DE102022002869A1 - Method for determining the availability of charging stations - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Verfügbarkeit von Ladestationen (1), wobei eine zentrale Recheneinrichtung (2) von wenigstens einer Entität eine Belegung einer Ladestation (1) beschreibende Informationen empfängt und diese weiteren Fahrzeuge (3W) zur Verfügung stellt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Entität wenigstens ein Fahrzeug (3) umfasst, welches mittels zumindest eines Umgebungssensors den Zufahrtsbereich (4) und/oder den Stellbereich (5) wenigstens einer Ladestation (1) erfasst und von dem Umgebungssensor erzeugten Sensordaten an die zentrale Recheneinrichtung (2) oder an eine fahrzeuginterne Recheneinheit (6) übermittelt, welche von dem Umgebungssensor erzeugte Sensordaten verarbeitet und in den Sensordaten eine Zuordnung eines Zufahrtsbereichs (4) und/oder eines Stellbereichs (5) zu der Ladestation (1) erkennt und die Ladestation (1) als nicht verfügbar bestimmt, wenn auf Basis der Sensordaten:-die Anwesenheit eines Hindernisobjekts (7) im Zufahrtsbereich (4) und/oder im Stellbereich (5) der Ladestation (1) zum Überwachungszeitpunkt erkannt wird; oder-während eines parametrierbaren Überwachungszeitraums keine Anwesenheit eines Ladefahrzeugs (3L) im Zufahrtsbereich (4) und/oder im Stellbereich (5) der Ladestation (1) erkannt wird.The invention relates to a method for determining the availability of charging stations (1), wherein a central computing device (2) receives information describing the occupancy of a charging station (1) from at least one entity and makes this information available to other vehicles (3W). The method according to the invention is characterized in that the entity comprises at least one vehicle (3), which detects the access area (4) and/or the parking area (5) of at least one charging station (1) by means of at least one environmental sensor and transmits sensor data generated by the environmental sensor the central computing device (2) or to a vehicle-internal computing unit (6), which processes sensor data generated by the environmental sensor and recognizes in the sensor data an assignment of an access area (4) and / or a parking area (5) to the charging station (1) and the charging station (1) is determined to be unavailable if, based on the sensor data: - the presence of an obstacle object (7) in the access area (4) and/or in the parking area (5) of the charging station (1) is detected at the time of monitoring; or - during a parameterizable monitoring period, no presence of a charging vehicle (3L) is detected in the access area (4) and/or in the parking area (5) of the charging station (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Verfügbarkeit von Ladestationen nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a method and a device for determining the availability of charging stations according to the type defined in more detail in the preamble of
Die Elektrifizierung des Mobilitätssektors schreitet unermüdlich voran. Zur Versorgung mit elektrischer Antriebsenergie müssen rein batterieelektrisch angetriebene Fahrzeuge sowie Plugin-Hybridfahrzeuge einen Ladevorgang an einer Ladestation durchführen. Das Aufladen einer entsprechenden Traktionsbatterie hat dabei einige Nachteile gegenüber dem Tanken von flüssigem Kraftstoff. So dauert ein entsprechender Ladevorgang vergleichsweise lange, zudem ist die Ladeinfrastruktur in der Regel noch nicht soweit ausgebaut wie ein Tankstellennetz. Die durch das Speichern elektrischer Antriebsenergie erzielbare Reichweite liegt zudem typischerweise unter der Reichweite von Verbrennerfahrzeugen. Dementsprechend müssen auch öfter Ladevorgänge durchgeführt werden.The electrification of the mobility sector is progressing tirelessly. In order to be supplied with electrical drive energy, purely battery-electric vehicles and plug-in hybrid vehicles must be charged at a charging station. Charging a corresponding traction battery has some disadvantages compared to refueling with liquid fuel. A corresponding charging process takes a comparatively long time, and the charging infrastructure is generally not yet as developed as a gas station network. The range that can be achieved by storing electrical drive energy is also typically below the range of combustion vehicles. Accordingly, charging processes must be carried out more often.
Für die fahrzeugführende Person eines Fahrzeugs mit elektrifiziertem Antriebstrang ist es somit wünschenswert Informationen zu erhalten, die es ihr erleichtern, Ladevorgänge zu planen. So sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits diverse Verfahren zum Vorschlagen geeigneter Ladestationen für Elektrofahrzeuge bekannt.It is therefore desirable for the person driving a vehicle with an electrified drive train to receive information that makes it easier for them to plan charging processes. Various methods for suggesting suitable charging stations for electric vehicles are already known from the general state of the art.
So offenbart beispielsweise die
Obwohl eine Ladestation meldet, dass diese zur Durchführung eines Ladevorgangs zur Verfügung steht, kann gegebenenfalls die Ladestation tatsächlich jedoch nicht genutzt werden. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die entsprechende Ladestation durch ein Hindernis blockiert wird, wie nicht ladende Fahrzeuge, Baustellen, einen abgestellten Anhänger oder dergleichen. Es kann daher sinnvoller sein einen vollständig belegten Ladepark anzusteuern und gegebenenfalls auf eine freiwerdende Ladestation zu warten, als einen Ladepark mit freien Ladestationen anzufahren. Insbesondere ein Ladepark mit Schnellladestationen erlaubt das Durchführen von Ladevorgängen für mehrere Elektrofahrzeuge in kurzer Zeit.Although a charging station reports that it is available to carry out a charging process, the charging station may not actually be able to be used. This is the case, for example, if the corresponding charging station is blocked by an obstacle, such as non-charging vehicles, construction sites, a parked trailer or the like. It can therefore make more sense to drive to a fully occupied charging park and, if necessary, wait for a charging station to become available than to drive to a charging park with free charging stations. In particular, a charging park with fast charging stations allows multiple electric vehicles to be charged in a short time.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung der Verfügbarkeit von Ladestationen anzugeben, mit dessen Hilfe besonders zuverlässig eine korrekte Aussage getroffen werden kann, ob eine Ladestation tatsächlich zur Durchführung eines Ladevorgangs zur Verfügung steht oder nicht.The present invention is based on the object of specifying an improved method for determining the availability of charging stations, with the help of which a correct statement can be made particularly reliably as to whether a charging station is actually available to carry out a charging process or not.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Bestimmung der Verfügbarkeit von Ladestationen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Ansprüchen.According to the invention, this object is achieved by a method for determining the availability of charging stations with the features of the independent claims. Advantageous refinements and further developments result from the requirements that depend on this.
Ein gattungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung der Verfügbarkeit von Ladestationen, wobei eine zentrale Recheneinrichtung von wenigstens einer Entität eine Belegung einer Ladestation beschreibende Informationen empfängt und diese weiteren Fahrzeugen zur Verfügung stellt, wird erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass die Entität wenigstens ein Fahrzeug umfasst, welches mittels zumindest eines Umgebungssensors den Zufahrtsbereich und/oder den Stellbereich wenigstens einer Ladestation erfasst und von dem Umgebungssensor erzeugte Sensordaten an die zentrale Recheneinrichtung oder eine fahrzeuginterne Recheneinheit übermittelt, welche von dem Umgebungssensor erzeugte Sensordaten verarbeitet und in den Sensordaten eine Zuordnung eines Zufahrtsbereichs und/oder eines Stellbereichs zu der Ladestation erkennt und die Ladestation als nicht verfügbar bestimmt, wenn auf Basis der Sensordaten:
- - die zentrale Recheneinrichtung und/oder die fahrzeuginterne Recheneinheit die Anwesenheit eines Hindernisobjekts im Zufahrtsbereich und/oder im Stellbereich der Ladestation zum Überwachungszeitpunkt erkennt; oder
- - die zentrale Recheneinrichtung und/oder die fahrzeuginterne Recheneinheit während eines parametrierbaren Überwachungszeitraums keine Anwesenheit eines Ladefahrzeugs im Zufahrtsbereich und/oder im Stellbereich der Ladestation erkennt.
- - the central computing device and/or the vehicle-internal computing unit detects the presence of an obstacle object in the access area and/or in the parking area of the charging station at the time of monitoring; or
- - the central computing device and/or the vehicle-internal computing unit does not detect the presence of a charging vehicle in the access area and/or in the parking area of the charging station during a parameterizable monitoring period.
Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zentrale Recheneinrichtung bzw. die fahrzeuginterne Recheneinheit dazu in die Lage versetzt, besonders zuverlässig Aussagen zu treffen, ob eine entsprechende Ladstation zur Durchführung von Ladevorgängen zur Verfügung steht. Dies wird durch eine fahrzeugseitige Überwachung von Ladstationen ermöglicht. So erfasst wenigstens das Fahrzeug einer Fahrzeugflotte und bevorzugt eine Vielzahl von weiteren Fahrzeugen der Fahrzeugflotte, im fortlaufenden Betrieb in der Umgebung der angetroffenen Ladstationen mit Hilfe wenigstens eines Umgebungssensors den zugehörigen Zufahrtsbereich und/oder Stellbereich. Bei dem Umgebungssensor kann es sich beispielsweise um eine Kamera, einen Ultraschallsensor, einen Radarsensor und/oder einen Laserscanner wie ein LIDAR handeln. Mit Hilfe solcher Sensoren lassen sich Tiefeninformationen gewinnen, wodurch die Existenz eines entsprechenden Hindernisobjekts im Zufahrtsbereich und/oder im Stellbereich einer Ladestation erkannt werden kann. Insbesondere unter Verwendung von Kameras lassen sich besonders differenzierte Informationen gewinnen, so lässt sich beispielsweise durch Anwendung von Bilderkennungsalgorithmen eine vor einer Ladstation befindliche Baustelle von einem vor einer Ladstation parkenden Fahrzeug unterscheiden. Befindet sich ein entsprechendes Hindernisobjekt im Zufahrtsbereich bzw. im Stellbereich, so kann kein Fahrzeug mit einer Ladeabsicht, im Folgenden Ladefahrzeug genannt, einen Ladevorgang an der Ladstation durchführen, da entweder der Stellbereich durch das Hindernis belegt ist, also der Bereich vor der Ladstation, an dem das Ladefahrzeug während eines Ladevorgangs parkt, oder der Zufahrtsbereich durch das Hindernis belegt ist, also somit Ladefahrzeuge nicht in den Stellbereich hineinfahren können. Ladefahrzeuge können dabei, sind aber nicht zwingend Teil der weiteren Fahrzeuge, d.h. der Fahrzeugflotte, die über die Recheneinheit untereinander und mit dem Fahrzeug datentechnisch verbunden sind. Der Zufahrtsbereich beschreibt dabei also den näheren generell befahrbaren Raum um den Stellbereich. Dies meint nicht nur Zufahrtswege, sondern auch Fahrwege die zum Verlassen einer Ladestation verwendbar sind. Unter Ladestation sind vorliegend sowohl eine einzelne Ladestation als auch mehrere in einem Ladepark zusammengefasste Ladestationen zu verstehen.By using the method according to the invention, the central computing device or the vehicle-internal computing unit is enabled to make particularly reliable statements as to whether a corresponding charging station is available management of charging processes is available. This is made possible by vehicle-side monitoring of charging stations. At least the vehicle in a vehicle fleet, and preferably a large number of other vehicles in the vehicle fleet, detects the associated access area and/or parking area during continuous operation in the vicinity of the charging stations encountered using at least one environmental sensor. The environmental sensor can be, for example, a camera, an ultrasonic sensor, a radar sensor and/or a laser scanner such as a LIDAR. With the help of such sensors, depth information can be obtained, whereby the existence of a corresponding obstacle object in the access area and/or in the parking area of a charging station can be recognized. Especially using cameras, particularly differentiated information can be obtained; for example, by using image recognition algorithms, a construction site located in front of a charging station can be distinguished from a vehicle parked in front of a charging station. If there is a corresponding obstacle object in the access area or in the parking area, no vehicle with the intention of charging, hereinafter referred to as the charging vehicle, can carry out a charging process at the charging station, since either the parking area is occupied by the obstacle, i.e. the area in front of the charging station the loading vehicle is parked during a charging process, or the access area is occupied by the obstacle, i.e. loading vehicles cannot drive into the parking area. Charging vehicles can, but are not necessarily, part of the other vehicles, ie the vehicle fleet, which are connected to each other and to the vehicle for data via the computing unit. The access area describes the general accessible space around the parking area. This not only means access routes, but also routes that can be used to leave a charging station. In the present case, a charging station is understood to mean both a single charging station and several charging stations combined in a charging park.
Die von dem Fahrzeug generierten Sensordaten können dabei vom Fahrzeug selbst mittels der fahrzeuginternen Recheneinheit oder zusätzlich oder ergänzend auch von der zentralen Recheneinrichtung verarbeitet werden. Werden die Sensordaten von der fahrzeuginternen Recheneinheit verarbeitet werden daraus von der fahrzeuginternen Recheneinheit abgeleitete Informationen, d.h. die Verfügbarkeit einer Ladestation, an die zentrale Recheneinrichtung übermittelt. Alternativ werden die Sensordaten an die Recheneinrichtung übermittelt, anhand derer diese eine Verfügbarkeit ableitet. Die von der fahrzeuginternen Recheneinheit empfangene oder von der Recheneinheit mittels der von dem Fahrzeug empfangenen Sensordaten selbst erzeugte Information über die Verfügbarkeit der Ladestation stellt die zentrale Recheneinheit mit dieser über Datenkommunikation in Verbindung stehenden, weiteren Fahrzeugen zur Verfügung. Das Fahrzeug als Teil der Flotte und weitere Fahrzeuge der Flotte verfügen dabei jeweils über eine Recheneinheit, die über die zentrale Recheneinrichtung untereinander zur Kommunikation eingerichtet sind. Eine Datenübertragung zwischen zentraler Recheneinrichtung und fahrzeuginterner Recheneinheit ist über bewährte Kommunikationskanäle möglich. So kann das Fahrzeug beispielsweise ein Telekommunikationsmodul wie eine Telematikeinheit aufweisen, mittels derer eine drahtlose Kommunikation zur zentralen Recheneinrichtung, beispielsweise per Mobilfunk, WIFI oder dergleichen möglich ist. Das Fahrzeug als Teil der Flotte und weitere Fahrzeuge der Flotte verfügen dabei jeweils über eine Recheneinheit, die über die zentrale Recheneinrichtung untereinander zur Kommunikation eingerichtet sind.The sensor data generated by the vehicle can be processed by the vehicle itself using the vehicle-internal computing unit or additionally or additionally by the central computing device. If the sensor data is processed by the vehicle-internal computing unit, information derived from the vehicle-internal computing unit, i.e. the availability of a charging station, is transmitted to the central computing device. Alternatively, the sensor data is transmitted to the computing device, from which it derives availability. The central computing unit makes the information about the availability of the charging station received by the vehicle-internal computing unit or generated by the computing unit itself using the sensor data received from the vehicle available to other vehicles connected via data communication. The vehicle as part of the fleet and other vehicles in the fleet each have a computing unit that is set up to communicate with each other via the central computing device. Data transmission between the central computing device and the vehicle-internal computing unit is possible via proven communication channels. For example, the vehicle can have a telecommunications module such as a telematics unit, by means of which wireless communication to the central computing device, for example via mobile radio, WIFI or the like, is possible. The vehicle as part of the fleet and other vehicles in the fleet each have a computing unit that is set up to communicate with each other via the central computing device.
Der Überwachungszeitpunkt beschreibt dabei den Zeitraum, an dem sich das Fahrzeug in Detektionsreichweite zur entsprechenden Ladestation aufhält und somit die Existenz von Hindernisobjekten im Zufahrtsbereich und/oder im Stellbereich mit entsprechender Sensorik überprüfen kann. Werden entsprechende Hindernisobjekte erkannt, so gilt die entsprechende Ladestation als belegt bzw. zur Durchführung von Ladevorgängen als nicht verfügbar.The monitoring time describes the period of time during which the vehicle is within detection range of the corresponding charging station and can therefore check the existence of obstacle objects in the access area and/or in the parking area using appropriate sensors. If corresponding obstacle objects are detected, the corresponding charging station is considered to be occupied or not available to carry out charging processes.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich jedoch auch eine Aussage über einen Defekt einer Ladestation machen. So werden defekte Ladestationen zur Durchführung von Ladevorgängen von Elektrofahrzeugen in der Regel nicht aufgesucht. However, with the help of the method according to the invention, a statement can also be made about a defect in a charging station. Defective charging stations are generally not visited to charge electric vehicles.
