DE102020202948A1

DE102020202948A1 - Verfahren zur automatischen Neupositionierung eines zumindest teilautonom betriebenen Fahrzeugs an einer induktiven Ladestation, Neupositionierungsvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102020202948A1
Application number: DE102020202948.2A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Ehmann; Robin Richter
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2021-09-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Neupositionierung eines zumindest teilautonom betriebenen Fahrzeugs an einer induktiven Ladestation sowie eine Neupositionierungsvorrichtung für ein Fahrzeug zur automatischen Neupositionierung eines zu ladenden Fahrzeugs auf einem Ladeplatz einer induktiven Ladestation.Es ist vorgesehen, dass ein zu ladendes Fahrzeug (12) mit einer Neupositionierungsvorrichtung (10) prüft, ob eine optimale Positionierung des Fahrzeugs (12) an einem Ladeplatz (14) für einen Ladevorgang möglich ist. Wenn dies nicht möglich ist, wird ein dafür verantwortliches Hindernis identifiziert und anschließend überwacht. Sobald sich an dieser Situation etwas ändert, wird die aktuelle Positionierung, welche gegebenenfalls bereits einen suboptimalen Teilladevorgang ermöglicht, automatisch verbessert, um im Vergleich zur vorherigen Positionierung einen verbesserten Ladevorgang zu ermöglichen. Zudem werden eine entsprechende Neupositionierungsvorrichtung (10) und ein Fahrzeug (12) vorgestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Neupositionierung eines zumindest teilautonom betriebenen Fahrzeugs an einer induktiven Ladestation sowie eine Neupositionierungsvorrichtung für ein Fahrzeug zur automatischen Neupositionierung eines zu ladenden Fahrzeugs auf einem Ladeplatz einer induktiven Ladestation.
Bei induktiven Ladevorgängen von elektrischen Fahrzeugen hat die genaue relative Positionierung von Sende- und Empfangsspulen einen hohen Einfluss auf einen erfolgreichen und effizienten Ladevorgang. Die für einen Ladevorgang optimale Position kann aber gegebenenfalls auf Grund von Hindernissen nicht immer erreicht werden. Beispielsweise kann ein in einer Garage vorgesehener Ladeplatz aufgrund von dort abgestellten Gegenständen nicht oder nur teilweise erreicht werden. Bisherige Lösungen fokussieren die Vermeidung von Kollisionen mit Objekten, welche sich in der Nähe einer Ladestation befinden. Auch sind bereits technische Vorschläge bekannt, welche nach einem erfolgreichen Ladevorgang vorsehen, einen automatischen Freigabevorgang dieser Ladestation zu bewirken. Aus dem Stand der Technik werden nachfolgend einige Beispiele genannt, welche sich im weitesten Sinne mit der zuvor genannten Thematik beschäftigen.
So sind aus der Druckschrift DE 10 2018 108 100 A1 Fahrzeugarchitekturen, -vorrichtungen und -steuerungsalgorithmen zum Verwalten der kabellosen Ladung eines Fahrzeugs als bekannt zu entnehmen. Offenbart sind Steueralgorithmen und Systemarchitekturen zum Verwalten des drahtlosen Ladens von Fahrzeugen, einschließlich Fahrzeugen mit wiederaufladbaren Batteriepacks, drahtlosen Ladefähigkeiten und Steuerlogik zum Steuern eines solchen Ladens. Es wird zudem ein Verfahren zum Verwalten des Ladens einer elektrischen Speichereinheit eines Kraftfahrzeugs an einer drahtlosen Fahrzeugladestation offenbart. Das Verfahren umfasst: Empfangen eines Sensorsignals, welches das Erfassen eines Hindernisses in einer vorbestimmten Nähe der Fahrzeugladestation anzeigt; Bestimmen, ob das wahrgenommene Hindernis lebendig oder leblos ist; Initiieren einer ersten Abhilfemaßnahmestrategie über eine Fahrzeugsteuerung, die auf das erkannte Hindernis als lebendes Objekt reagiert und das Fahrzeug anweist, eine visuelle oder akustische Anzeige der Bewegung des lebenden Objekts zu erzeugen; und Initiieren einer zweiten AbhilfemaßnahmeStrategie über die Fahrzeugsteuerung in Reaktion auf das erfasste Hindernis als ein lebloses Objekt, welches das Kraftfahrzeug anweist, sich zu bewegen und dadurch einen Kontakt mit dem Objekt zu vermeiden.
Aus der Druckschrift DE 10 2015 200 018 B4 ist zudem das Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs als bekannt zu entnehmen. Insbesondere wird dabei ein Verfahren zum Aufladen eines Energiespeichers eines Fahrzeugs an einer Ladestation offenbart. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte: Erfassen eines Befehls zum Aufladen des Energiespeichers an der Ladestation innerhalb des Fahrzeugs, Erstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation, Senden von ersten Informationen des Fahrzeugs an die Ladestation mittels der Kommunikationsverbindung und Senden von zweiten Informationen der Ladestation an das Fahrzeug mittels der Kommunikationsverbindung in Antwort auf die ersten Informationen, wobei die Informationen, welche von der Ladestation an das Fahrzeug gesendet werden, eine Information über einen freien Ladeplatz der Ladestation umfassen, an welchem das Fahrzeug zum Aufladen seines Energiespeichers parkbar ist, wobei während eines Ladens des Energiespeichers des Fahrzeugs von der Ladestation ein Umgebungsbereich des Fahrzeugs mit mindestens einem Sensor des Fahrzeugs überwacht wird und wobei das Laden des Energiespeichers abgebrochen wird, sobald erfasst wird, dass sich ein dem Fahrzeug näherndes Objekt einen vorbestimmten Abstand zu dem Fahrzeug unterschreitet.
