DE102022201133A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Sicherung eines Ladeprozesses, insbesondere für ein batterieelektrisch betriebenes Fahrzeug - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Sicherung eines Ladeprozesses, insbesondere für ein batterieelektrisch betriebenes Fahrzeug Download PDF

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    • B60L2250/10Driver interactions by alarm

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherung eines Ladeprozesses, insbesondere für ein batterieelektrisch betriebenes Fahrzeug, durch mindestens einen berührungssensitiven Sensor im Bereich einer elektrischen Steckverbindung des Ladesystems, umfassend die Schritte:- Detektieren eines Kontakts durch den berührungssensitiven Sensor,- Ermitteln einer Dauer des detektierten Kontakts,- Vergleich der ermittelten Dauer mit einer maximal zulässigen Handhabungszeit, und- Auslösen eines Alarms, sofern die Dauer des Kontakts die maximal zulässige Handhabungszeit überschreitet. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erhöhung der Manipulationssicherheit während eines Ladeprozesses, insbesondere für ein batterieelektrisch betriebenes Fahrzeug und eine Ladestation für ein Fahrzeug welche eine solche Vorrichtung umfasst oder ein solches Verfahren ausführen kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sicherung eines Ladeprozesses, insbesondere für ein batterieelektrisch betriebenes Fahrzeug.
  • Zur Reduzierung von Verbrennungsabgasen in verkehrsreichen Gebieten wie Städten wird vermehrt darauf gesetzt, konventionelle Verbrennungsmotoren durch alternative und emissionsärmere Antriebe zu ersetzen. Von besonderer Bedeutung sind in diesem Zusammenhang elektrisch betriebene Fahrzeuge. Während es im öffentlichen Personenverkehr meist möglich ist, die Energieversorgung während der Fahrt durch geeignete Stromleitungen zu dem Fahrzeug beziehungsweise Triebwagen aufrecht zu halten (beispielsweise bei Zügen, Straßenbahnen, U-Bahnen und in einigen Städten auch bei Oberleitungsversorgten Bussen) ist dies bei Fahrzeugen des Individualverkehrs meist nicht möglich. Diese Fahrzeuge führen daher einen Speicher mit, aus dem sie während der Fahrt mit elektrischer Energie versorgt werden können. Meist handelt es sich bei derartigen Speichern um einen Batteriespeicher oder Akkumulator. Dieser wird an dafür vorgesehenen Stationen aufgeladen.
  • Der Vorgang zum Laden eines solchen Speichers ist meist ein recht langwieriger Prozess. Die Ladeleistung wird bei heute üblichen Systemen oberhalb eines bestimmten Ladeniveaus (beispielsweise über 65 % der Speicherkapazität geladen) reduziert, um Verluste, Überhitzung und Schädigung des Speichers zu vermeiden. Unabhängig davon benötigt auch das Laden bei maximal möglicher Ladeleistung bei der heute zur üblichen Technik und/oder Ladeleistung deutlich länger als ein Tankvorgang für flüssige oder gasförmige Kraftstoffe. Während der Zeit des Ladevorgangs ist es aufgrund der verlängerten Ladezeit üblich, dass ein Nutzer, beispielsweise ein Fahrer, den Ort verlässt, an dem der Ladevorgang stattfindet. Der Ladevorgang findet daher meist in der Nähe eines Wohnhauses, einer Arbeitsstelle, einer Einkaufsmöglichkeit oder einer anderen Verweilmöglichkeit statt. Während des Ladens ist das Fahrzeug daher meist durch den Fahrer unbeobachtet. Dadurch ergeben sich für Kriminelle Möglichkeiten, den Ladevorgang und/oder das Fahrzeug zu manipulieren.
  • Als Ladeschnittstellen haben sich verschiedene Systeme etabliert. In Abhängigkeit der Fahrzeughersteller, der Region und der Ladeleistung sind neben proprietären Systemen werden insbesondere offene Schnittstellen wie Combined Charging System (CCS mit den Varianten Combo-1 (vorwiegend Europa) und Combo-2 (vorwiegend Nordamerika)), EN 62196 Typ 2 (auch „IEC Typ 2“ genannt), SAE J1772 (auch Typ 1 genannt), CHAdeMO (vorwiegend Asien) und dem nationalen chinesischem (GB) Standard 20234 verwendet. Dieser offenen Systeme können besonders für Manipulationen genutzt werden, da die Informationen zu den betreffenden Verbindungen frei verfügbar sind.
  • Ist durch einen Kriminellen beabsichtig ein Fahrzeug zu stehlen, ist das Lösen des Ladekabels oft das letzte Hindernis. Da das Fahrzeug wie oben beschrieben während des Ladevorgangs oft (vom Fahrer) unbeaufsichtigt ist, kann ein Krimineller oft ungehindert und/oder unbemerkt an der Ladeschnittstelle arbeiten. Dies verringert die Hemmschwelle der unseriösen Mitmenschen sich am Fahrzeug zu schaffen zu machen. Trotz eventuell vorhandener Sicherungsmechanismen der Steckverbindung kann es sein, dass ein Krimineller einen solchen (meist mechanischen) Sicherungsmechanismen überwindet und die Steckverbindung löst.
  • Ein Beispiel für ein Ladekabeldiebstahl-Warnsystems ist in der US 2014/0267712 A1 bekannt. Das aus dieser Druckschrift bekannte Ladekabeldiebstahl-Warnsystems umfasst eine PHV-Ladestation mit einem Ladekabel das die Ladestation mit einem Fahrzeug über eine Steckverbindung verbinden kann. Das System umfasst einen oder mehrere Sensoren der jeweils so konfiguriert sein kann, dass er eine Abtrennung oder Manipulation des Ladekabels erkennt. Die Ladestation weist kann eine elektronische Steuereinheit auf, die ein entsprechendes Signal des Sensors verarbeitet und/oder weiterleitet. In einer Ausführungsform des Warnsystems ist ein Sensor zumindest teilweise im Ladekabel angeordnet. Dieser Sensor ist dazu geeignet, zu erkennen, ob das Kabel durchtrennt, manipuliert und/oder geschnitten wurde.
  • Aus der Druckschrift US 2018/0215280 A1 ist eine Ladesteuerungsvorrichtung mit einer Kommunikationseinheit zum drahtlosen Kommunizieren mit mindestens einem Kommunikationsgerät bekannt. Die Ladesteuerungsvorrichtung überwacht und sichert den Ladevorgang für ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV). So ist beispielsweise eine im Ladeverbinder vorgesehene Verriegelungseinheit zum Verriegeln oder Entriegeln des Ladeverbinders und des Ladeeingangs vorgesehen. Die Entriegelung erfolgt bevorzugt ausschließlich dann, wenn ein autorisierter Nutzer sich innerhalb einer bestimmten Entfernung aufhält oder sich der Nutzer in anderer Weise authentifiziert hat. Die Ladesteuerungsvorrichtung kann auch einen Alarmsensor umfassen, der beispielsweise als Aufprallsensor oder Bewegungssensor ausgeführt sein kann. Der Aufprallsensor kann eine externe Kraft erfassen, die auf die Ladesteuervorrichtung und insbesondere auf den Ladeanschluss wirkt. Bei überschreiten eines vorbestimmten Schwellenwerts wird ein entsprechendes Signal an das Steuergerät gesendet. Analog dazu erfasst der Bewegungssensor eine Bewegung des Ladesteckers und sendet ein Signal an das Steuergerät, falls die Größe der erfassten Bewegung einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Vorzugsweise sind diese Sensoren nur in einem Zustand aktiv, in dem der Ladeverbinder mit dem Ladeeingang verriegelt ist.