Die zentrale Recheneinrichtung bzw. die fahrzeuginterne Recheneinheit überprüfen entsprechend, ob während des parametrierbaren Überwachungszeitraums Ladefahrzeug im Zufahrtsbereich und/oder im Stellbereich von Ladestationen erkannt werden können oder nicht. Als Ladefahrzeug ist ein Fahrzeug zu verstehen, das entweder auf einen Ladevorgang wartet, sich in einem Ladevorgang befindet oder bereits aufgeladen ist. Ist dies der Fall, so ist dies ein Indiz dafür, dass die entsprechende Ladestation korrekt funktioniert und für Ladevorgänge genutzt wird. Wird während des parametrierbaren Überwachungszeitraums hingegen nicht wenigstens einmal ein potentielles Ladefahrzeug im Zufahrtsbereich und/oder im Stellbereich der Ladestation erkannt, so ist dies ein Indiz dafür, dass die Ladestation einen Defekt aufweist, da die Ladestation von keinem Fahrzeug zur Durchführung eines Ladevorgangs genutzt wurde. Der parametrierbare Überwachungszeitraum beschreibt eine im Vergleich zum Überwachungszeitpunkt vergleichsweise lange Dauer. Der parametrierbare Überwachungszeitraum kann für unterschiedliche Ladestationen unterschiedlich lang gewählt werden. So wird eine Ladestation in einem ländlichen Gebiet weniger oft besucht als beispielsweise ein Schnellladepunkt an einer Autobahnraststätte. Dies bedeutet, dass zum einen weniger Fahrzeuge die Ladestation zur Durchführung eines Ladevorgangs aufsuchen, und zum anderen weniger Fahrzeuge, insbesondere der Fahrzeugflotte, an der Ladestation vorbeifahren und somit mittels der Umgebungssensoren überhaupt überprüfen können, ob gerade ein anderes Fahrzeug an der Ladestation lädt. Der parametrierbare Überwachungszeitraum kann somit für eine solche ländliche Ladestation beispielsweise in der Größenordnung von einigen Monaten oder Wochen liegen und für eine Schnellladestation an einer Autobahnraststätte beispielsweise eine Woche, drei Tage oder dergleichen betragen. Die Dauer des parametrierbaren Überwachungszeitraums kann auch in Abhängigkeit eines Kalendertags, Datums, Feiertags und/oder dem Vorliegen von Ferien angepasst werden.The central computing device or the vehicle-internal computing unit checks accordingly whether or not charging vehicles can be detected in the access area and/or in the parking area of charging stations during the parameterizable monitoring period. A charging vehicle is a vehicle that is either waiting for a charging process, is in the process of charging or has already been charged. If this is the case, this is an indication that the corresponding charging station is functioning correctly and is being used for charging processes. However, if a potential charging vehicle is not detected at least once in the access area and/or in the parking area of the charging station during the parameterizable monitoring period, this is an indication that the charging station has a defect, since the charging station was not used by any vehicle to carry out a charging process. The configurable monitoring period describes a comparison comparatively long duration at the time of monitoring. The configurable monitoring period can be selected to be of different lengths for different charging stations. A charging station in a rural area is visited less often than, for example, a fast charging point at a motorway service station. This means that, on the one hand, fewer vehicles visit the charging station to carry out a charging process, and on the other hand, fewer vehicles, especially in the vehicle fleet, drive past the charging station and can therefore use the environmental sensors to check whether another vehicle is currently charging at the charging station. The parameterizable monitoring period can therefore be on the order of a few months or weeks for such a rural charging station and, for example, one week, three days or the like for a fast charging station at a motorway service station. The duration of the configurable monitoring period can also be adjusted depending on a calendar day, date, public holiday and/or the existence of holidays.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können als Entitäten nicht nur Ladestationen eine Information an eine zentrale Recheneinrichtung wie einen Cloudserver übermitteln, ob gerade ein Ladevorgang durchgeführt wird bzw. ob die jeweilige Ladestation reserviert wurde, sondern es können also auch Fahrzeuge Ladestationen überwachen. Dies erlaubt es auch eine Aussage über den Belegungsgrad bzw. Nutzungsgrad von Ladestationen treffen zu können, welche selbst nicht dazu in der Lage sind, einen Belegungs- bzw. Reservierungsstatus zu erfassen und mit der zentralen Recheneinrichtung auszutauschen. Auch kann der Belegungsstatus von Ladestationen, welche fälschlicherweise eine freie Belegung melden, korrigiert werden. Ist eine Ladestation beispielsweise durch ein Fahrzeug, einen abgestellten Anhänger, eine Baustelle oder ein sonstiges Hindernisobjekt verstellt, so wird diese Ladestation zwar melden, dass sie zur Durchführung von Ladevorgängen zur Verfügung steht, dies ist jedoch tatsächlich nicht möglich. Dieser Fall wird mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens verhindert.With the help of the method according to the invention, not only charging stations as entities can transmit information to a central computing device such as a cloud server as to whether a charging process is currently being carried out or whether the respective charging station has been reserved, but vehicles can also monitor charging stations. This also makes it possible to make a statement about the degree of occupancy or utilization of charging stations, which themselves are not able to record an occupancy or reservation status and exchange it with the central computing device. The occupancy status of charging stations that incorrectly report free occupancy can also be corrected. For example, if a charging station is blocked by a vehicle, a parked trailer, a construction site or another obstacle, this charging station will report that it is available to carry out charging processes, but this is actually not possible. This case is prevented with the help of the method according to the invention.
Die zentrale Recheneinrichtung übermittelt diese die Belegung der Ladestationen beschreibenden Informationen an die weiteren Fahrzeuge einer Fahrzeugflotte. Diese Fahrzeuge können die entsprechenden Informationen dann für weitere Zwecke nutzen, beispielsweise zur Planung einer Navigationsroute, welche mit besonders hoher Zuverlässigkeit zu einer tatsächlich nutzbaren Ladestation führt.The central computing device transmits this information describing the occupancy of the charging stations to the other vehicles in a vehicle fleet. These vehicles can then use the corresponding information for further purposes, for example to plan a navigation route that leads to an actually usable charging station with particularly high reliability.
Eine Zuordnung zwischen Zufahrtsbereich und/oder Stellbereich zu einer Ladestation ist auf unterschiedliche Art und Weise möglich. Wird als Umgebungssensor beispielsweise eine Kamera eingesetzt, so kann diese Zuordnung basierend auf Bilderkennungsalgorithmen erfolgen. So sind entsprechende Stellbereiche oftmals speziell markiert. Bei dem Zufahrtsbereich kann es sich um entsprechende Zufahrtswege, also beispielsweise geschotterte, gepflasterte oder geteerte Fahrwege im Bereich der Ladestation handeln. Eine Zuordnung kann auch basierend auf Positionsdaten erfolgen, worauf im Folgenden noch eingegangen wird.An assignment between the access area and/or parking area to a charging station is possible in different ways. If, for example, a camera is used as an environmental sensor, this assignment can be made based on image recognition algorithms. Corresponding parking areas are often specially marked. The access area can be corresponding access roads, for example gravelled, paved or tarred roads in the area of the charging station. An assignment can also be made based on position data, which will be discussed below.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass der Aufstellort, die Lage und Erstreckung des Zufahrtsbereichs und/oder des Stellbereichs einer jeweiligen Ladestation in einer digitalen Straßenkarte gespeichert ist und das Fahrzeug durch Verarbeiten der digitalen Straßenkarte mittels der fahrzeuginternen Recheneinheit und Abgleich seiner Eigenposition den durch den Umgebungssensor zu erfassenden Bereich und/oder zumindest einen Überwachungszeitpunkt ermittelt. Die digitale Straßenkarte kann dabei in der fahrzeuginternen Recheneinheit gespeichert sein oder von dieser aus einem externen Gerät wie einem mobilen Navigationssystem oder einem entsprechenden mobilen Endgerät mit Navigationsfunktion wie ein Smartphone ausgelesen werden. Auch kann die digitale Straßenkarte von der zentralen Recheneinrichtung verwaltet werden. In der digitalen Straßenkarte sind die Aufstellorte entsprechender Ladestationen vermerkt. Das Fahrzeug kann seine Eigenposition basierend auf bewährten Methoden ermitteln, beispielsweise unter Verwendung eines globalen Navigationssatellitensystems wie GPS, Galileo, Beidou oder dergleichen, basierend auf Triangulation, also beispielsweise durch das detektieren bekannter Mobilfunkmasten und Bestimmen einer Entfernung zu den jeweiligen Mobilfunkmasten, oder basierend auf Bilderkennung, wobei charakteristische Umgebungsmerkmale in der Umgebung des Fahrzeugs erkannt werden. Werden Ladestationen neu installiert und sind für diese Ladestationen noch keine Informationen in der digitalen Straßenkarte hinterlegt, so können diese Informationen entsprechend in die digitale Straßenkarte mit aufgenommen werden. Hierdurch lässt sich die digitale Straßenkarte immer auf dem aktuellen Stand halten. Der zu erfassende Bereich um eine Ladestation kann in Abhängigkeit diverser Größen festgelegt werden. Beispielsweise kann ein zu überwachender Radius um eine Ladestation bestimmt werden oder auch ein sogenannter Geozaun, auch als Geofence bezeichnet, mit einem für die jeweilige Ladestation charakteristischen Verlauf. Der Start der Überwachung, d.h. der mindestens eine Überwachungszeitpunkt stellt sich ein, sobald sich das Fahrzeug in einem definierten Bereich um eine Ladestation aufhält, woraufhin die