Aus der Druckschrift WO 2016/055181 A1 ist zudem ein Verfahren zur Steuerung eines Systems zur induktiven Energieübertragung als bekannt zu entnehmen. Insbesondere wird ein Verfahren zum Betrieb einer induktiven Ladevorrichtung für ein Fahrzeug offenbart, wobei das Fahrzeug im Fahrzeugunterboden mindestens eine sekundäre Spule aufweist, wobei mindestens ein Magnetfeldsensor zur Messung eines Magnetfeldes der induktiven Ladevorrichtung auf einer Fahrzeugaußenlinie oder zwischen der Fahrzeugaußenlinie und der sekundären Spule angeordnet ist, wobei in einem ersten Verfahrensschritt die Ladeleistung der induktiven Ladevorrichtung gedrosselt wird, wenn das mit dem Magnetfeldsensor gemessene Magnetfeld der induktiven Ladevorrichtung einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren zur automatischen Neupositionierung eines zumindest teilautonom betriebenen Fahrzeugs an einer induktiven Ladestation und eine entsprechende Neupositionierungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche auch bei suboptimalen Ausgangssituationen optimale Ladevorgänge von Fahrzeugen an solchen Ladestationen gewährleisten.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Verfahren zur automatischen Neupositionierung eines zumindest teilautonom betriebenen Fahrzeugs an einer induktiven Ladestation bereitgestellt wird. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte: Erreichen eines Umgebungsbereichs eines Ladeplatzes einer induktiven Ladestation mit einem zu ladenden Fahrzeug, Überprüfen mittels einer Sensorvorrichtung einer Neupositionierungsvorrichtung des Fahrzeugs, welche mit einer Zentralrecheneinheit des Fahrzeugs gekoppelt ist, ob eine optimale Positionierung des Fahrzeugs an diesem Ladeplatz für einen Ladevorgang möglich ist, wobei sowohl leblose und/oder lebendige Objekte in dem Umgebungsbereich des Ladeplatzes als auch leblose und/oder lebendige Objekte, welche sich zumindest teilweise auf dem Ladeplatz befinden, berücksichtigt werden, bei Feststellung, dass keine optimale Positionierung des Fahrzeugs möglich ist: Identifizieren mittels der Sensorvorrichtung von zumindest einem leblosen und/oder lebendigen Objekt, welches die optimale Positionierung des Fahrzeugs behindert, Positionierung des Fahrzeugs vor dem Ladeplatz oder suboptimale Positionierung des Fahrzeugs teilweise auf dem Ladeplatz jeweils in Abhängigkeit des zumindest einen identifizierten leblosen und/oder lebendigen Objekts.
Das Verfahren umfasst dabei zudem die folgenden Schritte: Benutzerdefiniert einstellbares Überwachen des zumindest einen identifizierten leblosen und/oder lebendigen Objekts hinsichtlich einer Ortsveränderung und/oder einer Zustandsänderung dieses Objekts mittels der Sensorvorrichtung, wobei überprüft wird, ob sich die aktuelle Position des Fahrzeugs in Abhängigkeit zumindest eines ermittelten Ergebnisses des Überwachungsvorgangs hin zu einer verbesserten Positionierung des Fahrzeugs auf dem Ladeplatz verändern lässt, sodass ein im Vergleich zur vorherigen Positionierung verbesserter Ladevorgang ermöglicht wird. Wenn sich die Positionierung des Fahrzeugs verbessern lässt: Auslösen wenigstens einer Aktion mittels der Neupositionierungsvorrichtung, sodass eine automatische Neupositionierung des Fahrzeugs an dem Ladeplatz der induktiven Ladestation initiiert wird, um im Vergleich zur vorherigen Positionierung einen verbesserten Ladevorgang zu ermöglichen. Auf diese Weise ist es möglich, ein alternatives Verfahren zur automatischen Neupositionierung eines zumindest teilautonom betriebenen Fahrzeugs an einer induktiven Ladestation bereitzustellen, welches auch bei suboptimalen Ausgangssituationen optimale Ladevorgänge von Fahrzeugen an solchen Ladestationen gewährleistet.
Insbesondere kann mittels des vorgestellten Verfahrens ein Fahrzeug auch zunächst in einer suboptimalen Position in Bezug auf den Ladeplatz der Ladestation abgestellt werden. Dies kann automatisch oder mittels eines Fahrers vollzogen werden. Entweder kann dann bereits ein suboptimaler Ladevorgang begonnen werden, da eine Fahrzeugausrichtung bereits eine teilweise Überlappung der für den Ladevorgang relevanten Komponenten (Ladespule und dergleichen) ermöglicht oder das Fahrzeug steht zum Beispiel zunächst nur unmittelbar vor diesem Ladeplatz. In beiden Fällen behindern zunächst äußere Gründe eine optimale Positionierung. Beispielsweise sind in einer Garage, in welcher der Ladeplatz vorgesehen ist, Gegenstände, teilweise andere Fahrzeuge oder sogar Personen im Weg, welche dies verhindern.