  • Die Druckschrift WO 2009/010872 A2 beschreibt eine Diebstahlsicherungsvorrichtung, die insbesondere Fehlalarme vermeiden soll, die durch gewünschte Prozesse in Abwesenheit eines legitimierten Nutzers ausgelöst werden könnten. Beispielsweise könnten Erschütterungen, LuftVerwirbelungen und Schwankungen der Batterieleistung auftreten, falls - vor Anwesenheit des Nutzers - eine Klimatisierung des Fahrgastraums eingeleitet wird. Wird ein Betrieb einer Klimaanlage festgestellt wird eine Alarmanlage des Fahrzeugs ausgeschaltet oder zumindest in ihrer Sensibilität eingeschränkt. In einem Ausführungsbeispiel wird auch darauf eingegangen, wie auf eine Manipulation eines Ladekabels während eines Ladevorgangs reagiert werden soll. Dabei ist bevorzugt, dass die Alarmanlage des Fahrzeugs weder ausgeschaltet noch in ihrer Sensibilität gegenüber einer Manipulation des Ladekabels eingeschränkt wird. Dies wird mit der dadurch erreichbaren erhöhten Sicherheit begründet und dass ein falscher Alarm aufgrund der beim Ladevorgang üblicherweise geringen Entfernung eines legitimierten Nutzers schnell abgeschaltet werden könnte.
  • Wie oben dargelegt, ist es zwar grundsätzlich bekannt, mittels Sensoren eine Manipulation des Ladekabels zu detektieren, jedoch weisen sie alle Nachteile hinsichtlich der Sicherheit, des Bedienkomforts und der Zuverlässigkeit auf. Es besteht daher die Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, welches diese Nachteile beseitigt.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung macht sich insbesondere zu Nutze, dass das Lösen der Steckverbindung für einen autorisierten Nutzer des Fahrzeugs innerhalb kürzester Zeit möglich ist, da sich durch ein entsprechendes Autorisierungsmerkmal wie einen Fahrzeugschlüssel, ein Mobiltelefon oder ein anderes Authentifizierungsgerät, der Sicherungsmechanismus öffnen lässt. Anschließend ist das Ladekabel ohne Probleme vom Fahrzeug zu trennen. Liegt ein solches Autorisierungsmerkmal jedoch nicht vor, wird das Lösen der Sicherung und damit das Entfernen des Ladekabels schwieriger und die dazu von dem nicht autorisierten Nutzer benötigte Zeit verlängert sich.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Sicherung eines Ladeprozesses, insbesondere für ein batterieelektrisch betriebenes Fahrzeug, nutzt dies aus. Dazu ist mindestens ein berührungssensitiver Sensor im Bereich einer elektrischen Steckverbindung des Ladesystems, nämlich in einem Stecker- und/oder Kupplungsgehäuse eines Kabels und/oder einem Einbaustecker und/oder einer Buchse angeordnet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch die Schritte:
    • - Detektieren eines Kontakts durch den berührungssensitiven Sensor,
    • - Ermitteln einer Dauer des detektierten Kontakts,
    • - Vergleich der ermittelten Dauer mit einer maximal zulässigen Handhabungszeit, und
    • - Auslösen eines Alarms, sofern die Dauer des Kontakts die maximal zulässige Handhabungszeit überschreitet.
  • Ein Alarm wird somit bevorzugt dann ausgelöst, wenn jemand länger als für einen authentifizierten Zugriff üblich einen der mit einem entsprechenden Sensor ausgerüsteten Bereiche der Steckverbindung berührt.
  • Als besonders geeignet hat sich ein Verfahren gezeigt, bei dem durch den berührungssensitiven Sensor eine Kapazitätsänderung und/oder Verformung detektiert wird. Die Ermittlung der Kapazitätsänderung und/oder Verformung erfolgt vorzugsweise in einem Bereich des Stecker- und/oder Kupplungsgehäuses, welcher für eine Berührung durch eine menschliche Hand geformt, vorgesehen und/oder eingerichtet ist. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Griff, ein Handstück oder ähnlichen Bereich handeln. Oftmals weisen Stecker oder Kupplungen spezielle Bereiche auf, die für die Berührung durch einen Nutzer vorgesehen sind um beispielsweise eine Zugentlastung und/oder Berührungsschutz für die elektrischen Kontakte sicherzustellen. Insbesondere ist die Anordnung eines wie oben beschriebenen Sensors in einem solchen Bereich bevorzugt, welcher beispielsweise beim Herausziehen des Steckers aus einer Buches druckbelastet wird. Nicht nur ein Drucksensibler Sensor arbeitet in einem solchen Bereich besonders effektiv, sondern (durch die bei Druckausübung verbesserte elektrische Leitfähigkeit und geringere Distanz) auch ein kapazitiver Sensor.
  • Vorzugsweise wird durch einen ebenfalls im Stecker- und/oder Kupplungsgehäuse eines Kabels des Ladesystems angeordneten Beschleunigungssensor ein Beschleunigungswert detektiert. Der ermittelte Beschleunigungswert kann dann mit einem maximal zulässigen Beschleunigungswert verglichen. Anschließend wird ein Alarm ausgelöst, sofern der Beschleunigungswert einen maximal zulässigen Beschleunigungswert überschreitet.
  • Dies soll insbesondere einem Versuch entgegenwirken, den Stecker mit einem kapazitiv neutralen Gegenstand ruckartig aus der Ladebuche des Fahrzeuges zu entfernen, wie es beispielsweise durch ein angeschlagenes Seil erfolgen kann. Bei einem solchen Vorgehen ist die Einwirkzeit des Anschlagens auf den (kapazitiven oder piezoelektrischen) Sensor gering. Dennoch kann eine ausreichend große Kraft zum Lösen der Steckverbindung aufgebracht werden.
  • Mittels eines beispielsweise im Stecker angeordneten wie oben beschriebenen Beschleunigungssensors, beispielsweise einem 3G-Sensor, kann die beim ruckartigen Lösen des Steckers aus der Ladebuchse auftretende Beschleunigung erfasst werden. Die hohe Beschleunigung kann dabei sowohl beim Herausziehen des Steckers als auch bei einem darauf folgenden Aufprall auf dem Boden auftreten.