Überwachung aktiviert und die Auswertung der Sensordaten gestartet wird. Mit der Lage und Erstreckung des Zufahrtsbereichs und/oder des Stellbereichs sind insbesondere Ort, Größe, Orientierung und Verlauf des entsprechenden Zufahrtsbereichs und/oder Stellbereichs gemeint. Die digitale Straßenkarte erhält somit die Fähigkeit zu lernen und für jede Ladestation eine genaue Beschreibung der vor Ort antreffbaren Gegebenheiten abzuspeichern. Hierdurch wird gewährleistet, dass eine korrekte Zuordnung von Zufahrtsbereichen und Stellbereichen zu Ladestationen erfolgt und somit keine falsche Zuordnung von Hindernisobjekten zu Ladestationen erfolgt.An advantageous development of the method provides that the installation location, the location and extent of the access area and / or the parking area of a respective charging station is stored in a digital road map and the vehicle by processing the digital road map using the vehicle-internal computing unit and comparing its own position the area to be detected by the environmental sensor and / or at least a monitoring time is determined. The digital road map can be stored in the vehicle-internal computing unit or can be read from an external device such as a mobile navigation system or a corresponding mobile device with a navigation function such as a smartphone. The digital road map can also be managed by the central computing device. The locations of corresponding charging stations are noted on the digital road map. The vehicle can determine its own position based on proven methods, for example using a global navigation satellite system such as GPS, Galileo, Beidou or the like, based on triangulation, for example by detecting known cell phone towers and determining a distance to the respective cell phone towers, or based on image recognition , whereby characteristic environmental features in the area surrounding the vehicle are recognized. If charging stations are newly installed and no information is yet stored in the digital road map for these charging stations, this information can be included in the digital road map accordingly. This means that the digital road map can always be kept up to date. The area to be detected around a charging station can be defined depending on various sizes. For example, a radius to be monitored around a charging station can be determined or a so-called geo-fence, also known as a geofence, with a course that is characteristic of the respective charging station. The start of monitoring, ie the at least one monitoring time, occurs as soon as the vehicle is in a defined area around a charging station, whereupon monitoring is activated and the evaluation of the sensor data is started. With the location and first The definition of the access area and/or the parking area refers in particular to the location, size, orientation and course of the corresponding access area and/or parking area. This gives the digital road map the ability to learn and save an exact description of the conditions encountered on site for each charging station. This ensures that access areas and parking areas are correctly assigned to charging stations and that obstacle objects are not incorrectly assigned to charging stations.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ferner vor, dass das Fahrzeug und, oder zumindest eines der weiteren Fahrzeuge einer Fahrzeugflotte in einer Funktion als Ladefahrzeug seine Fahrtrajektorie ermittelt und fortwährend in einem Ringspeicher zwischenspeichert und, wenn das Ladefahrzug einen Ladevorgang an einer Ladestation durchführt, seine zuvor befahrene Fahrtrajektorie entlang des Zufahrtsbereichs und/oder des Stellbereichs der Ladestation aus dem Ringspeicher ausliest und mit Beginn des Ladevorgangs an die zentrale Recheneinrichtung übermittelt, woraufhin die zentrale Recheneinrichtung die Lage des Zufahrtsbereichs und/oder des Stellbereichs der Ladestation in Abhängigkeit der von wenigstens einem Ladefahrzeug empfangenen Fahrtrajektorie ermittelt und in der digitalen Karte speichert. Hierdurch lässt sich in besonders zuverlässiger Art und Weise ein jeweiliger Zufahrtsbereich und/oder ein jeweiliger Stellbereich der respektiven Ladestationen ermitteln. Fahrzeuge können unter Verwendung vielfältiger Sensordaten ihre eigene Fahrtrajektorie ermitteln. Hierzu können beispielsweise GPS und/oder Odometriedaten des Fahrzeugs verarbeitet werden, und die Odometriedaten ermöglichen aus einer Raddrehzahl und einem bekannten Raddurchmesser eine zurückgelegte Fahrstrecke und unter Berücksichtigung eines Lenkwinkels den dazugehörigen Fahrweg zu bestimmen. Diese Informationen können fusioniert werden mit weiteren Sensordaten, wie aus Kamerabildern abgeleiteten Informationen und/oder der Eigenposition des Fahrzeugs, beispielsweise ermittelt basierend auf einem globalen Navigationssatellitensystem. Je mehr Ladefahrzeuge dabei ihre jeweilige Fahrtrajektorie an die zentrale Recheneinrichtung übermitteln, desto zuverlässiger kann diese den tatsächlichen Zufahrtsbereich und/oder den tatsächlichen Stellbereich einer jeweiligen Ladestation bestimmen. Auch können spontan Änderungen in den örtlichen Gegebenheiten erkannt und berücksichtigt werden, beispielsweise wenn ein Zufahrtsbereich durch ein Hindernisobjekt blockiert wird, der Stellbereich der Ladestation jedoch durch Umfahren des Hindernisobjekts und somit durch Ausbildung eines neuen Zufahrtsbereichs zugänglich ist. Ein Betreten des Zufahrtsbereichs kann beispielsweise daran erkannt werden, dass ein respektives Fahrzeug abrupt seine Geschwindigkeit reduziert und ein Lenkrad über einem festgelegten Winkel eingeschlagen wird. Die Position des Stellbereichs, d.h. die Position an der das Fahrzeug geladen wird, lässt sich beispielsweise dadurch erkennen, wo das Fahrzeug stoppt.A further advantageous embodiment of the method according to the invention further provides that the vehicle and, or at least one of the other vehicles in a vehicle fleet, in a function as a charging vehicle, determines its travel trajectory and continuously stores it in a ring memory and, when the charging vehicle carries out a charging process at a charging station, reads its previously traveled travel trajectory along the access area and/or the parking area of the charging station from the ring memory and transmits it to the central computing device at the start of the charging process, whereupon the central computing device determines the position of the access area and/or the parking area of the charging station depending on at least one The driving trajectory received by the charging vehicle is determined and stored in the digital map. This makes it possible to determine a respective access area and/or a respective parking area of the respective charging stations in a particularly reliable manner. Vehicles can determine their own travel trajectory using a variety of sensor data. For this purpose, for example, GPS and/or odometry data of the vehicle can be processed, and the odometry data make it possible to determine the distance traveled from a wheel speed and a known wheel diameter and, taking a steering angle into account, the associated route. This information can be fused with further sensor data, such as information derived from camera images and/or the vehicle's own position, for example determined based on a global navigation satellite system. The more charging vehicles transmit their respective travel trajectory to the central computing device, the more reliably it can determine the actual access area and/or the actual parking area of a respective charging station. Changes in the local conditions can also be spontaneously recognized and taken into account, for example if an access area is blocked by an obstacle object, but the charging station's parking area is accessible by driving around the obstacle object and thus by forming a new access area. Entry into the access area can be recognized, for example, by the vehicle abruptly reducing its speed and turning the steering wheel above a specified angle. The position of the parking area, i.e. the position at which the vehicle is loaded, can be identified, for example, by where the vehicle stops.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens übermitteln das Fahrzeug und/oder die weiteren Fahrzeuge, d.h. eine Vielzahl an Fahrzeugen einer Fahrzeugflotte, ihre Eigenposition an die zentrale Recheneinrichtung und es bestimmt die zentrale Recheneinrichtung eine Ladestation als nicht verfügbar, wenn die zentrale Recheneinrichtung während des parametrierbaren Überwachungszeitraums keinen Aufenthalt eines des und/oder der weiteren Fahrzeuge der Fahrzugflotte auf einer dem Zufahrtsbereich und/oder Stellbereich zuordbaren Fahrtrajektorie erkennt. Mit anderen Worten erkennt die Recheneinheit keines der Fahrzeuge als Ladefahrzeug, d.h. als ein Fahrzeug mit Ladeabsichten Dies stellt eine besonders zuverlässige und dabei einfache Möglichkeit dar, welche es der zentralen Recheneinrichtung ermöglicht, auf einen Defekt einer Ladestation zu schließen. Hierzu müssen lediglich die Positionsdaten der Fahrzeuge ausgewertet und mit den jeweiligen Zufahrtsbereichen und/oder Stellbereichen der Ladestationen abgeglichen werden. Die zentrale Recheneinrichtung prüft somit, ob ein Fahrzeug basierend auf seiner übermittelten Eigenposition einen Zufahrtsbereich und/oder einen Stellbereich einer Ladestation aufsucht bzw. aufgesucht hat. Wenn hierzu zusätzlich überprüft wird, ob die Eigenposition des Fahrzeugs insbesondere im zeitlichen Verlauf einer für den jeweiligen Zufahrtsbereich und/oder Stellbereich ermittelten Fahrtrajektorie folgt, lässt sich besonders zuverlässig bestimmen, ob ein jeweiliges Fahrzeug tatsächlich eine jeweilige Ladestation aufgesucht hat oder nicht.According to a further advantageous embodiment of the method, the vehicle and / or the other vehicles, i.e. a large number of vehicles in a vehicle fleet, transmit their own position to the central computing device and the central computing device determines a charging station as not available if the central computing device is configured during the parameterizable During the monitoring period, no stay of one of the and/or other vehicles in the vehicle fleet is detected on a travel trajectory that can be assigned to the access area and/or parking area. In other words, the computing unit does not recognize any of the vehicles as a charging vehicle, i.e. as a vehicle with charging intentions. This represents a particularly reliable and simple possibility, which enables the central computing device to conclude that a charging station is defective. To do this, the position data of the vehicles simply needs to be evaluated and compared with the respective access areas and/or parking areas of the charging stations. The central computing device thus checks whether a vehicle is visiting or has visited an access area and/or a parking area of a charging station based on its transmitted own position. If it is additionally checked whether the vehicle's own position follows a travel trajectory determined for the respective access area and/or parking area, particularly over time, it can be determined particularly reliably whether a respective vehicle has actually visited a respective charging station or not.