elektromagnetischen Wechselfeld (7) zu kommandieren, wenn der zweite Signalwert vorliegt.
Um die Ladeeinheit (2) derart weiterzuentwickeln, dass eine zielgerichtetere Bereitstellung einer Marderschutzfunktion ermöglicht wird, ist vorgesehen, dass
- die Erfassungseinheit (4) zusätzlich dazu ausgebildet ist, nur im Falle der Detektion eines lebenden Objekts vorbestimmter Größe einen von dem zweiten Signalwert verschiedenen dritten Signalwert auszugeben, und
- die Ladeeinheit (2) dazu ausgebildet ist, einem Abschreckmittel (9) die Erzeugung eines visuellen, olfaktorischen oder akustischen Reizsignals zu kommandieren, wenn der dritte Signalwert vorliegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ladeeinheit zum induktiven Aufladen eines elektrischen Energiespeichers. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Ladeeinheit zum induktiven Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs anhand eines elektromagnetischen Wechselfeldes.
  • Abgestellte Kraftfahrzeuge stellen für freilaufende Tiere, insbesondere Marder und andere Nagetiere, einen idealen Rückzugsort dar. Insbesondere die Abwärme eines noch vom Fahren warmen Motors und/oder eine dunkle oder verwinkelte Struktur im Motorraum sorgen für einen geschützten und warmen Unterschlupf. Nicht selten kommt es durch Marderbisse zur aufwendigen und kostspieligen Schäden am Kraftfahrzeug. Insbesondere an Kabeln, Schläuchen, Matten und Belägen werden häufig Schäden von Mardern verursacht. Dies kann Autos in ihrer Funktionsweise beeinträchtigen oder sogar komplett lahmlegen.
  • Bekannt sind beispielsweise Marderschutzeinrichtungen, welche durch die Abgabe unangenehmer Töne Marder fernhalten sollen. Eine vergleichbare Einrichtung ist beispielsweise aus der DE 10 2014 222 486 A1 bekannt.
  • Aus der DE 10 2015 224 000 A 1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, welches mindestens eine elektrische Maschine und mindestens ein leistungselektrisches System aufweist, wobei innerhalb des leistungselektrischen Systems und/oder innerhalb der elektrischen Maschine ein Geräusch im Ultraschallbereich erzeugt wird.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zielgerichtetere Bereitstellung einer Marderschutzfunktion zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung beruht auf der Idee, eine Erfassungseinheit zum Erkennen lebender Objekte, wie sie im Rahmen einer induktiven Ladeeinheit bekannt ist, einem Doppelnutzen zuzuführen. Eine derartige Erfassungseinheit kann dann sowohl als Sicherheitseinrichtung für einen induktiven Ladevorgang als auch zum Erkennen von Mardern sowie zum Ansteuern einer entsprechenden Marderschutzeinrichtung verwendet werden.
  • Um nun eine Ladeeinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 derart weiterzuentwickeln, dass eine zielgerichtetere Bereitstellung einer Marderschutzfunktion ermöglicht wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
    • - die Erfassungseinheit zusätzlich dazu ausgebildet ist, nur im Falle der Detektion eines lebenden Objekts vorbestimmter Größe einen von dem zweiten Signalwert verschiedenen dritten Signalwert auszugeben, und
    • - die Ladeeinheit dazu ausgebildet ist, einem Abschreckmittel die Erzeugung eines visuellen, olfaktorischen oder akustischen Reizsignals zu kommandieren, wenn der dritte Signalwert vorliegt.
  • Das Abschreckmittel kann beispielsweise nach Art einer aus dem Stand der Technik bekannten Marderschutzeinrichtung ausgeführt sein. Es ist somit vorgesehen, dass die Marderschutzeinrichtung nur dann oder genau dann aktiviert wird, wenn der dritte Signalwert vorliegt. Dies ist dann der Fall, wenn ein Leben des Objekts vorbestimmter Größe, wobei die vorbestimmte Größe insbesondere von der Größe eines Marders abgeleitet ist, erfasst beziehungsweise detektiert wird. Auf diese Weise kann das Abschreckmittel zielgerichtet genau dann eingesetzt werden, wenn sich ein Marder im oder am Kraftfahrzeug aufhält. Ein durchgehender Betrieb der Marderschutzeinrichtung, also eine durchgehende Erzeugung des visuellen, faktischen oder akustischen Reizsignals, ist dann nicht nötig.
  • Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 5, welches erfindungsgemäß derart weiterentwickelt ist, dass
    • - durch die Erfassungseinheit nur im Falle der Detektion eines lebenden Objekts vorbestimmter Größe zusätzlich ein von dem zweiten Signalwert verschiedener dritten Signalwert ausgegeben wird, und
    • - einem Abschreckmittel die Erzeugung eines visuellen, olfaktorischen oder akustischen Reizsignals kommandiert wird, wenn der dritte Signalwert vorliegt.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen betreffend die erfindungsgemäße Ladeeinheit bilden auch das erfindungsgemäße Verfahren weiter und umgekehrt. Die Ladeeinheit kann an einem Kraftfahrzeug anordenbar sein oder angeordnet sein. Dementsprechend ist ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Ladeeinheit. Die Ladeeinheit sowie das Abschreckmittel können Teil des Kraftfahrzeugs sein.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung(en). Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die einzige Fig. zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Ladeeinheit 2. Die Ladeeinheit 2 ist zum induktiven Aufladen eines elektrischen Energiespeichers 5 des Kraftfahrzeugs 1 anhand eines elektromagnetischen Wechselfeldes 7 ausgebildet. Bei dem Kraftfahrzeug 1 handelt es sich insbesondere um ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug. Das Kraftfahrzeug 1 weist vorliegend eine elektrische Maschine 6 zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 1 auf. Durch die elektrische Maschine 6 wird somit beispielsweise eine Vorwärtsfahrt und/oder Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs 1 ermöglicht. Die elektrische Maschine 6 ist dazu ausgebildet, ein Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 1 auf mehrere Räder des Kraftfahrzeugs 1 abzugeben. Alternativ kann die elektrische Maschine 6 dazu ausgebildet sein, nur auf ein Rad ein Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 1 abzugeben. In diesem Fall weist das Kraftfahrzeug 1 insbesondere mehrere elektrische Maschinen auf, wobei mehreren Rädern eine jeweilige der mehreren elektrischen Maschinen zugeordnet ist. Zusätzlich zu der elektrischen Maschine 6 beziehungsweise zu den mehreren elektrischen Maschinen 6 kann das Kraftfahrzeug 1 eine Verbrennungskraftmaschine aufweisen.
  • Der elektrische Energiespeicher 5 ist dazu ausgebildet, die elektrische Maschine 6 mit elektrischer Energie zu versorgen. Der elektrische Energiespeicher 5 kann als sogenannte Traktionsbatterie ausgeführt sein. Dabei ist der elektrische Energiespeicher 5 insbesondere wiederaufladbar ausgeführt. Beispielsweise kann es sich bei dem elektrischen Energiespeicher 5 um einen Lithiumionen-Akku handeln. Der elektrische Energiespeicher 5 ist insbesondere als Hochvolt-Speicher ausgeführt, vorzugsweise mit einem nominellen Spannungsniveau von mehr als 80 V, nochmals bevorzugt mehr als 200 V. Beispielsweise kann das nominelle Spannungsniveau des elektrischen Energiespeichers 5 400 V betragen.
  • Die Ladeeinheit 2 weist eine Empfangseinheit 3 auf, die insbesondere als Spule beziehungsweise Induktivität ausgeführt ist. Bei einer Energieübertragung über das elektromagnetische Wechselfeld 7 wird die Empfangseinheit 3 insbesondere als Sekundärspule eingesetzt. Die Empfangseinheit 3 ist dazu ausgebildet, eine über das elektromagnetische Wechselfeld 7 übertragene Leistung in eine elektrische Leistung umzuwandeln. Dies erfolgt insbesondere durch Induktion. Mit anderen Worten wird durch das elektromagnetische Wechselfeld 7 beim induktiven Aufladen eine Spannung in der Empfangseinheit 3 induziert. Beispielsweise wird das elektromagnetische Wechselfeld 7 durch eine fahrzeugexterne korrespondierende Ladeeinheit 8 erzeugt. Die korrespondierende Ladeeinheit 8 kann eine weitere Spule beziehungsweise Induktivität aufweisen. Dementsprechend kann die korrespondierende Ladeeinheit 8 eine Primärspule aufweisen.