  • Die durch den Beschleunigungssensor erfassten Daten können beispielsweise an eine Signalverarbeitungseinrichtung oder Datenverarbeitungseinrichtung weitergeleitet werden. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann beispielsweise in der Ladesäule oder im Ladestecker selbst angeordnet sein. In der Datenverarbeitungseinrichtung werden die erhaltenen Daten ausgewertet und gegebenenfalls ein Signal zum Auslösen eines Alarms erzeugt.
  • Dazu können auch die Daten mindestens eines anderen Sensors herangezogen werden. Hinweis auf einen Missbrauch könnte beispielsweise sein, dass eine Beschleunigung detektiert worden ist, ohne das aus einem Signal eines berührungsempfindlichen Sensors ein Kontakt mit einer menschlichen Hand ableitbar ist, beispielsweise im Fall einer fehlenden oder nicht ausreichend langen kapazitiven Kopplung oder mechanischer Belastung des Sensors.
  • Wird durch einen berührungsempfindlichen Sensor ausschließlich während des Lösens des Steckers ein Signal erfasst, kann dies ebenfalls als eine Manipulation oder ein Diebstahlversuch interpretiert werden.
  • Da bei der Ermittlung der ungewöhnlich starken Beschleunigung durch ruckartiges Trennen der Steckverbindung das entsprechende Signal erst mit oder nach dem Trennen der Verbindung detektiert wird, ist eine Kommunikation mit zumindest einer der zuvor über die Ladeverbindung verbundenen Einrichtungen (beispielsweise Fahrzeug und Ladesäule) nicht mehr möglich. Wird beispielsweise durch das ruckartige Herausziehen die Kabelverbindung zum Fahrzeug durchtrennt, ist eine Kommunikation mit dem Fahrzeug nur noch drahtlos möglich. Vorzugsweise kann daher bei zumindest einer Datenübertragung im Rahmen des Verfahrens auf eine Drahtlosverbindung zurückgegriffen werden.
  • Alternativ oder ergänzend dazu wird bei unterbrochener Kabelverbindung eine Kommunikation mit der nicht mehr kabelverbundenen Einrichtung (Fahrzeug oder Ladesäule) dadurch erreicht, dass das Signal zunächst unter Ausnutzung der noch bestehenden Kabelverbindung an die eine Einrichtung (beispielsweise die Ladestation) übertragen wird und diese dann unter Ausnutzung einer Drahtlosverbindung ein (gegebenenfalls modifiziertes) Signal an die andere Einrichtung (beispielsweise das Fahrzeug) sendet.
  • Alternativ oder ergänzend dazu wäre auch eine Übertragung des Signals an einen legitimierten Nutzer, beispielsweise über eine zur Abrechnung des Ladevorgangs genutzte Kommunikationsschnittstelle wie ein Smartphone oder eine App, möglich. Die dazu notwendigen Daten stehen aufgrund der notwendigen Legitimierung der Bezahldaten zur Verfügung.
  • Erfolgt der Ladevorgang an einer Benutzereigenen Ladestation, wäre eine direkte Alarmierung möglich. Auch öffentlich zugängliche Ladesäulen könnten in einer bevorzugten Verfahrensvariante durch eine akustische und/oder optische Alarmeinrichtung auf eine detektierte missbräuchliche Nutzung hinweisen.
  • In einer bevorzugten Variante des Verfahrens erfolgt eine Verarbeitung eines durch den berührungssensitiven Sensor detektierten Signals in einer im Stecker- und/oder Kupplungsgehäuse angeordneten Signalverarbeitungseinrichtung. Diese sendet dann ein von dem Signal des Sensors verschiedenes Signal an das Fahrzeug und/oder eine Datenverarbeitungseinrichtung und/oder eine Ladeeinrichtung. Durch eine solche im Stecker- und/oder Kupplungsgehäuse angeordnete Signalverarbeitungseinrichtung kann vermieden werden, dass das Signal auf dem Weg zwischen Sensor und beispielsweise der Ladestation oder dem Fahrzeug verändert wird. Insbesondere wenn der Sensor ein kapazitiver Sensor ist, ist dies vorteilhaft, da jede Lageveränderung des Kabels zu einer Kapazitätsänderung führen kann. Die Aufbereitung der detektierten Signale erfolgt somit vorzugsweise direkt am Sensor oder in dessen unmittelbarer Nähe. Zusätzliche Leitungen könnten bei Berührung und auch bei veränderter Leitungsführung eine Detektion einer veränderten Kapazität hervorrufen.
  • Durch eine Berührung des kapazitiven Sensors wird die für die Oszillation verantwortliche Kapazität C durch die Kapazität CBODY (die auch durch die Entfernung vom Finger zum Sensor beeinflusst wird) verändert.
  • Die Schaltung vor Ort am Sensor kann z.B. mit vergossen werden.
  • Die Signale können als Sinus oder Digitalsignal, je nach Beschaltung aufbereitet und vom Steuergerät ausgewertet werden. Das Digitalsignal verändert sich in der Frequenz oder / und im Dutycycle, je nach Beschaltung.
  • Bei einem solchen kapazitiven Sensor wird durch das Berühren des Steckers durch einen (befugten oder unbefugten) Nutzer eine dem Kontakt entsprechenden Kapazitätsänderung erzeugt. Diese kann vorzugsweise durch eine Frequenzänderung ausgekoppelt und analysiert werden. Die Auswertung erfolgt aus den oben genannten Gründen bevorzugt bereits im Ladestecker, kann aber auch an einem anderen Ort wie beispielsweise einer in einer Ladesäule angeordneten Datenverarbeitungseinrichtung erfolgen.
  • Wird durch die Kapazitätsänderung eine Annäherung erkannt, so wird vorzugsweise die Zeit, die zum Entfernen des Steckers am Fahrzeug notwendig ist, gemessen. Übersteigt diese Zeit einen vorgegebenen Grenzwert ohne dass die Ladeverbindung erfolgreich getrennt wurde, wird das ausgewertete Signal durch die Datenverarbeitungseinrichtung aufbereitet und vorzugsweise über eine Kommunikationsschnittstelle an das Fahrzeug und/oder andere geeignete Einrichtungen übertragen, die Gegenmaßnahmen einleiten können. Das Fahrzeug könnte beispielsweise in einen Verschärften Alarmmodus wechseln, in dem Sensoren besonders sensibel sind oder Tätigkeiten wie das Öffnen der Türen oder das Starten des Motors erst nach einer zusätzlichen Authentifizierung des Nutzers (beispielsweise 2- oder 3-Faktor Authentifizierung) möglich sind.
  • Denkbar wäre auch, die Information über die detektierte missbräuchliche Nutzung an die Polizei, den Eigentümer und/oder einen legitimierten Fahrzeugnutzer (beispielsweise den letzten Fahrzeugführer) zu leiten.
  • Analog kann diese Detektion eines Versuchs der missbräuchlichen Nutzung auch mit einem anderen Sensor detektiert werden und eine analoge Signalkaskade ausgelöst werden.