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ferner vor, dass die zentrale Recheneinrichtung und/oder die fahrzeuginterne Recheneinheit in Abhängigkeit einer Ursache für das Bestimmen der Ladestation als nicht verfügbar eine Verfügbarkeitswahrscheinlichkeit ermitteln und ein in den weiteren Fahrzeugen vorzugsweise auch in dem Fahrzeug genutztes Navigationssystem eine Auswahl an Ladestationen sortiert nach der Verfügbarkeitswahrscheinlichkeit anzeigt, insbesondere absteigend von der höchsten Verfügbarkeitswahrscheinlichkeit zur niedrigsten Verfügbarkeitswahrscheinlichkeit. Die Verfügbarkeitswahrscheinlichkeit kann auf unterschiedliche Art und Weise definiert sein, beispielsweise als prozentuale Angabe. Eine zu 100 Prozent verfügbare Ladestation wird entsprechend sehr wahrscheinlich frei sein, wenn das jeweilige Fahrzeug an der Ladestation eintrifft. Entsprechend wird eine zu null Prozent verfügbare Ladestation belegt sein. Zur Bestimmung der Verfügbarkeitswahrscheinlichkeit können die von den Fahrzeugen übermittelten Sensordaten ausgewertet werden. So kann beispielsweise in Kamerabildern erkannt werden, um welches Hindernisobjekt es sich handelt, also beispielsweise ein parkendes Fahrzeug oder eine Baustelle. Handelt es sich um eine Baustelle, so kann eine besonders niedrige Verfügbarkeitswahrscheinlichkeit ermittelt werden und bei einem parkenden Fahrzeug eine entsprechende höhere Verfügbarkeitswahrscheinlichkeit. Die Verfügbarkeitswahrscheinlichkeit kann durch eine Zeitangabe ergänzt werden, wann wahrscheinlich die Ladestation wieder frei sein wird. Handelt es sich bei dem Hindernisobjekt beispielsweise um eine Baustelle, so kann ein vergleichsweise langer Zeitraum angegeben werden, beispielsweise zwei Wochen. Handelt es sich hingegen um ein die Ladestation versperrendes Fahrzeug, so kann ein vergleichsweise kurzer Zeitraum angegeben werden, beispielsweise eine Nacht, ein Tag, acht Stunden oder dergleichen. Dabei können auch Hindernisobjekte eindeutig klassifiziert werden, beispielsweise anhand charakteristischer Merkmale wie einer Lackfarbe, Fahrzeugdimensionen, einem Fahrzeugmodell oder dergleichen. So kann ermittelt werden, zu welchen bevorzugten Zeiträumen eine Ladestation durch ein und dasselbe Hindernisobjekt belegt wird, wodurch sich Muster erkennen lassen. So parkt beispielsweise bei einer nahe einer Baustelle errichteten Ladestation täglich zwischen 07:00 Uhr und 12:00 Uhr ein bestimmtes Baustellenfahrzeug die Ladestation zu. Dieses Muster lässt sich erkennen und für ein künftiges Abschätzen der Verfügbarkeit der Ladestation heranziehen. Entsprechend können auf besonders zuverlässige Art und Weise freie und belegte Ladestationen ermittelt werden.A further advantageous embodiment of the method according to the invention further provides that the central computing device and / or the vehicle-internal computing unit determine an availability probability depending on a reason for determining the charging station as unavailable and a navigation system that is preferably also used in the vehicle in the other vehicles Selection of charging stations sorted according to the probability of availability, in particular descending from the highest probability of availability to the lowest probability of availability. The availability probability can be defined in different ways, for example as a percentage. A 100 percent available charging station will therefore most likely be free when the respective vehicle is charging station arrives. Accordingly, a charging station that is available at zero percent will be occupied. To determine the probability of availability, the sensor data transmitted by the vehicles can be evaluated. For example, camera images can be used to identify which obstacle object is involved, for example a parked vehicle or a construction site. If it is a construction site, a particularly low probability of availability can be determined and, in the case of a parked vehicle, a correspondingly higher probability of availability. The probability of availability can be supplemented by an indication of when the charging station is likely to be free again. If the obstacle object is, for example, a construction site, a comparatively long period of time can be specified, for example two weeks. However, if it is a vehicle blocking the charging station, a comparatively short period of time can be specified, for example a night, a day, eight hours or the like. Obstacle objects can also be clearly classified, for example based on characteristic features such as a paint color, vehicle dimensions, a vehicle model or the like. In this way, it can be determined at which preferred times a charging station is occupied by the same obstacle object, which allows patterns to be recognized. For example, at a charging station set up near a construction site, a specific construction site vehicle parks at the charging station between 7 a.m. and 12 p.m. every day. This pattern can be recognized and used to estimate the availability of the charging station in the future. Accordingly, free and occupied charging stations can be determined in a particularly reliable manner.
Bei dem Navigationssystem kann es sich um ein fest in ein Fahrzeug installiertes Navigationssystem oder auch ein mobiles Navigationssystem, insbesondere ein Smartphone oder ein Tabletcomputer mit Navigationsfunktionalität, handeln. Das Sortieren der zur Verfügung stehenden Ladestationen nach der Verfügbarkeitswahrscheinlichkeit erlaubt eine besonders komfortable Auswahl einer vermeintlich freien Ladestation zur Durchführung eines Ladevorgangs für die fahrzeugführende Person des eigenen Fahrzeugs. Die Verfügbarkeitswahrscheinlichkeit kann auch vom Navigationssystem zum Ermitteln einer Navigationsroute genutzt werden, insbesondere automatisch genutzt werden. So kann beispielsweise eine solche Navigationsroute durch das Navigationssystem ermittelt werden, welche entlang eines Umwegs führt, wenn hierdurch eine mit einer höheren Wahrscheinlichkeit als frei ermittelte Ladestation angetroffen wird. Ladestationen können dabei je nach Verfügbarkeitswahrscheinlichkeit auf dem Navigationssystem unterschiedlich dargestellt werden, beispielsweise in unterschiedlichen Farben eingefärbt.The navigation system can be a navigation system permanently installed in a vehicle or a mobile navigation system, in particular a smartphone or a tablet computer with navigation functionality. Sorting the available charging stations according to the probability of availability allows a particularly convenient selection of a supposedly free charging station to carry out a charging process for the person driving their own vehicle. The availability probability can also be used by the navigation system to determine a navigation route, in particular used automatically. For example, such a navigation route can be determined by the navigation system, which leads along a detour if this results in a charging station that is determined to be free with a higher probability. Depending on the probability of availability, charging stations can be displayed differently on the navigation system, for example colored in different colors.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ferner vor, dass die zentrale Recheneinrichtung und/oder die fahrzeuginterne Recheneinheit für eine Ladestation oder eine Ladestationsgruppe eine Anzahl an der Ladestation oder einer Ladestation der Ladestationsgruppe einen Ladevorgang beabsichtigender Ladefahrzeuge ermittelt und in Abhängigkeit der Anzahl und einer adaptiven Standardladevorgangsdauer eine Wartezeit für das Freiwerden der Ladestation oder einer Ladestation der Ladestationsgruppe ermittelt. Hierdurch wird der Komfort für die fahrzeugführende Person eines einen Ladevorgang beabsichtigenden Fahrzeugs der Fahrzeugflotte bei der Planung von Ladestopps noch weiter verbessert. Fahrzeuge einer Fahrzeugflotte können dabei die entsprechenden Bereiche um Ladestationen bzw. Ladestationsgruppen überwachen. Hierdurch können vor einer Ladestation bzw. einer Ladestationsgruppe wartende Ladefahrzeuge erkannt werden. Insbesondere halten sich diese Fahrzeuge im Zufahrtsbereich und/oder im Stellbereich der jeweiligen Ladestation auf. Unter Auswertung der von den weiteren Fahrzeugen übermittelten bzw. ausgewerteten Sensordaten wird dabei auf die Anzahl der wartenden Ladefahrzeuge geschlossen. In Abhängigkeit der Standardladevorgangsdauer kann dann die Wartezeit für das Freiwerden einer entsprechenden Ladestation ermittelt werden. Die Standardladevorgangsdauer kann beispielsweise für jedes Ladefahrzeug fest vorgegeben sein, beispielsweise 30 Minuten. In Abhängigkeit verschiedener Randbedingungen kann die Standardladevorgangsdauer jedoch auch unterschiedliche Werte annehmen. Beispielsweise können historische Daten für eine jeweilige Ladestation vorliegen, worauf sich auf eine durchschnittliche Standardladevorgangsdauer an der jeweiligen Ladestation schließen lässt, beispielsweise ein Mittelwert oder ein Medianwert. Auch können in den Sensordaten der Ladefahrzeuge, insbesondere in Kamerabildern, Informationen enthalten sein, welche auf einen Fahrzeugtyp rückschließen lassen. Ein Fahrzeugtyp lässt sich auch aus charakteristischen