  • Aufgrund möglicher Gefahren durch das elektromagnetische Wechselfeld 7 weist die Ladeeinheit 2 eine Erfassungseinheit 4 auf. Die Erfassungseinheit 4 kann beispielsweise einen Ultraschallsensor oder einen Radarsensor aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann Erfassungseinheit 4 einen beliebigen anderen Sensor, beispielsweise eine Kamera, einen Bewegungsmelder oder einen Wärmesensor, aufweisen. Die Erfassungseinheit 4 ist dazu ausgebildet, lebende Objekte in einem Wirkbereich der Ladeeinheit 2 zu erfassen. Beispielsweise entspricht der Wirkbereich einem Bereich, über welchen sich während eines Ladevorgangs das elektromagnetische Wechselfeld 7 erstreckt. Der Wirkbereich kann jedoch auch größer als der genannte Bereich sein.
  • Die Erfassungseinheit 4 ist dazu ausgebildet, ein Signal auszugeben, welches anzeigt, ob sich ein lebendes Objekt in dem Wirkbereich der Ladeeinheit 2 befindet oder nicht. Beispielsweise gibt die Erfassungseinheit 4 einen ersten Signalwert aus, wenn kein lebendes Objekt detektiert wird. Mit anderen Worten nimmt das Signal den ersten Wert an, wenn kein lebendes Objekt durch die Erfassungseinheit 4 detektiert wird. Beispielsweise gibt die Erfassungseinheit 4 einen zweiten Signalwert aus, nur wenn ein lebendes Objekt detektiert wird. Insbesondere nimmt das Signal genau dann den zweiten Wert an, wenn ein lebendes Objekt durch die Erfassungseinheit 4 in dem Wirkbereich detektiert wird. Der erste Wert des Signals kann auch in einer Abschaltung einer Spannung beziehungsweise in der Nicht-Ausgabe des Signals liegen. Beispielsweise wird das Signal mittels einer Spannung ausgegeben. Der erste Signalwert kann dann durch einen Spannungswert von 0 V und der zweite Signalwert durch einen von 0 V verschiedenen Spannungswert bereitgestellt sein.
  • Zusätzlich ist die Erfassungseinheit 4 dazu ausgebildet, einen dritten Signalwert auszugeben, wenn ein lebendes Objekt einer vorbestimmten Größe detektiert wird. Vorzugsweise erlaubt die Erfassungseinheit 4 hierzu die Vermessung der Größe eines detektiert lebenden Objekts. Dies ist für die oben beispielhaft genannten Sensoren der Fall. Alternativ oder zusätzlich zur Größe des lebenden Objekts kann eine Form des lebenden Objekts herangezogen werden. Beispielsweise wird der dritte Signalwert genau dann ausgegeben, wenn das lebende Objekt eine vorbestimmte Form aufweist. Insbesondere ist die vorbestimmte Größe an einen Marder oder andere Nagetiere angepasst. Analog kann die vorbestimmte Form an die Form eines Marders oder eines anderen Nagetieres angepasst sein. Mit anderen Worten wird der dritte Signalwert insbesondere genau dann ausgegeben, wenn ein lebendes Objekt mit der vorbestimmten Größe, also der Größe eines Marders oder eines anderen Nagetiere, in dem Wirkbereich oder einem davon unterschiedlichen, insbesondere größeren, Erfassungsbereich detektiert wird. Der dritte Signalwert charakterisiert somit die Anwesenheit eines lebenden Objekts mit der vorbestimmten Größe in dem Wirkbereich beziehungsweise dem Erfassungsbereich. Die vorbestimmte Größe kann durch ein jeweiliges Intervall bezüglich einer Länge Höhe und Breite definiert sein. Konkret kann das Vorliegen des dritten Signals somit die Anwesenheit eines Marders beziehungsweise eines anderen Tieres charakterisieren oder nahelegen.