  • Ist der Sensor beispielsweise ein Piezo-Sensor ist dieser vorzugsweise in einem Griffbereich, insbesondere unterseitig oder innenseitig, angeordnet. Durch diese Anordnung an einer beim Entfernen des Steckers üblicherweise berührten Fläche, die aber vorzugsweise nicht versehentlich über einen längeren Zeitraum kontaktiert wird (beispielsweise durch Passanten, Tiere, Vogelkot o.ä.), können fälschlich als Missbrauchsversuch interpretierte Signale weitgehend vermieden werden.
  • Ein solcher Piezo-Sensor erzeugt bei Verformung eine elektrische Spannung, die durch eine entsprechende Beschaltung in einer Signalverarbeitungseinrichtung und/oder der Datenverarbeitungseinrichtung verarbeitet wird. Vorzugsweise nutz ein solcher Piezo-Sensor den Longitudinaleffekt, wonach die bei der Krafteinwirkung erzeugte Ladungsmenge direkt proportional zu der Krafteinwirkung und unabhängig von der Größe oder Form des piezoelektrischen Elements ist.
  • Da ein solcher Sensor lediglich die wirkenden Kräfte detektiert, ohne dass zwangsläufig eine Person den entsprechenden Verformungsbereich tatsächlich berühren muss, kann ein solcher Sensor (alternativ oder zusätzlich) im fahrzeugseitigen Bereich der Steckverbindung angeordnet sein. Im fahrzeugseitigen Bereich kann beispielsweise eine mechanische Belastung (Verformung) beim Ziehen am (kabelseitigen) Stecker detektiert werden. Ein solcher Sensor kann vorzugsweise im Bereich des fahrzeugseitigen Teils der Steckverbindung (meist Einbaustecker oder Buchse) eine Messung der auftretenden Kräfte möglich. Da diese Sensoren vergleichsweise kostengünstig sind, ist eine Positionierung eine Vielzahl von Sensoren an unterschiedlichen Positionen denkbar und in einen Ausführungsformen bevorzugt.
  • Analog zu den oben für den kapazitiven Sensor beschriebenen Verfahren wird vorzugsweise auch bei Verwendung eines Piezo-Sensors der Zeitraum ermittelt über welchen die Druckbeaufschlagung auf den Sensor andauert.
  • Zusätzlich ergibt sich bei der Verwendung eines Piezo-Sensors jedoch auch die Möglichkeit das Piezo-Element als Lautsprecher / Buzzer zu nutzen. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird dieser als eine im Ladegriff implementierte Alarmeinrichtung genutzt.
  • Verfahrensseitig ist bevorzugt, dass das Signal, welches aufgrund der Vibrationen oder Bewegungen durch einen entsprechenden Sensor an der Steckverbindung erzeugt wird, durch eine Signalverarbeitungseinrichtung, welche auch als Signalaufbereitungseinrichtung bezeichnet werden kann, aufbereitet wird. Dabei kann eine Aufbereitung entsprechend der gewünschten Anwendung, einem gewünschten Signalpegel, einem eingesetzten Sensor und/oder der Hardware der auswertenden Steuergeräte / Datenverarbeitungseinrichtung angepasst werden. Vorzugsweise erfolgt die Aufbereitung direkt am Ort des Sensors, kann aber auch woanders, beispielsweise in einem Steuergerät oder in der Datenverarbeitungseinrichtung erfolgen.
  • Vorzugsweise ist zur Aufbereitung der Daten am Ort des Sensors eine Signalverarbeitungseinrichtung zusammen mit dem Sensor in einen Teil der Steckverbindung (Stecker- und/oder Kupplungsgehäuse und/oder Einbaustecker und/oder Buchse). In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Einsatz einer bestückten flexiblen Leiterplatte vorgesehen. Diese bieten sich aufgrund der niedrigen Bauhöhe an.
  • Die Übertragung von Daten der Signalverarbeitungseinrichtung an eine entlang des Datenstroms stromabwärts angeordneten Datenverarbeitungseinrichtung erfolgt bevorzugt über ein Kabel. Vorzugsweise wird dazu das Kabel genutzt, welches auch für das Laden des Fahrzeugs genutzt wird. Vorzugsweise umfasst dieses Kabel eine separate Datenleitung. Denkbar ist jedoch ergänzend oder alternativ dazu auch die Nutzung einer drahtlosen Verbindung, beispielsweise WiFi.
  • Die Übertragung von Daten der Signalverarbeitungseinrichtung und/oder der Datenverarbeitungseinrichtung an das Fahrzeug erfolgt bevorzugt unter Ausnutzung einer drahtlosen Verbindung, beispielsweise WiFi, einer Mobilfunkverbindung oder Bluetooth. Zumindest solange der Ladevorgang andauert besteht jedoch auch eine Kabelverbindung zwischen Ladestation und Fahrzeug, so dass ergänzend oder alternativ zur Drahtlosverbindung auch eine kabelgebundene Datenübertragung genutzt werden kann. Vorzugsweise wird dazu das Kabel genutzt, welches auch für das Laden des Fahrzeugs genutzt wird.
  • Vorzugsweise werden Zeiten einer Dauer eines durch den berührungssensitiven Sensor detektierten Kontakts von der Datenverarbeitungseinrichtung verarbeitet. Vorzugsweise wird ein Wert einer Dauer eines durch den berührungssensitiven Sensor detektierten Kontakts nicht gleich null gesetzt, sobald kein solcher Kontakt mehr detektiert wird. Vielmehr ist bevorzugt, einen solchen Werkt zu speichern. Dadurch wird ermöglicht, dass eine kurze Unterbrechung des Kontakts durch einen unbefugten Nutzer nicht dazu führt, dass die Zeit, die ihm bei einer erneuten Berührung bis zum Auslösen eines Alarms zur Verfügung steht, erneut von null an zu laufen beginnt.
  • Vorzugsweise wird daher die bereits gemessene Dauer eines detektierten Kontakts erst zeitverzögert auf null zurückgestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt dies nach einem vorgegebenen Zeitraum, über den kein erneuter kontakt detektiert wurde. In einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass ein Wert der bereits gemessenen Dauer eines detektierten Kontakts unter Ausnutzung eines Dämpfungsfaktors verringert wird. Vorzugsweise wird dazu ein Wert einer bereits gemessenen Dauer eines detektierten Kontakts schrittweise verringert, beispielsweise in jedem Schritt um eine vorgegebene Zeitspanne (von beispielsweise einer Sekunde). Dieser Schritt erfolgt vorzugsweise zeitverzögert, wobei vorzugsweise vor einer Verringerung des Werts um eine vorgegebene Zeitspanne ein x-faches dieser Zeitspanne verstrichen sein muss, wobei x vorzugsweise 2, 3, 5 oder 10 ist, aber auch jede andere reelle Zahl ≥ 0 sein kann.