Fahrzeugdimensionen ermitteln. So kann ein Fahrzeugtyp beispielsweise als Kleinwagen, als Pickup-Truck, als Transporter oder dergleichen ermittelt werden. Es können einem Kleinwagen vergleichsweise geringe Standardladevorgangsdauer zugeordnet werden wie beispielsweise 20 Minuten und einem Pickup-Truck oder einem Transporter eine vergleichsweise lange Standardladevorgangsdauer wie beispielsweise 40 Minuten. Verfügen die entsprechenden Ladestationen über die Fähigkeit Ladevorgangsinformationen an die zentrale Recheneinrichtung zu übermitteln, beispielsweise zur Verfügung stehende und/oder genutzte Ladeleistung sowie der Ladezustand einer jeweiligen Traktionsbatterie des einen Ladevorgang durchführenden Fahrzeugs, welcher generell nach Möglichkeit auch von den Ladefahrzeugen selbst an die zentrale Recheneinrichtung übermittelt werden kann, lässt sich die adaptive Standardladevorgangsdauer noch genauer ermitteln. Übermitteln entsprechende Ladestationen und/oder Ladefahrzeuge den Ladezustand der Traktionsbatterie und die genutzte Ladeleistung, so lässt sich auch ein vergleichsweise genauer Zeitpunkt ermitteln, an dem der Ladevorgang des jeweiligen Ladefahrzeugs beendet sein wird. Hierdurch lässt sich eine besonders genaue Wartezeit für ein einen Ladevorgang beabsichtigendes Fahrzeug für das Freiwerden einer nutzbaren Ladestation ermitteln. Unter Berücksichtigung der Anzahl der Ladestationen einer Ladestationsgruppe kann die Wartezeit darüber hinaus noch genauer ermittelt werden.A further advantageous embodiment of the method according to the invention further provides that the central computing device and/or the vehicle-internal computing unit for a charging station or a charging station group determines a number of charging vehicles intending to carry out a charging process at the charging station or a charging station of the charging station group and, depending on the number and an adaptive Standard charging process duration determines a waiting time for the charging station or a charging station in the charging station group to become free. This further improves the comfort for the person driving a vehicle in the vehicle fleet that intends to charge when planning charging stops. Vehicles in a vehicle fleet can monitor the corresponding areas around charging stations or charging station groups. This allows charging vehicles waiting in front of a charging station or a group of charging stations to be identified. In particular, these vehicles are in the access area and/or in the parking area of the respective charging station. By evaluating the sensor data transmitted or evaluated by the other vehicles, the number of waiting charging vehicles is determined. Depending on the standard charging process duration, the waiting time for a corresponding charging station to become available can then be determined. The standard charging process duration can, for example, be fixed for each charging vehicle, for example 30 minutes. However, depending on various boundary conditions, the standard charging process time can also take on different values. For example, historical data may be available for a respective charging station, which can indicate an average standard charging process time at the respective charging station, for example an average value or a median value. The sensor data of the charging vehicles, in particular in camera images, can also contain information that allows conclusions to be drawn about a vehicle type. A vehicle type can also be determined from characteristic vehicle dimensions. For example, a vehicle type can be determined as a small car, a pickup truck, a transporter or the like. A small car can be assigned a comparatively short standard charging time, such as 20 minutes, and a pickup truck or a van can be assigned a comparatively long standard charging time, such as 40 minutes. Do the corresponding charging stations have the ability to transmit charging process information to the central computing device, for example available and/or Using the charging power used and the charge status of a respective traction battery of the vehicle carrying out a charging process, which can generally also be transmitted to the central computing device by the charging vehicles themselves, the adaptive standard charging process duration can be determined even more precisely. If corresponding charging stations and/or charging vehicles transmit the charge status of the traction battery and the charging power used, a comparatively precise point in time can be determined at which the charging process of the respective charging vehicle will be completed. This makes it possible to determine a particularly precise waiting time for a vehicle intending to charge before a usable charging station becomes available. Taking into account the number of charging stations in a charging station group, the waiting time can also be determined even more precisely.
Besonders bevorzugt wird die hierdurch ermittelte Wartezeit auch für das Ermitteln einer Navigationsroute von Navigationssystemen genutzt. Somit lassen sich solche Navigationsrouten bestimmen, welche ein Eintreffen des eigenen Fahrzeugs an einer Ladestation ermöglichen, sobald die entsprechende Ladestation mit hoher Wahrscheinlichkeit frei wird.Particularly preferably, the waiting time determined in this way is also used by navigation systems to determine a navigation route. This makes it possible to determine navigation routes that enable your vehicle to arrive at a charging station as soon as the corresponding charging station is highly likely to become free.
In einer bevorzugten Ausführungsform ermittelt die zentrale Recheneinrichtung eine Wartezeit und eine Anfahrtszeit für die Ladestation und eine weitere Ladestation, wobei in einer Routenplanung für einen Ladestopp eines der weiteren Fahrzeuge die Ladestation ausgewählt wird, bei der eine Summe aus Warte- und Anfahrtszeit einen um eine vorgegebene Mindestzeit kleineren Wert als die andere Ladestation aufweist. Die Mindestzeit kann dabei einen Wert zwischen 0min und einem Wert annehmen, der beispielsweise in Abhängigkeit der Länge eines Umweges bestimmt wird. Entlang einer von einem Navigationssystem geplanten Route befindet sich beispielsweise eine Ladestation A bzw. ein Ladepark A, der im Normalfall aufgrund des kürzesten Anfahrtswegs genutzt werden soll. Alternativ kann eine Ladestation B bzw. ein Ladepark B angefahren werden, der aber einen Umweg von ca. 15 min Fahrzeit bedeutet. Wenn Ladestation A voll besetzt ist, aber die zu erwartende Wartezeit weniger als 15 Minuten beträgt, soll auf jeden Fall weiterhin Ladestation A (inklusive Wartezeit) in der Route berücksichtigt werden. Ist die erwartete Wartezeit größer als 15 Minuten und sind in der Ladestation B noch freie Ladepunkte vorhanden, kann der Umweg zu Ladestation B vorgeschlagen werden. Dabei kann auch der dafür nötige zusätzliche Stromverbrauch und/oder die Fahrstrecke berücksichtig werden. Der Umweg wird beispielsweise nur dann vorgeschlagen, wenn mindestens 5 Minuten Gesamtzeit gespart werden, d.h. dann müsste die Wartezeit an der Ladestation A größer als 20 Minuten sein, damit der Umweg zur Ladestation B vorgeschlagen wird.In a preferred embodiment, the central computing device determines a waiting time and a travel time for the charging station and a further charging station, with the charging station being selected in a route planning for a charging stop of one of the further vehicles, at which the sum of the waiting and travel time increases by a predetermined one Minimum time has a smaller value than the other charging station. The minimum time can take a value between 0min and a value that is determined, for example, depending on the length of a detour. For example, along a route planned by a navigation system there is a charging station A or a charging park A, which should normally be used due to the shortest route. Alternatively, you can drive to a charging station B or a charging park B, but this means a detour of around 15 minutes. If charging station A is fully occupied but the expected waiting time is less than 15 minutes, charging station A (including waiting time) should definitely still be taken into account in the route. If the expected waiting time is longer than 15 minutes and there are still free charging points in charging station B, a detour to charging station B can be suggested. The additional power consumption and/or the distance required can also be taken into account. For example, the detour is only suggested if at least 5 minutes of total time is saved, i.e. then the waiting time at charging station A would have to be longer than 20 minutes for the detour to charging station B to be suggested.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ermittelt die zentrale Recheneinrichtung und/oder die fahrzeuginterne Recheneinheit aus dem Abstand der Ladestation oder der Ladestationsgruppe und dem am weitesten entfernt von der Ladestation stehenden Ladefahrzeugs die Anzahl der einen Ladevorgang beabsichtigenden Fahrzeuge anhand einer Standardfahrzeuglänge. Die Sensorik, beispielsweise eine Stereokamera ist dabei eingerichtet, den Abstand zu dem am weitesten entfernt von der Ladestation stehenden Ladefahrzeugs, zu der Ladestation als auch zugehörigen Sichtlinienwinkel zu bestimmen, so dass anhand der geometrischen Beziehung der Abstand zwischen Ladestation und dem von der Ladestation am weitesten entfernt stehenden Ladefahrzeug ermittelbar ist.According to a further advantageous embodiment of the method, the central computing device and/or the vehicle-internal computing unit determines the number of vehicles intending to charge based on a standard vehicle length from the distance between the charging station or the charging station group and the charging vehicle located furthest away from the charging station. The sensor system, for example a stereo camera, is set up to determine the distance to the charging vehicle that is furthest away from the charging station, to the charging station as well as the associated line of sight angle, so that based on the geometric relationship, the distance between the charging station and the farthest from the charging station distant charging vehicle can be determined.