  • Der dritte Signalwert kann bei Detektion des lebenden Objekts der vorbestimmten Größe zusätzlich oder alternativ zu dem zweiten Signalwert ausgegeben werden. Der dritte Signalwert kann optional mittels eines weiteren Signals ausgegeben werden. Mit anderen Worten kann die Erfassungseinheit 4 zwei Signale ausgeben, von denen ein erstes Signal den ersten und den zweiten Signalwert annehmen kann und ein zweites Signal den dritten Signalwert annehmen kann. Alternativ kann ein einziges Signal den ersten, den zweiten und den dritten Signalwert annehmen, wenn die jeweiligen Bedingungen vorliegen.
  • Bei Vorliegen des zweiten Signalwerts wird das induktive Aufladen des Kraftfahrzeugs 1 gestoppt. Insbesondere wird durch die Ladeeinheit 2 eine Abschaltung des elektromagnetischen Wechselfeldes 7 kommandiert, wenn der zweite Signalwert vorliegt. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Kommunikation der Ladeeinheit 2 mit der korrespondierenden Ladeeinheit 8 erfolgen. Im Rahmen dieser Kommunikation kann die Ladeeinheit 2 der korrespondierenden Ladeeinheit 8 die Abschaltung des elektromagnetischen Wechselfeldes 7 kommandieren. Bei Vorliegen des ersten Signalwerts ist die Erzeugung des elektromagnetischen Wechselfeldes 7 beziehungsweise das induktive Aufladen des Kraftfahrzeugs 1 insbesondere freigegeben.
  • Bei Vorliegen des dritten Signalwerts wird ein Abschreckmittel 9 des Kraftfahrzeugs 1 angesteuert. Bei Vorliegen des dritten Signalwerts wird das Abschreckmittel 9 insbesondere derart angesteuert, dass durch dieses ein visuelles, olfaktorisches oder akustisches Reizsignal ausgegeben wird. Das Reizsignal ist insbesondere zur Abschreckung eines Marders vorgesehen. Mit anderen Worten ist das Reizsignal derart ausgewählt beziehungsweise ausgeführt, dass durch dieses ein Marder abgeschreckt werden kann. Infolge des dritten Signalwerts („Marder-erkannt-Signal“) kann allgemein einer oder mehrere Aktoren des Abschreckmittels 9 den Marder dahingehend stören, dass dieser von seinem Vorhaben, im Kraftfahrzeug 1 Unterschlupf zu suchen, ablässt. Beispielsweise weist das Abschreckmittel 9 hierzu eine Hupe, einen Lautsprecher einen Ultraschall-Emitter, ein Leuchtmittel oder einen Geruchsgeber auf. Es können mehrere der genannten Optionen kombiniert werden. Beispielsweise ist der Geruchsgeber in Form einer elektrisch aktivierbar Sprühdose bereitgestellt. Durch die Sprühdose wird insbesondere ein Wirkstoff versprüht, wenn der dritte Signalwert vorliegt. Ein Beispiel für einen solchen Wirkstoff ist beispielsweise Geraniol und/oder PMBO. Alternativ oder zusätzlich kann ein visuelles Lichtsignal ausgegeben werden, wenn der dritte Signalwert vorliegt. Alternativ oder zusätzlich kann ein Geräusch und/oder ein Ultraschallsignal ausgegeben werden, wenn der dritte Signalwert vorliegt.