Mittels des Verfahrens ist vorgesehen, dass diese Objekte dann nicht nur identifiziert werden, sondern anschließend überwacht werden. Sobald sich die Situation im Sinne der im Wege stehenden Objekte verändert, wird diese Verbesserungsmöglichkeit der aktuellen Parkposition des Fahrzeugs automatisch erkannt und es wird eine entsprechende Aktion ausgelöst, um letztendlich zumindest eine bessere Ladeposition als zuvor zu erreichen. So kann auch schrittweise eine immer bessere Ladeposition erreicht werden. Die Aktion kann beispielsweise eine Anweisung und Bereitstellung von Informationen der Neupositionierungsvorrichtung an die Zentralrecheneinheit des Fahrzeugs umfassen, sodass dann mittels der Zentralrecheneinheit des Fahrzeugs entsprechend hinterlegte Neuausrichtungsprogramme aktiviert und ausgeführt werden. Vorstellbar ist jedoch auch, dass die Neupositionierungsvorrichtung direkt entsprechende automatische Neuausrichtungsbefehle an das Fahrzeug übermittelt, sodass sich dann das Fahrzeug automatisch in eine verbesserte Ladeposition manövriert.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Neupositionierungsvorrichtung für ein Fahrzeug zur automatischen Neupositionierung eines zu ladenden Fahrzeugs auf einem Ladeplatz einer induktiven Ladestation bereitgestellt wird. Solch eine Neupositionierungsvorrichtung umfasst dabei eine Sensorvorrichtung, welche ausgelegt ist, bei Erreichen eines zu ladenden Fahrzeugs, in welchem die Neupositionierungsvorrichtung angeordnet ist, in einem Umgebungsbereich eines Ladeplatzes einer induktiven Ladestation zu überprüfen, ob eine optimale Positionierung des Fahrzeugs an diesem Ladeplatz für einen Ladevorgang möglich ist, wobei sowohl leblose und/oder lebendige Objekte in dem Umgebungsbereich des Ladeplatzes als auch leblose und/oder lebendige Objekte, welche sich zumindest teilweise auf dem Ladeplatz befinden, berücksichtigt werden.
Die Sensorvorrichtung ist dabei zudem ausgelegt, bei Feststellung, dass keine optimale Positionierung des Fahrzeugs möglich ist, zumindest ein lebloses und/oder lebendiges Objekt, welches die optimale Positionierung des Fahrzeugs behindert, zu identifizieren. Die Neupositionierungsvorrichtung ist zudem mit einer Zentralrecheneinheit des Fahrzeugs koppelbar. Die Sensorvorrichtung ist zudem ausgelegt, das zumindest eine identifizierte leblose und/oder lebendige Objekt hinsichtlich einer Ortsveränderung und/oder einer Zustandsänderung dieses Objekts benutzerdefiniert einstellbar zu überwachen, wobei überprüft wird, ob sich die aktuelle Position des Fahrzeugs in Abhängigkeit zumindest eines ermittelten Ergebnisses des Überwachungsvorgangs hin zu einer verbesserten Positionierung des Fahrzeugs auf dem Ladeplatz verändern lässt, sodass ein im Vergleich zur vorherigen Positionierung verbesserter Ladevorgang ermöglicht wird. Die Neupositionierungsvorrichtung ist zudem ausgelegt, beim Feststellen einer möglichen Verbesserung der aktuellen Positionierung wenigstens eine Aktion auszulösen, sodass eine automatische Neupositionierung des Fahrzeugs an dem Ladeplatz der induktiven Ladestation initiiert wird, um im Vergleich zur vorherigen Positionierung einen verbesserten Ladevorgang zu ermöglichen.
Die zuvor genannten Vorteile gelten soweit übertragbar auch für die vorgestellte Neu positi oni eru ngsvorrichtung.
Die Aktion kann beispielsweise eine Anweisung und Bereitstellung von Informationen der Neupositionierungsvorrichtung an die Zentralrecheneinheit des Fahrzeugs umfassen, sodass dann mittels der Zentralrecheneinheit des Fahrzeugs entsprechend hinterlegte Neuausrichtungsprogramme aktiviert und ausgeführt werden. Vorstellbar ist jedoch auch, dass die Neupositionierungsvorrichtung direkt entsprechende automatische Neuausrichtungsbefehle an das Fahrzeug übermittelt, sodass sich dann das Fahrzeug automatisch in eine verbesserte Ladeposition manövriert.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Fahrzeug bereitgestellt wird, welches eine Neupositionierungsvorrichtung gemäß Anspruch 9 umfasst. Die zuvor genannten Vorteile gelten soweit übertragbar auch für das vorgestellte Fahrzeug.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
So ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die wenigstens eine Aktion zumindest folgende Schritte umfasst: Berechnung wenigstens einer Trajektorie des Fahrzeugs ausgehend von der aktuellen Position des Fahrzeugs, sodass mittels dieser ausgehend von der aktuellen Position des Fahrzeugs zumindest eine verbesserte Positionierung des Fahrzeugs auf dem Ladeplatz im Vergleich zur vorherigen Positionierung ermöglicht wird, sodass ein im Vergleich zur vorherigen Positionierung verbesserter Ladevorgang ermöglicht wird, automatisches Aktivieren des Fahrzeugs in einen fahrbereiten Zustand, automatische Neupositionierung des Fahrzeugs gemäß der wenigstens einen Trajektorie, sodass eine automatische Neupositionierung des Fahrzeugs an dem Ladeplatz der induktiven Ladestation erreicht wird, um im Vergleich zur vorherigen Positionierung einen verbesserten Ladevorgang zu ermöglichen. Die für die Neupositionierung des Fahrzeugs nötigen Bahnberechnungen können bereits von der Neupositionierungsvorrichtung berechnet und bereitgestellt werden, wenn das Fahrzeug zunächst seine suboptimale Positionierung eingenommen hat.