  • Ergänzend oder alternativ dazu ist bevorzugt, dass Denkbar ist weiterhin, dass bei einer Unterbrechung eines von einem Sensor detektierten Kontakts über eine Dauer y keine Reduzierung des Wertes der bereits gemessenen Dauer eines detektierten Kontakts vorgenommen wird. Die Dauer y beträgt vorzugsweise ≤ 10 s, bevorzugt ≤ 5 s, weiter bevorzugt ≤ 3 s, insbesondere bevorzugt ≤ 2 s. Dadurch kann (ergänzend oder unabhängig von x) eine Mindestzeit definiert werden, die mindestens verstrichen sein muss, bevor eine Reduzierung des Werts der bereits detektierten Kontaktzeit vorgenommen wird.
  • Durch diese vorgenannten Maßnahmen kann (einzeln oder in Kombination) eine Zeit, die ein unbefugter Nutzer zum Lösen der Steckverbindung (in mehreren Versuchen) braucht, ohne einen Alarm auszulösen, deutlich verlängert werden. Dies erhöht aufgrund des steigenden Risikos für den unbefugten Nutzer die Chance, dass er von dem Versuch der Manipulation ablassen wird.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird außerdem durch eine Vorrichtung zur Erhöhung der Manipulationssicherheit während eines Ladeprozesses, insbesondere für ein batterieelektrisch betriebenes Fahrzeug, gelöst. Eine solche Vorrichtung umfasst
    • - mindestens einen berührungssensitiven Sensor der im Bereich einer elektrischen Steckverbindung des Ladesystems, nämlich in einem Stecker- und/oder Kupplungsgehäuse eines Kabels und/oder einem Einbaustecker und/oder einer Buchse angeordnet ist,
    • - eine mit dem mindestens einen berührungssensitiven Sensor über eine Datenverbindung angebundene Datenverarbeitungseinrichtung und eine damit verbundene Datenspeichereinrichtung, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung dazu vorgesehen und eingerichtet ist, eine Dauer eines durch den berührungssensitiven Sensor detektierten Kontakt mit einem in der Datenspeichereinrichtung hinterlegten Wert für eine maximal zulässige Handhabungszeit zu vergleichen, und
    • - eine Kommunikationseinrichtung, die eine mittelbare oder unmittelbare Signalverbindung mit einer Alarmeinrichtung aufweist und über welche ein Signal zur Aktivierung der Alarmeinrichtung sendbar ist, sofern durch die Datenverarbeitungseinrichtung eine Überschreitung der maximal zulässigen Handhabungszeit durch die Dauer des durch den berührungssensitiven Sensor detektierten Kontakts ermittelt wurde.
  • Mit einer solchen Vorrichtung kann ein Ladeprozess überwacht werden und Manipulationen erkannt werden.
  • Vorzugsweise ist der berührungssensitive Sensor der Vorrichtung ein kapazitiver Sensor und/oder piezoelektrischer Sensor. Ein solcher kapazitiver Sensor und/oder piezoelektrischer Sensor ist vorzugsweise in einem Bereich des Stecker- und/oder Kupplungsgehäuses angeordnet, welcher für eine Berührung durch eine menschliche Hand geformt, vorgesehen und/oder eingerichtet ist. Dadurch kann erreicht werden, dass eine Handhabung der Vorrichtung im Bereich der Steckverbindung durch einen (befugten oder unbefugten) Nutzerzumindest bei üblicher Handhabung - sicher detektiert wird.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass im Stecker- und/oder Kupplungsgehäuse eines Kabels des Ladesystems ein Beschleunigungssensor angeordnet ist. Ein solcher Beschleunigungssensor ist bevorzugt über eine Datenverbindung mittelbar oder unmittelbar mit einer Datenverarbeitungseinrichtung verbunden. Vorzugsweise ist die Datenverarbeitungseinrichtung dazu vorgesehen und eingerichtet, einen durch den Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigungswert mit einem in einer Datenspeichereinrichtung hinterlegten Beschleunigungswert zu vergleichen und einen Alarm auszulösen, sofern der Beschleunigungswert über einem maximal zulässigen Beschleunigungswert ist. Dadurch wird ermöglicht, ungewöhnlich starke Beschleunigungen, die Zeichen für einige Arten einer manipulativen Handhabung charakteristisch ist, zu detektierten und in eine Bewertung der Sensordaten einfließen zu lassen.
  • Bevorzugt weist die Vorrichtung in einem Stecker- und/oder Kupplungsgehäuse eine Signalverarbeitungseinrichtung auf. Diese kann ein von dem Sensor erhaltenes Signal in ein davon verschiedenes Signal umsetzen und dieses an die Datenverarbeitungseinrichtung senden. Durch eine solche Signalverarbeitung kann das Signal vor weiteren Manipulationen geschützt werden.
  • Die Position der Sensoren kann in Abhängigkeit vom Steckertyp individuell gewählt werden. Vorzugsweise ist mindestens ein Sensor in einem Bereich vorgesehen, der beim Lösen der Steckverbindung Druckbeaufschlagt wird (positiv oder negativ druckbeaufschlagt, beziehungsweise zug- oder druckbelastet).
  • Denkbar und für einige Ausführungsformen bevorzugt ist die Verwendung mehrerer gleicher und/oder verschiedener Sensoren innerhalb einer Steckverbindung. Dadurch können (verschiedene) Signale von verschiedenen Sensoren zusammengeführt werden, was die Erkennungssicherheit einer nichtautorisierten Nutzung erhöht.
  • Weiterhin ist die vorliegende Erfindung auf ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, gerichtet, welches eine wie oben beschriebene Vorrichtung zur Erhöhung der Manipulationssicherheit während eines Ladeprozesses oder Teile davon umfasst und/oder zur Durchführung eines wie oben beschriebenen Verfahrens oder einem oder mehrerer Schritten davon eingerichtet und vorgesehen ist. Bei einem solchen Fahrzeug kann der Ladevorgang zuverlässig überwacht und vor Manipulationen geschützt werden. Wird eine Manipulation erkannt, kann ein Alarm ausgelöst werden.
  • Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Ladestation für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, welche eine wie oben beschriebene Vorrichtung zur Erhöhung der Manipulationssicherheit während eines Ladeprozesses oder Teile davon umfasst und/oder zur Durchführung eines wie oben beschriebenen Verfahrens oder einem oder mehrerer Schritten davon eingerichtet und vorgesehen ist. Bei einer solchen Ladestation kann der Ladevorgang zuverlässig überwacht und vor Manipulationen geschützt werden. Wird eine Manipulation erkannt, kann ein Alarm ausgelöst werden.
  • Bevorzugt ist die Vorrichtung, die Ladestation und/oder das Fahrzeug dazu eingerichtet, geeignet und/oder bestimmt, ein wie oben beschriebenes Verfahren sowie alle im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebene Verfahrensschritte einzeln oder in Kombination miteinander oder einzelne Verfahrensschritte unter der Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung auszuführen. Umgekehrt kann das Verfahren mit allen im Rahmen der Vorrichtung beschriebenen Merkmalen einzeln oder in Kombination miteinander durchgeführt werden.