  • Die Erfindung ermöglicht die Verhinderung von aufwändigen und teuren Marderschäden durch innovative Nutzung der Erfassungseinheit 4. Durch diese Nutzung wird ein Doppelnutzen für die Erfassungseinheit 4, sowohl als Marderschutz als auch als Schutzeinrichtung für das induktive Laden, ermöglicht. Insbesondere ist entscheidend, dass durch eine systeminhärente Funktion des induktiven Ladens, nämlich die Erkennung lebende Objekte (auch mit dem englischen Fachbegriff „living object detection“ bezeichnet) derart kalibriert wird, dass Marder und ähnliche Tiere frühzeitig erkannt werden. Auf diese Weise kann bereits frühzeitig das Reizsignal ausgegeben werden. Auf diese Weise wird sowohl die Fahrzeugelektronik als auch die korrespondierende Ladeeinheit 8 geschützt. Außerdem kann sich der Marder oder das ähnliche Tier nicht in das induktive Wechselfeld 7 bewegen, was zu einer Abschaltung der Ladefunktion führen würde. Hierfür ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Erfassungsbereich größer ist als der Wirkbereich der Ladeeinheit 2.Dadurch erhöht sich die Ladeverfügbarkeit und verkürzt sich die Ladezeit.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftfahrzeug
    2
    Ladeeinheit
    3
    Empfangseinheit
    4
    Erfassungseinheit
    5
    elektrischer Energiespeicher
    6
    elektrische Maschine
    7
    elektromagnetisches Wechselfeld
    8
    Ladeeinheit
    9
    Abschreckmittel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014222486 A1 [0003]
    • DE 102015224000 A [0004]

Claims (5)

  1. Ladeeinheit (2) zum induktiven Aufladen eines elektrischen Energiespeichers (5) eines Kraftfahrzeugs (1) anhand eines elektromagnetischen Wechselfeldes (7), mit - einer Erfassungseinheit (4) zum Erfassen lebender Objekte und zum Ausgeben eines ersten Signalwerts im Falle keiner Detektion eines lebenden Objekts und zweiten Signalwerts im Falle der Detektion eines lebenden Objekts, wobei - die Ladeeinheit (2) dazu ausgebildet ist, das Aufladen des elektrischen Energiespeichers (5) abzubrechen und/oder eine Abschaltung des elektromagnetischen Wechselfeld (7) zu kommandieren, wenn der zweite Signalwert vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass - die Erfassungseinheit (4) zusätzlich dazu ausgebildet ist, nur im Falle der Detektion eines lebenden Objekts vorbestimmter Größe einen von dem zweiten Signalwert verschiedenen dritten Signalwert auszugeben, und - die Ladeeinheit (2) dazu ausgebildet ist, einem Abschreckmittel (9) die Erzeugung eines visuellen, olfaktorischen oder akustischen Reizsignals zu kommandieren, wenn der dritte Signalwert vorliegt.
  2. Ladeeinheit (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinheit (2) das Abschreckmittel (9) umfasst, wobei das Abschreckmittel (9) ein elektronisch ansteuerbares Sprühmittel zum Abgeben eines geruchsgebenden Wirkstoffs umfasst.
  3. Ladeeinheit (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (4) einen Ultraschallsensor und/oder einen Radarsensor umfasst.
  4. Ladeeinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Größe von der Größe eines Marders abgeleitet ist.
  5. Verfahren zum Betreiben einer Ladeeinheit (2) zum induktiven Aufladen eines elektrischen Energiespeicher (5) eines Kraftfahrzeugs (1) anhand eines elektromagnetischen Wechselfeldes (7), mit den Schritten: - Erfassen lebender Objekte in einem Wirkbereich des elektromagnetischen Wechselfeldes (7) und Ausgeben eines ersten Signalwerts im Falle keiner Detektion eines lebenden Objekts und zweiten Signalwerts im Falle der Detektion eines lebenden Objekts, wobei - das Aufladen des elektrischen Energiespeichers (5) abgebrochen wird und/oder eine Abschaltung des elektromagnetischen Wechselfeld (7) kommandiert wird, wenn der zweite Signalwert vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass - durch die Erfassungseinheit (4) nur im Falle der Detektion eines lebenden Objekts vorbestimmter Größe zusätzlich ein von dem zweiten Signalwert verschiedener dritten Signalwert ausgegeben wird, und - einem Abschreckmittel (9) die Erzeugung eines visuellen, olfaktorischen oder akustischen Reizsignals kommandiert wird, wenn der dritte Signalwert vorliegt.
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DE102020211334A1 (de) 2020-09-09 2022-03-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren, Computerprogramm und Vorrichtung zum Betreiben einer Tierabwehreinrichtung eines Fortbewegungsmittels

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