Mit anderen Worten wird das Fahrzeug zunächst so gut wie möglich abgestellt, wobei die störenden Objekte nicht nur identifiziert, sondern auch überwacht werden. Die Neupositionierungsvorrichtung kann mit Hilfe der Sensorvorrichtung und eigenen Recheneinheiten oder mittels der Zentralrecheneinheit und einem jeweiligen Berechnungsprogramm jetzt schon ermitteln, welche Bahnkurven des Fahrzeugs ausgeführt werden müssten, um eine optimale Positionierung zu erlangen. Eine optimale Positionierung zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass die für den Ladevorgang nötigen Komponenten vom Fahrzeug und vom Ladeplatz optimal zueinander ausgerichtet sind, sodass ein besonders effizienter Ladevorgang möglich ist. Sobald erkannt wird, dass das zumindest eine störende Objekt nicht mehr das Erreichen der optimalen Ladepositionierung des Fahrzeugs auf dem Ladeplatz behindert, erfolgt, wie oben beschrieben, eine automatische Bewegung des Fahrzeugs dorthin. Mitunter können dies nur wenige Zentimeter sein, die dann den entscheidenden Unterschied ausmachen, sodass anschließend ein optimaler Ladevorgang gewährleistet wird.
Auch ist vorstellbar, dass erst nach der Neupositionierung überhaupt ein Ladevorgang gestartet werden kann. Dieser Sonderfall bedingt, dass ausreichend Platz rund um den Ladeplatz für die vorläufige Stationierung des Fahrzeugs vorhanden ist.
Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass vor einer automatischen Neupositionierung des Fahrzeugs zumindest eine automatische Ausrichtungsaktion des Fahrzeugs durchgeführt wird, sodass die Neupositionierung mittels minimaler Positionierungsvorgänge des Fahrzeugs erreicht wird. Somit können zumindest die Ausrichtungsaktionen des Fahrzeugs durchgeführt werden, die trotz störender Objekte jetzt schon möglich sind. Beispielsweise ist dies in einem besonders einfachen Fall lediglich das Ausrichten der Reifen des Fahrzeugs, sodass mitunter später nur noch eine leichte Vorwärtsbewegung nötig ist, um den optimalen Ladeplatz zu erreichen. Insofern sind die automatischen Ausrichtungsaktionen des Fahrzeugs mitunter noch unter Beobachtung des Fahrers möglich, sodass dieser sich vergewissern kann, inwiefern eine spätere Neupositionierung ausgehend von der aktuellen Position auch erfolgsversprechend ist.
Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das benutzerdefiniert einstellbare Überwachen mittels der Sensorvorrichtung so einstellbar ist, sodass die Sensorvorrichtung entweder periodisch mit einstellbaren Zeitabständen oder kontinuierlich das zumindest eine identifizierte leblose und/oder lebendige Objekt überwacht. Beispielsweise soll die Sensorvorrichtung nur alle halbe Stunde einmal kurz prüfen, ob eine Verbesserung möglich ist. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass diese Abstände tagsüber kürzer sind und nachts dann entsprechend länger, da die Wahrscheinlichkeit, dass sich tagsüber eine entscheidende Veränderung hinsichtlich der störenden Objekte einstellt, höher ist als nachts.
Ferner ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass bei einer periodischen Überwachung die Sensorvorrichtung in den Pausen deaktiviert wird. Mit anderen Worten kann die Sensorvorrichtung aus einem Ruhezustand periodisch in einen aktiven Zustand gemäß der benutzerdefiniert eingestellten Überwachung versetzt werden, um dann nur kurz einen Überwachungsschritt auszuführen, bevor anschließend wieder der Ruhezustand erreicht wird. Der Überwachungsschritt kann auch als eine Art Kartierung des Umfelds des Ladeplatzes aufgefasst werden.
Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass an zumindest einen Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs eine Rückmeldung über die aktuelle Positionierung des Fahrzeugs in Abhängigkeit des zumindest einen identifizierten leblosen und/oder lebendigen Objekts gegeben wird, wobei ein Status über einen zumindest teilweisen Ladevorgang oder ein fehlender Ladevorgang angezeigt wird. Diese Rückmeldung kann beispielsweise mittels der Zentralrecheneinheit des Fahrzeugs oder auch direkt von der Neupositionierungsvorrichtung bereitgestellt werden. Die Fahrzeuginsassen können diese Rückmeldung zum Beispiel in Form einer Nachricht auf eine mobile Recheneinheit, beispielsweise einem Mobiltelefon, erhalten. Vorstellbar ist jedoch auch, dass die Rückmeldung noch im Fahrzeug über entsprechende Ausgabemittel, etwa Bildschirmeinheiten oder dergleichen, bereitgestellt werden. So ist der Fahrer entsprechend informiert und weiß, dass sein Fahrzeug zurzeit mitunter gar nicht oder nur teilweise aufgeladen wird. Auch ist in diesem Zusammenhang vorstellbar, dass insbesondere in dem Fall, in welchem kein Ladevorgang zunächst gestartet werden kann, eine kontinuierliche Rückmeldung über die Erreichbarkeit der Ladeposition vorgesehen wird. Beispielsweise wird kontinuierlich ein entsprechendes Symbol auf einem Bildschirm eines Mobiltelefons des Fahrers angezeigt, sodass dieser mit einem Blick sofort erkennt, ob sich seine Situation schon verbessert hat. Wenn dies nicht der Fall ist, kann eventuell der Fahrer dann weitere Entscheidungen treffen oder gar selbst die störenden Objekte entfernen, sodass beispielsweise ein noch als ausreichend erachteter Ladevorgang initiiert wird.
Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung zumindest ein fahrzeugeigenes und/oder ein neupositionierungsvorrichtungseigenes Sensorelement umfasst, wobei das Sensorelement zumindest aus den folgenden ausgewählt ist: Ultraschallsensorelement, Umfeldkamerasensorelement, Radarsensorelement, Lidarsensorelement. Die zuvor genannten Vorteile sind mit diesen Elementen besonders gut zu erreichen.
Schlussendlich ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das zumindest eine identifizierte Objekt kenntlich gemacht wird, indem wenigstens eine der folgenden Aktionen mittels der Neupositionierungsvorrichtung ausgelöst wird: Beleuchten des identifizierten Objekts mittels wenigstens einer Beleuchtungseinheit des Fahrzeugs und/oder der Neupositionierungsvorrichtung, Anzeigen des identifizierten Objekts auf wenigstens einer fahrzeugeigenen und/oder einer externen Bildschirmeinheit. Die externe Bildschirmeinheit kann wiederum im Zusammenhang mit einem Mobiltelefon oder dergleichen stehen, sodass der Fahrer diese Informationen auch dann noch erhält, wenn er sich bereits von dem suboptimal stationierten Fahrzeug entfernt. Mitunter kann dann ein Fahrer noch selbst die störenden Objekte entfernen und somit unmittelbar eine automatische Verbesserung auslösen. Das Verfahren bietet somit den Vorteil, dass diese Aktion auch indirekt auslösbar ist, in dem beispielsweise ein störendes Fahrrad von dem Ladeplatz weggeschoben wird. Es ist dann nicht mehr nötig, dass der Fahrer nochmals in das Fahrzeug einsteigt, um zu rangieren. Vielmehr erkennt dann das Fahrzeug, welches entsprechend für das Ausführen des Verfahrens ausgerüstet ist, dass das störende Objekt entfernt wurde und führt automatisch die letzten Fahrbewegungen aus, sodass letztendlich die optimale Ladeposition erreicht wird.
Das vorgestellte Verfahren und die Neupositionierungsvorrichtung sind insbesondere im Zusammenhang mit jeglichen Fahrzeugen einsetzbar, welche für induktive Ladevorgänge ausgelegt sind. Die dafür vorgesehene Technik für solche Induktionsvorgänge kann in gewissen Grenzen variieren.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 ein Verfahrensablaufdiagramm von einem Verfahren zur automatischen Neupositionierung eines zumindest teilautonom betriebenen Fahrzeugs an einer induktiven Ladestation;
2 eine schematische Darstellung von einer Neupositionierungsvorrichtung für ein Fahrzeug zur automatischen Neupositionierung eines zu ladenden Fahrzeugs auf einem Ladeplatz einer induktiven Ladestation;
3 eine schematische Darstellung von einem Fahrzeug umfassend eine Neupositionierungsvorrichtung gemäß Anspruch 9.

1 zeigt ein Verfahrensablaufdiagramm 100 von einem Verfahren zur automatischen Neupositionierung eines zumindest teilautonom betriebenen Fahrzeugs 12 an einer induktiven Ladestation 16. In einem ersten Verfahrensschritt 110 wird mit einem zu ladenden Fahrzeug 12 ein Umgebungsbereich eines Ladeplatzes 14 einer induktiven Ladestation 16 erreicht. Dieser Umgebungsbereich ist beispielsweise so definiert, dass das Fahrzeug 12 mittels seiner integrierten Technik diesen Umgebungsbereich überblicken beziehungsweise erfassen kann.
In einem zweiten Verfahrensschritt 120 wird mittels einer Sensorvorrichtung 20 einer Neupositionierungsvorrichtung 10 des Fahrzeugs 12, welche mit einer Zentralrecheneinheit des Fahrzeugs 12 gekoppelt ist, überprüft, ob eine optimale Positionierung des Fahrzeugs 12 an diesem Ladeplatz 14 für einen Ladevorgang möglich ist, wobei sowohl leblose und/oder lebendige Objekte in dem Umgebungsbereich des Ladeplatzes als auch leblose und/oder lebendige Objekte, welche sich zumindest teilweise auf dem Ladeplatz 14 befinden, berücksichtigt werden.
Die Neupositionierungsvorrichtung 10 und die zugehörige Sensorvorrichtung 20 können diesen Vorgang zum Beispiel mittels eines optischen Abgleichverfahrens ausführen. Auch sind jegliche andere messtechnische Verfahren an dieser Stelle vorstellbar, welche dafür ausgelegt sind zu erkennen, ob das Fahrzeug 12 mit seinen Abmaßen derart an dem Ladeplatz 14 positioniert werden kann, sodass die nötigen Komponenten für den Ladevorgang optimal ausgerichtet sind, sodass ein möglichst verlustfreier Übergang von elektrischer Energie ermöglicht wird.