  • Die Datenverarbeitungseinrichtung steht in einer bevorzugten Ausführungsform mit einer außerhalb des Fahrzeugs angeordneten Rechnereinrichtung in Verbindung. Durch eine solche Datenverbindung wird ermöglicht, dass auch Daten über den Ladevorgang und eventuelle Manipulationen an externe stellen weitergeleitet werden können. Dies ermöglicht die Überwachung mehrerer Ladevorgänge und das Zusammenfassen von Daten. Dadurch kann beispielsweise erkannt werden, in welchen Regionen Manipulationen besonders häufig auftreten. Diese Information kann zur Strafverfolgung bereitgestellt werden. Bei diesen Daten kann es sich beispielsweise um Informationen oder Daten handeln, die mindestens ein Datum umfassen, dass ausgewählt ist aus einer Gruppe, die einen Ort des Ladevorgangs und/oder der Manipulation, einen Zeitpunkt des Ladevorgangs und/oder der Manipulation, einen Fahrzeugtyp und einen Fahrzeugnutzer umfasst.
  • Bei einem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug handeln, welches ein von dem Fahrer selbst gesteuertes Kraftfahrzeug („Driver only“), ein halbautonomes, autonomes (beispielsweise der Autonomiestufe Level 3 oder 4 oder 5 (der Norm SAE J3016)) oder selbstfahrendes Kraftfahrzeug sein kann. Denkbar ist auch, dass es sich bei dem Fahrzeug um ein fahrerloses Transportsystem handelt. Darüber hinaus kann es sich bei dem Fahrzeug neben einem Straßenfahrzeug auch um ein Flugtaxi, ein Flugzeug, Schienenfahrzeug und ein anderes Fortbewegungsmittel oder eine andere Fahrzeugart handeln, beispielsweise ein Luft-, Wasser- oder Schienenfahrzeug.
  • Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf ein Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt, umfassend Programmmittel, insbesondere einen Programmcode, welcher zumindest einige der und bevorzugt alle Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens und bevorzugt eine der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen repräsentiert oder kodiert und zum Ausführen durch eine Prozessoreinrichtung ausgebildet ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf einen Datenspeicher, auf welchem zumindest eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Computerprogramms oder einer bevorzugten Ausführungsform des Computerprogramms gespeichert ist.
  • Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
  • Darin zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer elektrischen Steckverbindung im gelösten Zustand mit bevorzugten Sensorbereichen;
    • 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer elektrischen Steckverbindung im gelösten Zustand mit bevorzugten Sensorbereichen; und
    • 3 eine Darstellung eines Verfahrens zur Sicherung eines Ladeprozesses.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer elektrischen Steckverbindung 1 im gelösten Zustand mit bevorzugten Sensorbereichen 6. Bei den markierten Bereichen 6 handelt es sich um Bereiche 6 des Steckers 2, die üblicherweise von einem Nutzer kontaktiert werden, um den Stecker 2 aus der im Fahrzeug 8 angeordneten Buchse 4 zu ziehen. Vorzugsweise liegen diese Bereiche 6 in vergleichsweise geschützten Abschnitten des Steckers 2, die üblicherweise nicht versehentlich kontaktiert werden. Diese Bereiche 6 sind auch vergleichsweise gut gegen Wettereinflüsse und direkte Sonneneinstrahlung geschützt.
  • In den in 1 hervorgehobenen Bereichen 6 ist sowohl die Anordnung von berührungssensitiven Sensor vorteilhaft, die eine Kapazitätsänderung und/oder Verformung detektieren. Die hervorgehobenen Bereiche 6 werden sowohl durch den Nutzer kontaktiert, was eine Kapazitätsänderung auslöst als auch druckbeaufschlagt, um den Stecker 2 in Richtung R aus der Buchse 4 zu ziehen.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer elektrischen Steckverbindung 1 im gelösten Zustand mit bevorzugten Sensorbereichen 6. Bei dieser Ausführungsform können Sensoren (unabhängig voneinander) an jeder einzelnen Position 6 angeordnet sein, die beim Lösen der Steckverbindung 1 einem Druckunterschied ausgesetzt ist. Nicht alle diese Bereiche 6 müssen dabei auch von einem Nutzer unmittelbar kontaktiert werden. Daher bietet sich bei dieser Ausgestaltung insbesondere die Anordnung von drucksensiblen Sensoren in den hervorgehobenen Bereichen 6 an.
  • Dabei ist auch möglich, dass ein Sensor oder mehrere Sensoren auf Seite des Fahrzeugs 8 (im gezeigten Beispiel der Buchse 4) angeordnet sind. Diese Bereiche 6 werden beim Lösen der Steckverbindung 1 zugbelastet in Richtung R, so dass auch buchsen- beziehungsweise fahrzeugseitig ein Signal der Druckänderung detektiert werden kann.
  • 3 zeigt eine Darstellung eines Verfahrens zur Sicherung eines Ladeprozesses. Das in 3 dargestellte Fließschema zeigt eine bevorzugte Variante des Verfahrens. Diese Variante beginnt an einem Startpunkt 10. In Punkt 12 werden je nach verwendetem Sensortyp Maximalwerte definiert. Für berührungssensitive Sensoren wie Sensoren zur Detektion einer Kapazitätsänderung und/oder Verformung wird eine maximale Zeit definiert, die eine Berührung dauern darf, ohne dass diese als potentiell missbräuchlich eingestuft wird. Diese Zeit liegt beispielsweise für eine Kapazitätsänderung bei 8 s und für eine Druckänderung bei 7 s.
  • Sofern ein Beschleunigungssensor vorgesehen ist, wird in Schritt 12 auch für eine maximal zulässige Beschleunigung ein Wert definiert. Dieser kann beispielsweise bei 0,8 g liegen.
  • In Schritt 14 wird eine aktuell auf den Sensor wirkende Kraft und/oder dort anliegende Kapazität auf den Wert 0 gesetzt. Dadurch können äußere Einflüsse, die beispielsweise durch den Ort des Ladevorgangs, einer Position der Steckverbindung, eine Neigung des Fahrzeugs und/oder der Steckverbindung, Wettereinflüsse und andere bestimmt sind und die einen Absolutwert des am Sensor detektierten Signals beeinflussen könnten, ausgeräumt oder zumindest minimiert werden. Bei Punkt 16 wird mindestens ein Sensor aktiviert.
  • An Punkt 20 wird überprüft, ob ein Ladevorgang stattfindet, beziehungsweise, ob eine Ladestation in Benutzung ist. Ist dies nicht der Fall, kann das Verfahren beendet werden und über Punkt 90 zu Punkt 100 gesprungen werden mit welchem das Verfahren beendet wird.