Entsprechend einer weiteren alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung des Verfahrens ermittelt die zentrale Recheneinrichtung und/oder die fahrzeuginterne Recheneinheit unter Berücksichtigung einer Aufstellposition der Ladestation oder der Ladestationsgruppe sowie der Position des Fahrzeugs oder weiterer Fahrzeuge der Fahrzeugflotte beim erstmaligen Anhalten im Zufahrtsbereich der Ladestation einen Abstand des Fahrzeugs zur Ladestation oder zur Ladestationsgruppe. Mit dem erstmaligen Anhalten ist mit anderen Worten eine Einreihung am Ende einer Warteschlange von Ladefahrzeugen zu verstehen. Aus diesem Abstand und einer Standardfahrzeuglänge lässt sich wiederum die Anzahl der einen Ladevorgang beabsichtigenden Fahrzeuge bestimmen. Durch einen Abgleich der Eigenposition des Fahrzeugs oder der weiteren Fahrzeuge der Fahrzeugflotte, beispielsweise bestimmt mittels eines auf globalen Navigationssatellitensystemen basierenden Navigationssystems und dem Aufstellort der entsprechenden Ladestation, lässt sich ein Relativabstand zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation bestimmen. Dieser Vorgang kann gestartet werden, wenn das Fahrzeug beispielsweise mit dem entsprechenden Relativabstand zur Ladestation hält. Hieraus kann geschlossen werden, dass sich das Fahrzeug in eine Warteschlange vor der Ladestation eingereiht hat. Als Relativabstand zur Ladestation kann eine Luftlinie zwischen dem Fahrzeug und Ladestation verwendet werden oder auch unter Berücksichtigung des für die jeweilige Ladestation gültigen Zufahrtsbereichs, besonders bevorzugt unter Berücksichtigung der durch die zentrale Recheneinrichtung angesammelten Fahrtrajektorien einer Vielzahl an Flottenfahrzeugen, somit auch ein um Ecken oder Kurven herumführender Weg zur Ladestation. Für den Weg kann dann eine Länge bestimmt werden und diese Länge durch die Standardfahrzeuglänge geteilt werden. Hieraus lässt sich die Anzahl der vor der Ladestation wartenden Fahrzeuge abschätzen. Die Standardfahrzeuglänge kann beispielsweise unter Berücksichtigung von Kamerabildern für unterschiedliche Fahrzeugtypen auch unterschiedlich ermittelt und berücksichtigt werden. Somit lässt sich die Fahrzeuganzahl noch zuverlässiger abschätzen.According to a further alternative or additional embodiment of the method, the central computing device and/or the vehicle-internal computing unit determines a distance of the vehicle from the vehicle when stopping for the first time in the access area of the charging station, taking into account an installation position of the charging station or the charging station group as well as the position of the vehicle or other vehicles in the vehicle fleet Charging station or charging station group. In other words, stopping for the first time means queuing at the end of a queue of loading vehicles. From this distance and a standard vehicle length, the number of vehicles intending to charge can be determined. By comparing the own position of the vehicle or the other vehicles in the vehicle fleet, for example determined by means of a navigation system based on global navigation satellite systems, and the installation location of the corresponding charging station, a relative distance between the vehicle and the charging station can be determined. This process can be started when the vehicle stops, for example, at the appropriate relative distance from the charging station. From this it can be concluded that the vehicle has joined a queue in front of the charging station. An air line between the vehicle and the charging station can be used as the relative distance to the charging station or also taking into account the access area valid for the respective charging station, particularly preferably taking into account the travel trajectories of a large number of fleet vehicles accumulated by the central computing device, thus also one that leads around corners or curves Way to the charging station. A length can then be determined for the path and this Length can be divided by the standard vehicle length. From this you can estimate the number of vehicles waiting in front of the charging station. The standard vehicle length can, for example, be determined and taken into account differently for different vehicle types, taking into account camera images. This means the number of vehicles can be estimated even more reliably.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ferner vor, dass die zentrale Recheneinrichtung und/oder die fahrzeuginterne Recheneinheit die Ladestation als verfügbar bestimmt, wenn die zentrale Recheneinrichtung und/oder die fahrzeuginterne Recheneinheit in den Sensordaten erkennt, dass ein Ladefahrzeug den Zufahrtsbereich und/oder den Stellbereich verlässt, insbesondere wenn während eines sich an das Verlassen des Zufahrtsbereichs und/oder des Stellbereichs durch das Fahrzeug anschließenden Pufferzeitraums nicht erneut das Betreten des Zufahrtsbereichs und/oder Stellbereichs durch ein weiteres Ladefahrzeug erkannt wird. Hierdurch lässt sich mit noch größerer Zuverlässigkeit auf die tatsächliche Belegung einer Ladestation schließen. Verlässt nämlich ein Ladefahrzeug den Zufahrtsbereich, beziehungsweise insbesondere den Stellbereich der Ladestation, so ist dies ein Indiz dafür, dass zum einen die Ladestation verfügbar ist, da sie nicht mehr durch das entsprechende Ladefahrzeug belegt wird und zudem ein Hinweis dafür, dass die Ladestation tatsächlich funktioniert, da das Ladefahrzeug wahrscheinlich einen erfolgreichen Ladevorgang durchgeführt hat. Die zentrale Recheneinrichtung und/oder die fahrzeuginterne Recheneinheit kann dabei auch den Pufferzeitraum abwarten, bevor die Ladestation als frei gemeldet wird, da gegebenenfalls weitere Ladefahrzeuge in einer Schlange vor der Ladestation warten, um an der Ladestation einen Ladevorgang durchzuführen. Hierdurch wird vermieden, dass eine Ladestation fälschlicherweise als frei gemeldet wird. Der Pufferzeitraum kann eine beliebige Zeitspanne umfassen, beispielsweise 30 Sekunden, eine Minute, fünf Minuten oder auch Bruchteile oder Vielfache hiervon. Ist die entsprechende Ladestation schnell wieder belegt, so ist dies auch ein Indiz dafür, dass sie keinen Defekt aufweist.A further advantageous embodiment of the method according to the invention further provides that the central computing device and/or the vehicle-internal computing unit determines the charging station as available if the central computing device and/or the vehicle-internal computing unit detects in the sensor data that a charging vehicle is in the access area and/or leaves the parking area, in particular if the entry into the access area and/or parking area by another loading vehicle is not detected again during a buffer period following the vehicle leaving the access area and/or the parking area. This makes it possible to determine the actual occupancy of a charging station with even greater reliability. If a charging vehicle leaves the access area, or in particular the parking area of the charging station, this is an indication that, on the one hand, the charging station is available because it is no longer occupied by the corresponding charging vehicle and also an indication that the charging station is actually working , as the charging vehicle has probably carried out a successful charging process. The central computing device and/or the vehicle-internal computing unit can also wait for the buffer period before the charging station is reported as free, since additional charging vehicles may be waiting in line in front of the charging station in order to carry out a charging process at the charging station. This prevents a charging station from being incorrectly reported as free. The buffer period can include any period of time, for example 30 seconds, one minute, five minutes or even fractions or multiples thereof. If the corresponding charging station is quickly occupied again, this is also an indication that it is not defective.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht ferner vor, dass die zentrale Recheneinrichtung und/oder die fahrzeuginterne Recheneinheit das Vorhandensein wenigstens eines an der Ladestation oder einer Ladestation der Ladestationsgruppe einen Ladevorgang beabsichtigender Ladefahrzeugs bestätigen, wenn die zentrale Recheneinrichtung und/oder die fahrzeuginterne Recheneinheit in den Sensordaten erkennt, dass, nachdem ein Ladefahrzeug einen Stellbereich verlassen hat, innerhalb eines Pufferzeitraums erneut ein Ladefahrzeug den Stellbereich betritt. Hierdurch können noch zuverlässiger auf eine freie Ladestation wartende Ladefahrzeuge erkannt werden. Wird eine Ladestation frei, weil ein entsprechendes Ladefahrzeug seinen Ladevorgang beendet hat und den jeweiligen Stellbereich verlässt, so wird ein jeweiliges wartendes Ladefahrzeug vergleichsweise schnell aufrücken und in den Stellbereich zum Durchführen des Ladevorgangs einfahren. Für den Pufferzeitraum kann eine beliebige Zeitdauer festgelegt werden wie einige wenige Sekunden, Minuten oder auch Bruchteile oder Vielfache davon.A further advantageous embodiment of the method further provides that the central computing device and/or the vehicle-internal computing unit confirm the presence of at least one charging vehicle intending to carry out a charging process at the charging station or a charging station of the charging station group when the central computing device and/or the vehicle-internal computing unit are in the Sensor data detects that after a charging vehicle has left a parking area, a charging vehicle enters the parking area again within a buffer period. This means that charging vehicles waiting for a free charging station can be identified even more reliably. If a charging station becomes free because a corresponding charging vehicle has completed its charging process and leaves the respective parking area, a respective waiting charging vehicle will move up comparatively quickly and enter the parking area to carry out the charging process. Any length of time can be set for the buffer period, such as a few seconds, minutes or even fractions or multiples thereof.