In einem dritten Verfahrensschritt 130 wird beim Feststellen, dass keine optimale Positionierung des Fahrzeugs 12 möglich ist, mittels der Sensorvorrichtung 20 zumindest ein lebloses und/oder lebendiges Objekt, welches die optimale Positionierung des Fahrzeugs 12 behindert, identifiziert.
In einem vierten Verfahrensschritt 140 wird das Fahrzeug 12 vor dem Ladeplatz 14 positioniert oder es wird in einer suboptimalen Positionierung teilweise auf dem Ladeplatz 14 jeweils in Abhängigkeit des zumindest einen identifizierten leblosen und/oder lebendigen Objekts positioniert.
In einem fünften Verfahrensschritt 150 wird das zumindest eine identifizierte leblose und/oder lebendige Objekt hinsichtlich einer Ortsveränderung und/oder einer Zustandsänderung dieses Objekts mittels der Sensorvorrichtung 20 benutzerdefiniert einstellbar überwacht, wobei überprüft wird, ob sich die aktuelle Position des Fahrzeugs 12 in Abhängigkeit zumindest eines ermittelten Ergebnisses des Überwachungsvorgangs hin zu einer verbesserten Positionierung des Fahrzeugs 12 auf dem Ladeplatz verändern lässt, sodass ein im Vergleich zur vorherigen Positionierung verbesserter Ladevorgang ermöglicht wird.
In einem sechsten Verfahrensschritt 160 wird, wenn sich die Positionierung des Fahrzeugs 12 verbessern lässt, wenigstens eine Aktion mittels der Neupositionierungsvorrichtung 10 ausgelöst, sodass eine automatische Neupositionierung des Fahrzeugs 12 an dem Ladeplatz 14 der induktiven Ladestation 16 initiiert wird, um im Vergleich zur vorherigen Positionierung einen verbesserten Ladevorgang zu ermöglichen.
Ein Anwendungsszenario des vorgestellten Verfahrens könnte wie folgt vorgesehen sein: Ein Fahrer fährt sein Fahrzeug 12 in die Garage. Ein Fahrrad verhindert, dass eine optimale Ladeposition erreicht werden kann. Der Fahrer startet einen Positionierungsvorgang (manuell/automatisch) mit dem Ziel des induktiven Ladens. Das Fahrzeug 12 nimmt eine suboptimale Position ein und gibt Rückmeldung darüber, dass ein Entfernen des Fahrrads eine bessere Positionierung ermöglichen würde. Der Fahrer steigt aus, schließt das Fahrzeug 12 ab und der Ladevorgang beginnt. Nun entfernt der Fahrer das Fahrrad. Diese Änderung wird vom Fahrzeug 12 registriert. Nachdem überprüft wurde, dass eine automatische Positionsänderung gefahrlos möglich ist und zu einer besseren Ladeposition führt, wird die Positionsänderung eingeleitet. Ein ähnliches Szenario ist vorstellbar, wenn statt des Fahrrads ein anderes Fahrzeug entsprechend als hinderliches Objekt identifiziert wird. Nach dem Abstellen wird regelmäßig durch die Neupositionierungsvorrichtung 10, welche auch in ein entsprechendes Ladesystem von dem Fahrzeug 12 mit integriert werden kann, überprüft, ob sich das Hindernis entfernt hat. Sobald dies der Fall ist, wird eine bessere Position angefahren.
2 zeigt eine schematische Darstellung von einer Neupositionierungsvorrichtung 10 für ein Fahrzeug 12 zur automatischen Neupositionierung eines zu ladenden Fahrzeugs auf einem Ladeplatz 14 einer induktiven Ladestation 16. In dieser stark vereinfachten Darstellung sind lediglich beispielhaft die zweidimensionalen Grundrisse der jeweiligen Gegenstände angedeutet. Das Fahrzeug 12 steht dabei nur teilweise auf dem Ladeplatz 14, sodass nicht näher dargestellte Komponenten des Fahrzeugs 12, welche einen Ladevorgang an der Ladestation 16 ermöglichen, nicht optimal ausgerichtet sind.
Auch die entsprechenden weiteren Komponenten des Ladeplatzes 14 für diesen Vorgang sind nicht weiter dargestellt.
Es ist jedoch vorstellbar, dass jegliche technische Konzepte für diese Form des induktiven Energietransfers einsetzbar sind. Beispielsweise kann das nicht näher dargestellte Konzept in dieser 2 mittels entsprechender Spulen in dem Fahrzeug 12 und in dem Ladeplatz 16 realisieret sein.
Auf dem Ladeplatz 14, welcher mit den Umrissen für eine optimale Positionierung des Fahrzeugs 12 dargestellt ist, behindert ein lebloses Objekt 18 in Form eines rechteckigen Würfels (beispielsweise ein abgestellter Karton), dass das Fahrzeug 12 weiter vorwärts verfahrbar ist. Eine dargestellte Sensorvorrichtung 20 der Neupositionierungsvorrichtung 10 erkennt diese Situation.
Mit anderen Worten ist die Sensorvorrichtung 20 ausgelegt, beim Erreichen des zu ladenden Fahrzeugs 12, in welchem die Neupositionierungsvorrichtung 10 angeordnet ist, in einem Umgebungsbereich des Ladeplatzes 14 der induktiven Ladestation 16 zu überprüfen, ob eine optimale Positionierung des Fahrzeugs 12 an diesem Ladeplatz 14 für einen Ladevorgang möglich ist, wobei sowohl leblose und/oder lebendige Objekte in dem Umgebungsbereich des Ladeplatzes 14 als auch leblose und/oder lebendige Objekte, welche sich zumindest teilweise auf dem Ladeplatz 14 befinden, berücksichtigt werden.