  • Wird dagegen in Punkt 20 ein Ladevorgang detektiert, wird in Punkt 30 überprüft, ob durch einen kapazitiven Sensor eine Annäherung detektiert wird. Wird eine Kapazitätsänderung detektiert, wird in Punkt 32 die Dauer bestimmt, über die diese Kapazitätsänderung anliegt. Liefert ein Vergleich dieser Dauer in Schritt 34 mit der in Punkt 12 definierten Maximaldauer, dass letztere überschritten wurde, wird über Punkt 61 dieses Ergebnis einer Auswertung in Schritt 62 unterworfen.
  • Wird dagegen in Schritt 30 keine Kapazitätsänderung detektiert, ist kein kapazitiver Sensor vorhanden oder die Dauer der Kapazitätsänderung unterschreitet die in Punkt 12 dafür definierte maximal zulässige Dauer, wird über Punkt 38 zu Punkt 40 gegangen, an welchem überprüft wird, ob eine mechanische Belastung auf mindestens einen der Sensoren wirkt.
  • Wird in Schritt 40 eine Druckänderung detektiert, wird in Punkt 42 die Dauer bestimmt, über die diese Druckänderung anliegt. Liefert ein Vergleich dieser Dauer mit der in Punkt 12 definierten Maximaldauer, dass letztere überschritten wurde, wird über die Punkte 60 und 61 dieses Ergebnis einer Auswertung in Schritt 62 unterworfen.
  • Wird dagegen in Schritt 40 keine Druckänderung detektiert, ist kein drucksensitiver Sensor vorhanden oder die Dauer der Druckänderung unterschreitet die in Punkt 12 dafür definierte maximal zulässige Dauer, wird über Punkt 48 zu Punkt 50 gegangen, an welchem überprüft wird, ob eine Beschleunigung durch einen Beschleunigungssensor detektiert wird.
  • Ist dies der Fall wird in Schritt 52 zunächst überprüft, ob die gemessene Beschleunigung die in Schritt 12 definierte maximale Beschleunigung überschreitet. Ist dies der Fall wird dieses Ergebnis über Punkte 60 und 61 der Auswertung in Schritt 62 unterzogen.
  • Ist dagegen kein Beschleunigungssensor vorhanden, wird in Schritt 50 keine Beschleunigung detektiert oder ergibt der Vergleich (in Punkt 52) der gemessenen Beschleunigung mit der in Punkt 12 festgelegten maximal zulässigen Beschleunigung, dass diese nicht überschritten ist, wird das Verfahren über die Punkte 54 und 56 an Punkt 20 fortgesetzt.
  • Sofern während des gesamten Ladevorgangs keine Sensordaten detektiert werden, die auf eine nichtautorisierte Nutzung hinweisen, läuft das Verfahren somit in einer Schleife, die erst nach Beendigung des Ladevorgangs und der damit verbundenen Feststellung in Punkt 20 dass kein Ladevorgang mehr stattfindet, verlassen wird. Das Verfahren ist dann wie oben beschrieben an Punkt 100 beendet.
  • Ergibt die Auswertung in Punkt 62 Hinweise auf eine missbräuchliche Nutzung wird in Punkt 64 entschieden, ob beispielsweise eine Manipulation oder ein Diebstahlversuch vorliegt. Ist dies nicht der Fall, wird über Punkte 54 und 56 zu Punkt 20 gesprungen und das Verfahren dort fortgesetzt.
  • Wird der Punkt 20 auf dem oben beschriebenen Weg erreicht, welcher über Punkt 54 und/oder 56 verläuft, ist es denkbar, dass in Schritt 30 eine Kapazitätsänderung detektiert wurde, die in Schritt 32 ermittelte Zeit, über die diese Kapazitätsänderung andauert jedoch kleiner ist als die in Schritt 12 festgelegte maximale Zeit, die eine Berührung dauern darf, ohne dass diese als potentiell missbräuchlich eingestuft wird. Analog gilt dies auch für eine in Schritt 42 ermittelte Zeit über die eine in Schritt 40 ermittelte Druckänderung anhält. Vorzugsweise werden diese Zeiten bei erneutem Erreichen des Schritts 20 nicht über die Punkte 54 und/oder 56 nicht (wie zuvor in Schritt 14) gleich null gesetzt. Dadurch wird ermöglicht, dass kurze Unterbrechungen des Kontakts durch einen unbefugten Nutzer nicht dazu führen, dass die Zeit, die ihm bei einer erneuten Berührung bis zum Auslösen eines Alarms zur Verfügung steht, erneut von null an zu laufen beginnt.
  • Vorzugsweise wird die bereits gemessene Dauer eines detektierten Kontakts erst zeitverzögert auf null zurückgestellt. Dies könnte beispielsweise nach einem vorgegebenen Zeitraum erfolgen, über den kein erneuter kontakt detektiert wurde. Als insbesondere bevorzugt hat sich jedoch eine Verfahrensvariante gezeigt, bei der die bereits gemessene Dauer eines detektierten Kontakts unter Ausnutzung eines Dämpfungsfaktors verringert wird. Beispielsweise könnte dies dadurch realisiert werden, dass die bereits gemessene Dauer eines detektierten Kontakts schrittweise zurückgesetzt wird, beispielsweise in jedem Schritt um eine vorgegebene Zeitspanne (von beispielsweise einer Sekunde). dieses „Zurückzählen“ kann zeitverzögert erfolgen, wobei beispielsweise für jeden Schritt der Reduzierung um die vorgegebene Zeitspanne ein Vielfaches dieser Zeitspanne (beispielsweise das doppelte, dreifache fünffache, 10-fache oder x-fache (x kann jede reelle Zahl ≥ 0 sein)) verstrichen sein muss. Denkbar ist beispielsweise, dass 5 Sekunden vergehen müssen, um die den Wert der bereits gemessenen Dauer eines detektierten Kontakts um eine Sekunde zu reduzieren (x = 5). Es müssten in diesem Beispiel also 25 Sekunden gewartet werden um den Zähler von T = 5 s auf 0 zu setzen.
  • Denkbar ist weiterhin, dass bei nur kurzen Unterbrechungen von beispielsweise ≤ 10 s, bevorzugt ≤ 5 s, weiter bevorzugt ≤ 3 s, insbesondere bevorzugt ≤ 2 s der Wert der bereits detektierten Kontaktzeit nicht reduziert wird. Dementsprechend muss eine Mindestzeit y abgewartet werden, bevor eine Reduzierung des Werts der bereits detektierten Kontaktzeit abnimmt. Durch die durch die vorgenannten Maßnahmen hervorgerufene Zeitverzögerung wird die Zeit, die ein unbefugter Nutzer zum Lösen der Steckverbindung (in mehreren Versuchen) braucht, ohne einen Alarm auszulösen, deutlich verlängert. So erhöht sich deren Risiko und steigt die Chance, dass von dem Versuch der Manipulation abgelassen wird, bevor Schaden eingetreten ist.