Bevorzugt setzt die zentrale Recheneinrichtung und/oder die fahrzeuginterne Recheneinheit künstliche Intelligenz zur Bestimmung einer Ladestation als verfügbar oder nicht verfügbar ein, wobei die künstliche Intelligenz unter Verwendung von mit einer Vielzahl an Flottenfahrzeugen generierten Sensordaten trainiert wurde. Dies ermöglicht eine noch zuverlässigere Kategorisierung der jeweiligen Ladestationen als verfügbar oder nicht verfügbar sowie welcher Zufahrtsbereich und/oder Stellbereich welcher Ladestation zugehörig ist. Als künstliche Intelligenz kann beispielsweise ein künstliches neuronales Netz eingesetzt werden. Je mehr Fahrzeuge die entsprechenden Sensordaten übertragen, desto zuverlässiger kann die künstliche Intelligenz auch trainiert werden. Während des Trainings ist es erforderlich, dass die einzelnen Fahrer der Flottenfahrzeuge und/oder eine Kontrollperson, welche beispielsweise von der zentralen Recheneinrichtung verarbeitete Daten auswertet, die von den Fahrzeugen übermittelten beziehungsweise ausgewerteten Sensordaten kontrolliert. So kann händisch eingegeben, d.h. gelabelt werden, welche (und ggf. wie viele) Ladefahrzeuge tatsächlich vor einer jeweiligen Ladestation warten bzw. welche Ladestationen durch welche Art von Hindernisobjekt blockiert werden. Entsprechend lässt sich eine Zuordnung von Zufahrtsbereichen und/oder Stellbereichen zu Ladestationen händisch eingeben, wodurch die künstliche Intelligenz lernt selbständig solche Zuordnungen vorzunehmen. Dabei wird beispielsweise Tageszeit, Wetter etc. berücksichtigt.Preferably, the central computing device and/or the vehicle-internal computing unit uses artificial intelligence to determine a charging station as available or not available, the artificial intelligence being trained using sensor data generated with a large number of fleet vehicles. This enables an even more reliable categorization of the respective charging stations as available or not available, as well as which access area and/or parking area belongs to which charging station. An artificial neural network, for example, can be used as artificial intelligence. The more vehicles transmit the corresponding sensor data, the more reliably the artificial intelligence can be trained. During the training, it is necessary that the individual drivers of the fleet vehicles and/or a control person, who, for example, evaluates data processed by the central computing device, checks the sensor data transmitted or evaluated by the vehicles. This means you can manually enter, i.e. label, which (and if necessary how many) charging vehicles are actually waiting in front of a respective charging station or which charging stations are blocked by which type of obstacle object. Accordingly, an assignment of access areas and/or parking areas to charging stations can be entered manually, so that the artificial intelligence learns to make such assignments independently. For example, the time of day, weather, etc. are taken into account.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der Verfügbarkeit von Ladestationen ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden.Further advantageous embodiments of the method according to the invention for determining the availability of charging stations also result from the exemplary embodiments, which are described in more detail below with reference to the figures.
Dabei zeigen:
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1 eine schematisierte Draufsicht auf eine durch einen Lkw blockierte Ladestationsgruppe; und -
2 eine schematisierte Draufsicht auf eine Ladestationsgruppe mit einer Warteschlange an Fahrzeugen, welche einen Ladevorgang an einer Ladestation der Ladestationsgruppe durchführen möchten.
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1 a schematic top view of a group of charging stations blocked by a truck; and -
2 a schematic top view of a charging station group with a queue on vehicles that want to carry out a charging process at a charging station in the charging station group.
Die Ladestationen 1 können dazu in der Lage sein einen Belegungsstatus an eine zentrale Recheneinrichtung 2 zu übermitteln, welcher wiederum von der zentralen Recheneinrichtung 2 an weitere Fahrzeuge 3W einer Fahrzeugflotte übermittelt werden kann. Da aktuell kein Ladevorgang durchgeführt wird, übermitteln die Ladestationen 1 den Status „frei“, „verfügbar“, oder dergleichen. Dies könnte dazu führen, dass Laderfahrzeuge 3W, welche einen Ladevorgang durchführen wollen die Ladestationsgruppe 8 aufsuchen. Tatsächlich kann jedoch kein Ladevorgang durchgeführt werden, da durch das Blockieren der Zufahrtsbereiche 4 durch den LKW 9 der jeweilige Stellbereich 5 nicht erreichbar ist. Vor Ort stellen dann die fahrzeugführenden Personen die Blockierung der Ladestationen 1 fest. Dies ist insbesondere kritisch, wenn die Traktionsbatterie jeweiliger einen Ladestopp beabsichtigender Fahrzeug schon vergleichsweise stark erschöpft ist, wodurch das Risiko entsteht, dass weiter weg gelegene Ladestationen 1 nicht mehr erreicht werden können.The charging
Mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich solche Fälle vermeiden. Wenigstens ein Fahrzeug 3 und bevorzugt eine möglichst hohe Anzahl an Fahrzeugen 3W einer Fahrzeugflotte erfassen ihr Umfeld mit Hilfe von Umgebungssensoren und tasten dabei das Umfeld einer jeweiligen Ladestation 1 ab. Die somit generierten Sensordaten werden über einen Pfeil symbolisiert dargestellt an die zentrale Recheneinrichtung 2 zur Auswertung verschickt und/oder können von einer fahrzeuginternen Recheneinheit 6 bereits im Fahrzeug 3 analysiert werden. Eine Kommunikation zwischen fahrzeuginterner Recheneinheit 6 des Fahrzeugs 3 sowie der weiteren Fahrzeuge 3W mit der zentraler Recheneinrichtung 2 ist über ein Telekommunikationsmodul 11 möglich, beispielsweise per Mobilfunk, WIFI oder dergleichen. In der fahrzeuginternen Recheneinheit 6 kann eine digitale Straßenkarte gespeichert sein, wobei ein Abgleich einer Position des Fahrzeugs 3 mit dieser digitalen Straßenkarte ergibt, dass sich das Fahrzeug 3 in einer näheren Umgebung zu Ladestationen 1 aufhält. Die fahrzeuginterne Recheneinheit 6 bzw. die zentrale Recheneinrichtung 2 überprüft dann anhand der Sensordaten, ob im jeweiligen Zufahrtsbereich 4 und/oder Stellbereich 5 ein durch die gestrichelte Linie dargestelltes Hindernisobjekt 7 wie beispielsweise eine Baustelle, ein abgestellter Anhänger, ein parkendes Fahrzeug (nicht dargestellt) oder auch besagter Lkw 9 angetroffen wird. Ist dies der Fall, so bestimmt die zentrale Recheneinrichtung 2 bzw. die fahrzeuginterne Recheneinheit 6 die jeweilige Ladestation 1 als nicht verfügbar. Über das Telekommunikationsnetz wird diese Information wiederum durch einen Pfeil symbolisiert an die Fahrzeuge 3, 3W übermittelt, so dass diese alle den gleichen Datenstand aufweisen.Such cases can be avoided with the help of a method according to the invention. At least one
Für jede Ladestation 1 wird dabei der jeweilige dazugehörige Zufahrtsbereich 4 und Stellbereich 5 festgelegt. Die entsprechende Zuordnung kann ebenfalls in der digitalen Straßenkarte abgespeichert werden.For each charging
Eine Ladestation 1 kann auch nicht verfügbar sein, weil sie defekt ist, gewartet wird oder aus sonstigen Gründen. In einem solchen Fall werden während eines längeren Zeitraums keine Ladevorgänge an der jeweiligen Ladestation 1 durchgeführt. Manchen Ladestationen 1 fehlt außerdem die Möglichkeit einen Belegungsstatus und/oder Reservierungsstatus mit einer Zentrale auszutauschen. Um auch eine Nicht-Verfügbarkeit einer solchen Ladestation 1 festzustellen, sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, den Zufahrtsbereich 4 und/oder den Stellbereich 5 einer jeweiligen Ladestation 1 über einen längeren Zeitraum, nämlich einen parametrierbaren Überwachungszeitraum, zu überwachen. Wird innerhalb dieses parametrierbaren Überwachungszeitraums kein Aufenthalt eines Ladefahrzeugs 3L im jeweiligen Zufahrtsbereich 4 und/oder Stellbereich 5 erkannt, so deutet dies darauf hin, dass die jeweilige Ladestation 1 defekt ist. Hierzu wird die entsprechende Ladestation 1, insbesondere von mehreren Fahrzeugen 3, 3W zu unterschiedlichen Überwachungszeitpunkten erfasst.A charging
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich auch eine abgeschätzte Wartezeit für ein Fahrzeug 3 bei einer Einreihung am Ende einer Warteschlange auf eine freie Ladestation 1 bestimmen. Dies ist in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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