Die Sensorvorrichtung 20 ist zudem ausgelegt, bei Feststellung, dass keine optimale Positionierung des Fahrzeugs 12 möglich ist, zumindest ein lebloses und/oder lebendiges Objekt, welches die optimale Positionierung des Fahrzeugs 12 behindert, zu identifizieren. In diesem Fall wird ein lebloses Objekt 18 als hinderlich identifiziert. Die Neupositionierungsvorrichtung 10 ist zudem in dieser Darstellung mit einer Zentralrecheneinheit 22 des Fahrzeugs 12 gekoppelt. Die Sensorvorrichtung 20 ist zudem ausgelegt, das zumindest eine identifizierte leblose und/oder lebendige Objekt hinsichtlich einer Ortsveränderung und/oder einer Zustandsänderung dieses Objekts benutzerdefiniert einstellbar zu überwachen, wobei überprüft wird, ob sich die aktuelle Position des Fahrzeugs 12 in Abhängigkeit zumindest eines ermittelten Ergebnisses des Überwachungsvorgangs hin zu einer verbesserten Positionierung des Fahrzeugs 12 auf dem Ladeplatz 14 verändern lässt, sodass ein im Vergleich zur vorherigen Positionierung verbesserter Ladevorgang ermöglicht wird, wobei die Neupositionierungsvorrichtung 10 ausgelegt ist, beim Feststellen einer möglichen Verbesserung der aktuellen Positionierung wenigstens eine Aktion auszulösen, sodass eine automatische Neupositionierung des Fahrzeugs 12 an dem Ladeplatz 14 der induktiven Ladestation 16 initiiert wird, um im Vergleich zur vorherigen Positionierung einen verbesserten Ladevorgang zu ermöglichen.
3 zeigt eine schematische Darstellung von einem Fahrzeug 12 umfassend eine Neupositionierungsvorrichtung 10 gemäß Anspruch 9.
Bezugszeichenliste

10: Neupositionierungsvorrichtung
12: Fahrzeug
14: Ladeplatz
16: Ladestation
18: lebloses Objekt
20: Sensorvorrichtung
22: Zentralrecheneinheit
100: Verfahrensablaufdiagramm
110: erster Verfahrensschritt
120: zweiter Verfahrensschritt
130: dritter Verfahrensschritt
140: vierter Verfahrensschritt
150: fünfter Verfahrensschritt
160: sechster Verfahrensschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018108100 A1 [0003]
DE 102015200018 B4 [0004]
WO 2016/055181 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur automatischen Neupositionierung eines zumindest teilautonom betriebenen Fahrzeugs (12) an einer induktiven Ladestation (16) umfassend die folgenden Schritte: • Erreichen eines Umgebungsbereichs eines Ladeplatzes (14) einer induktiven Ladestation (16) mit einem zu ladenden Fahrzeug; • Überprüfen mittels einer Sensorvorrichtung (20) einer Neupositionierungsvorrichtung (10) des Fahrzeugs (12), welche mit einer Zentralrecheneinheit (22) des Fahrzeugs (12) gekoppelt ist, ob eine optimale Positionierung des Fahrzeugs (12) an diesem Ladeplatz (14) für einen Ladevorgang möglich ist, wobei sowohl leblose und/oder lebendige Objekte in dem Umgebungsbereich des Ladeplatzes (14) als auch leblose und/oder lebendige Objekte, welche sich zumindest teilweise auf dem Ladeplatz (14) befinden, berücksichtigt werden; • Bei Feststellung, dass keine optimale Positionierung des Fahrzeugs (12) möglich ist: Identifizieren mittels der Sensorvorrichtung (20) von zumindest einem leblosen und/oder lebendigen Objekt, welches die optimale Positionierung des Fahrzeugs (12) behindert; • Positionierung des Fahrzeugs (12) vor dem Ladeplatz (14) oder suboptimale Positionierung des Fahrzeugs (12) teilweise auf dem Ladeplatz (14) jeweils in Abhängigkeit des zumindest einen identifizierten leblosen und/oder lebendigen Objekts, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zudem die folgenden Schritte aufweist: • Benutzerdefiniert einstellbares Überwachen des zumindest einen identifizierten leblosen und/oder lebendigen Objekts hinsichtlich einer Ortsveränderung und/oder einer Zustandsänderung dieses Objekts mittels der Sensorvorrichtung (20), wobei überprüft wird, ob sich die aktuelle Position des Fahrzeugs (12) in Abhängigkeit zumindest eines ermittelten Ergebnisses des Überwachungsvorgangs hin zu einer verbesserten Positionierung des Fahrzeugs (12) auf dem Ladeplatz (14) verändern lässt, sodass ein im Vergleich zur vorherigen Positionierung verbesserter Ladevorgang ermöglicht wird; • wenn sich die Positionierung des Fahrzeugs (12) verbessern lässt: Auslösen wenigstens einer Aktion mittels der Neupositionierungsvorrichtung, sodass eine automatische Neupositionierung des Fahrzeugs (12) an dem Ladeplatz (14) der induktiven Ladestation (16) initiiert wird, um im Vergleich zur vorherigen Positionierung einen verbesserten Ladevorgang zu ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Aktion zumindest folgende Schritte umfasst: • Berechnung wenigstens einer Trajektorie des Fahrzeugs (12) ausgehend von der aktuellen Position des Fahrzeugs (12), sodass mittels dieser ausgehend von der aktuellen Position des Fahrzeugs (12) zumindest eine verbesserte Positionierung des Fahrzeugs (12) auf dem Ladeplatz (14) im Vergleich