  • Wird in Schritt 64 jedoch eine nichtautorisierte Nutzung erkannt, wird in Schritt 70 überprüft, ob Sensoren im Fahrzeug vorhanden sind. Ist dies der Fall, löst in Schritt 72 das Fahrzeug einen Alarm aus. Es informiert in Schritt 74 die Ladesäule, welche optional ebenfalls einen Alarm auslösen und/oder eine Alarmkaskade auslösen kann.
  • Sind dagegen die Sensoren nicht im Fahrzeug angeordnet, wird das Fahrzeug in Schritt 76 beispielsweise durch die Auswerte- oder Datenverarbeitungseinrichtung informiert und kann gegebenenfalls einen Alarm auslösen und/oder eine Alarmkaskade auslösen kann. Unabhängig davon löst jedoch die Ladesäule in Schritt 78 einen Alarm aus.
  • Ist durch Fahrzeug und/oder Ladesäule in Schritten 72 - 78 lokal ein Alarm ausgelöst worden, wird das Verfahren vorzugsweise fortgesetzt, indem über Punkt 80 in Schritt 82 ein (autorisierter) Nutzer des Fahrzeugs und/oder der Ladesäule sowie in Schritt 84 die Polizei informiert wird. Über Punkt 90 kann dann zu Schritt 100 gesprungen werden mit welchem das Verfahren beendet wird.
  • Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    (elektrische) Steckverbindung
    2
    Stecker
    4
    Buchse
    6
    (Sensor-) Bereich, (Sensor-) Position
    8
    Fahrzeug
    R
    Richtung
    10 - 100
    (Verfahrens-) Schritte
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2014/0267712 A1 [0006]
    • US 2018/0215280 A1 [0007]
    • WO 2009/010872 A2 [0008]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Sicherung eines Ladeprozesses, insbesondere für ein batterieelektrisch betriebenes Fahrzeug, durch mindestens einen berührungssensitiven Sensor im Bereich einer elektrischen Steckverbindung des Ladesystems, nämlich in einem Stecker- und/oder Kupplungsgehäuse eines Kabels und/oder einem Einbaustecker und/oder einer Buchse, umfassend die Schritte: - Detektieren eines Kontakts durch den berührungssensitiven Sensor, - Ermitteln einer Dauer des detektierten Kontakts, - Vergleich der ermittelten Dauer mit einer maximal zulässigen Handhabungszeit, und - Auslösen eines Alarms, sofern die Dauer des Kontakts die maximal zulässige Handhabungszeit überschreitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den berührungssensitiven Sensor eine Kapazitätsänderung und/oder Verformung detektiert wird, wobei diese Kapazitätsänderung und/oder Verformung vorzugsweise in einem Bereich des Stecker- und/oder Kupplungsgehäuses ermittelt wird, welcher für eine Berührung durch eine menschliche Hand geformt, vorgesehen und/oder eingerichtet ist.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen ebenfalls im Stecker- und/oder Kupplungsgehäuse eines Kabels des Ladesystems angeordneten Beschleunigungssensor ein Beschleunigungswert detektiert wird, der ermittelte Beschleunigungswert mit einem maximal zulässigen Beschleunigungswert verglichen wird und ein Alarm ausgelöst wird, sofern der Beschleunigungswert einen maximal zulässigen Beschleunigungswert überschreitet.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verarbeitung eines durch den berührungssensitiven Sensor detektierten Signals in einer im Stecker- und/oder Kupplungsgehäuse angeordneten Signalverarbeitungseinrichtung erfolgt, welche ein von dem Signal des Sensors verschiedenes Signal an das Fahrzeug und/oder eine Datenverarbeitungseinrichtung und/oder eine Ladeeinrichtung sendet.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät ein von dem Sensor und/oder einer Signalverarbeitungseinrichtung erhaltenes Signal auswertet, insbesondere unter Berücksichtigung mindestens eines Datums, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe, die eine Entfernung eines Autorisierungsmerkmals vom Fahrzeug, eine Position eines autorisierten Nutzers, eine Position des Fahrzeugs, einen Ladezustand des Fahrzeugs, eine Ladedauer und einen vorgegebenen Ladeendzeitpunkts umfasst.
  6. Vorrichtung zur Erhöhung der Manipulationssicherheit während eines Ladeprozesses, insbesondere für ein batterieelektrisch betriebenes Fahrzeug, umfassend - mindestens einen berührungssensitiven Sensor der im Bereich einer elektrischen Steckverbindung des Ladesystems, nämlich in einem Stecker- und/oder Kupplungsgehäuse eines Kabels und/oder einem Einbaustecker und/oder einer Buchse angeordnet ist, - eine mit dem mindestens einen berührungssensitiven Sensor über eine Datenverbindung angebundene Datenverarbeitungseinrichtung und eine damit verbundene Datenspeichereinrichtung, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung dazu vorgesehen und eingerichtet ist, eine Dauer eines durch den berührungssensitiven Sensor detektierten Kontakt mit einem in der Datenspeichereinrichtung hinterlegten Wert für eine maximal zulässige Handhabungszeit zu vergleichen, und - eine Kommunikationseinrichtung, die eine mittelbare oder unmittelbare Signalverbindung mit einer Alarmeinrichtung aufweist und über welche ein Signal zur Aktivierung der Alarmeinrichtung sendbar ist, sofern durch die Datenverarbeitungseinrichtung eine Überschreitung der maximal zulässigen Handhabungszeit durch die Dauer des durch den berührungssensitiven Sensor detektierten Kontakts ermittelt wurde.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der berührungssensitive Sensor ein kapazitiver Sensor und/oder piezoelektrischer Sensor ist, wobei ein kapazitiver Sensor und/oder piezoelektrischer Sensor vorzugsweise in einem Bereich des Stecker- und/oder Kupplungsgehäuses angeordnet ist, welcher für eine Berührung durch eine menschliche Hand geformt, vorgesehen und/oder eingerichtet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Stecker- und/oder Kupplungsgehäuse eines Kabels des Ladesystems ein Beschleunigungssensor angeordnet ist, welcher bevorzugt über eine Datenverbindung mittelbar oder unmittelbar mit einer Datenverarbeitungseinrichtung verbunden ist, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung dazu vorgesehen und eingerichtet ist, einen durch den Beschleunigungssensor detektierten Beschleunigungswert mit einem in einer Datenspeichereinrichtung hinterlegten Beschleunigungswert zu vergleichen und einen Alarm auszulösen, sofern der Beschleunigungswert über einem maximal zulässigen Beschleunigungswert ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Stecker- und/oder Kupplungsgehäuse eine Signalverarbeitungseinrichtung angeordnet ist, welche ein von dem Sensor erhaltenes Signal in ein davon verschiedenes Signal umsetzt und dieses an die Datenverarbeitungseinrichtung sendet.
  10. Ladestation für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, welche alleine oder in Kombination mit einem Kraftfahrzeug eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-9 umfasst und/oder zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-5 vorgesehen und eingerichtet ist.
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