zur vorherigen Positionierung ermöglicht wird, sodass ein im Vergleich zur vorherigen Positionierung verbesserter Ladevorgang ermöglicht wird; • automatisches Aktivieren des Fahrzeugs (12) in einen fahrbereiten Zustand; • automatische Neupositionierung des Fahrzeugs (12) gemäß der wenigstens einen Trajektorie, sodass eine automatische Neupositionierung des Fahrzeugs (12) an dem Ladeplatz (14) der induktiven Ladestation (16) erreicht wird, um im Vergleich zur vorherigen Positionierung einen verbesserten Ladevorgang zu ermöglichen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei vor einer automatischen Neupositionierung des Fahrzeugs (12) zumindest eine automatische Ausrichtungsaktion des Fahrzeugs (12) durchgeführt wird, sodass die Neupositionierung mittels minimaler Positionierungsvorgänge des Fahrzeugs (12) erreicht wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das benutzerdefiniert einstellbare Überwachen mittels der Sensorvorrichtung (20) so einstellbar ist, sodass die Sensorvorrichtung (20) entweder periodisch mit einstellbaren Zeitabständen oder kontinuierlich das zumindest eine identifizierte leblose und/oder lebendige Objekt überwacht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei bei einer periodischen Überwachung die Sensorvorrichtung (20) in den Pausen deaktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei an zumindest einen Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs (12) eine Rückmeldung über die aktuelle Positionierung des Fahrzeugs (12) in Abhängigkeit des zumindest einen identifizierten leblosen und/oder lebendigen Objekts gegeben wird, wobei ein Status über einen zumindest teilweisen Ladevorgang oder ein fehlender Ladevorgang angezeigt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensorvorrichtung (20) zumindest ein fahrzeugeigenes und/oder ein neupositionierungsvorrichtungseigenes Sensorelement umfasst, wobei das Sensorelement zumindest aus den folgenden ausgewählt ist: Ultraschallsensorelement, Umfeldkamerasensorelement, Radarsensorelement, Lidarsensorelement.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zumindest eine identifizierte Objekt kenntlich gemacht wird, indem wenigstens eine der folgenden Aktionen mittels der Neupositionierungsvorrichtung (10) ausgelöst wird: • Beleuchten des identifizierten Objekts mittels wenigstens einer Beleuchtungseinheit des Fahrzeugs und/oder der Neupositionierungsvorrichtung (10); • Anzeigen des identifizierten Objekts auf wenigstens einer fahrzeugeigenen und/oder einer externen Bildschirmeinheit.
Neupositionierungsvorrichtung (10) für ein Fahrzeug (12) zur automatischen Neupositionierung eines zu ladenden Fahrzeugs (12) auf einem Ladeplatz (14) einer induktiven Ladestation (16) umfassend eine Sensorvorrichtung (20), welche ausgelegt ist, bei Erreichen eines zu ladenden Fahrzeugs (12), in welchem die Neupositionierungsvorrichtung (10) angeordnet ist, in einem Umgebungsbereich eines Ladeplatzes (14) einer induktiven Ladestation (16) zu überprüfen, ob eine optimale Positionierung des Fahrzeugs (12) an diesem Ladeplatz (14) für einen Ladevorgang möglich ist, wobei sowohl leblose und/oder lebendige Objekte in dem Umgebungsbereich des Ladeplatzes (14) als auch leblose und/oder lebendige Objekte, welche sich zumindest teilweise auf dem Ladeplatz (14) befinden, berücksichtigt werden, wobei die Sensorvorrichtung (20) zudem ausgelegt ist, bei Feststellung, dass keine optimale Positionierung des Fahrzeugs (12) möglich ist, zumindest ein lebloses und/oder lebendiges Objekt, welches die optimale Positionierung des Fahrzeugs (12) behindert, zu identifizieren, wobei die Neupositionierungsvorrichtung (10) mit einer Zentralrecheneinheit (22) des Fahrzeugs (12) koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (20) zudem ausgelegt ist, das zumindest eine identifizierte leblose und/oder lebendige Objekt hinsichtlich einer Ortsveränderung und/oder einer Zustandsänderung dieses Objekts benutzerdefiniert einstellbar zu überwachen, wobei überprüft wird, ob sich die aktuelle Position des Fahrzeugs (12) in Abhängigkeit zumindest eines ermittelten Ergebnisses des Überwachungsvorgangs hin zu einer verbesserten Positionierung des Fahrzeugs (12) auf dem Ladeplatz (14) verändern lässt, sodass ein im Vergleich zur vorherigen Positionierung verbesserter Ladevorgang ermöglicht wird, wobei die Neupositionierungsvorrichtung (10) ausgelegt ist, beim Feststellen einer möglichen Verbesserung der aktuellen Positionierung wenigstens eine Aktion auszulösen, sodass eine automatische Neupositionierung des Fahrzeugs (12) an dem Ladeplatz (14) der induktiven Ladestation (16) initiiert wird, um im Vergleich zur vorherigen Positionierung einen verbesserten Ladevorgang zu ermöglichen.
Fahrzeug (12) umfassend eine Neupositionierungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 9.