WO2020064247A1 - Verfahren zum synchronisieren von messpulssignalen zumindest zweier teilnehmer eines fahrzeugpositionierungssystems - Google Patents

Verfahren zum synchronisieren von messpulssignalen zumindest zweier teilnehmer eines fahrzeugpositionierungssystems Download PDF

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Definitions

  • the inductive charging of electric vehicles has great potential to enable the vehicle's energy storage to be easily recharged in future in private garages and also in public parking lots.
  • the transmission of the energy takes place according to the schematic representation in FIG. 1 from a primary coil, which is installed in a so-called base plate 3 and is mounted in or on the floor of a parking lot 1, to a secondary coil, which is in a vehicle plate 6 in the vehicle 2 is installed.
  • the primary and secondary coils are often connected with capacitors to form resonators in order to achieve reactive power compensation.
  • the two coils or the base plate and the vehicle plate 3, 6 have no mechanical contact and the energy is transmitted via the air gap between the coils or plates.
  • the primary coil is supplied with energy from the AC voltage supply network 5, from solar cells or other energy sources that are available.
  • the conversion of the respectively available voltage is carried out by a charging station 4 (often called a wall box), which generates, for example, 85 kHz alternating voltage from the available voltage of, for example, 50 Hz alternating voltage of the network, via the transformer formed from the two resonators is transmitted to vehicle 2.
  • a charging station 4 (often called a wall box), which generates, for example, 85 kHz alternating voltage from the available voltage of, for example, 50 Hz alternating voltage of the network, via the transformer formed from the two resonators is transmitted to vehicle 2.
  • the received voltage is rectified in a charger 7 and supplied to the energy store 8, for example a lithium-ion battery.
  • An electric motor 9 for the vehicle 2 is then supplied from this energy store 8.
  • the positioning of the vehicle plate above the base plate plays a crucial role in enabling energy transfer. Only if the two plates are positioned one above the other with a tolerance of a few centimeters, energy transfer with sufficient efficiency is possible. Because the worse the two coils are one above the other, the worse the energy transfer will be, since the coupling factor of the transformer becomes lower and consequently its efficiency decreases, while the undesired stray fields increase.
  • the driver can hardly estimate whether there is an exact positioning between the two coils under the vehicle, since he has to maneuver with a few centimeters without visual contact, which is difficult to guarantee without aids.
  • the US 2015/073642 A1 discloses a vehicle positioning system in an apparatus for inductive energy transmission, in which positioning signals are exchanged between beacons in the base plate and in the vehicle plate, but different frequencies are used for different participants, which requires considerable effort.
  • the object of the invention is therefore to provide a method for synchronizing measuring pulse signals of at least two participants in a vehicle positioning system.
  • the invention is accordingly a method for synchronizing measuring pulse signals of at least two participants in a vehicle positioning system, in which each subscriber has a stationary unit for sending a measuring pulse signal of defined strength via a first wireless interface and for receiving information about the strength of the measuring pulse signal at the location of a mobile unit via a second wireless interface,
  • a mobile unit for receiving the measuring pulse signal via the first wireless interface and for sending the information about the strength of the measuring pulse signal at the location of the mobile unit via the second wireless interface
  • the measuring pulse signal consists of at least one start pulse and is transmitted at a first repetition rate, which is inversely proportional to a first period
  • the start pulse includes an identification date of the stationary and / or the mobile unit, information about the period and a checksum to check the integrity of the start pulse
  • the first period is selected so that all measuring pulse signals comprising both a starting pulse and measuring pulses and also neighboring participants of the vehicle positioning system have space in time
  • each participant of the vehicle positioning system carries out the following steps for the synchronization of all measuring pulse signals receivable by one participant:
  • a communication channel is established between the stationary unit of a subscriber and his mobile unit via the second wireless interface and an identification date of the stationary unit is transmitted from the stationary to the mobile unit and an identification date of the mobile unit is transmitted from the mobile to the stationary unit. as well as information about the period duration;
  • Repetition rate sent a measuring pulse signal with at least one start pulse
  • Start pulse does not result in an error
  • the mobile unit uses the identification date of the stationary unit to check whether an undisturbed start pulse with the identification date of the stationary unit has been received;
  • the length of the measuring pulse signal is used to check whether measuring pulses were also received
  • the time of the fault is determined and the start of the start pulse is increased by one
  • Measuring pulse signal plus a pause plus the time of the start of the fault speaks, postponed; after that it will
  • FIG. 11 This process is shown in FIG. 11 as a schematic flow diagram.
  • a vehicle positioning system in which a plurality of participants are positioned independently of one another, a participant having a stationary unit, which can be the base plate in connection with a charging station and transmitting antennas for transmitting the measuring pulse signals, and a mobile unit, the vehicle plate can be and has receiving antennas for receiving the measuring pulse signals, is formed.
  • the transmission path for the measuring pulse signals is a first wireless interface.
  • Communication for the mutual transmission of identification data of the stationary and the mobile unit and for the transmission of the measured strength of the received measuring pulse signals from the mobile unit to the stationary unit takes place via a second wireless interface, which in one embodiment of the invention can be a WLAN connection.
  • up to four transmit antennas are provided in the stationary unit.
  • the magnetic fields of defined field strength generated by these antennas are measured by up to four sensors in the mobile unit and transmitted to the stationary unit via the second interface.
  • the previously established communication connection is made via the second
  • the position between the vehicle and Base plate and thus between the primary and the secondary coil of the power transmission transformer can be determined.
  • the measuring pulse signal consists of a starting pulse SP and four measuring pulses MP1, MP2, MP3, MP4, if four transmitting antennas are used.
  • each measuring pulse has a duration of 4 ms, with a pause of 1 ms between the measuring pulses, which results in a duration of 20 ms for the measuring pulse part of the measuring pulse signal. This signal is repeated cyclically to ensure a continuous position measurement.
  • the measuring pulses MP1, MP2, MP3, MP4 are preceded by a starting pulse SP, which is used by the mobile unit to identify the origin of the measuring pulse signals received.
  • the start pulse SP preferably contains an identification date of the stationary unit Station_ID, an identification date of the mobile unit Auto_ID and a CRC checksum CRC. If this does not match the remaining bits of the start pulse SP, it must be assumed that that there was an overlap or other errors during the reception of the start pulse.
  • information about the length of the period T of the repetition frequency of the measuring pulse signals is transmitted in the start pulse.
  • the start pulse also has a start and a stop bit. This is shown in FIG 3.
  • the start pulse SP has a length of 6.15 ms, which means that the entire measuring pulse signal has a length of 26.15 ms. As soon as several vehicles park in adjacent parking spaces, the measurement pulse signals of the individual participants of the entire vehicle positioning system may overlap. This would lead to an overlay of the start pulses and / or the measurement pulses and to an incorrect or no position calculation.
  • the stationary units of the respective participants send theirs
  • a communication channel for example WLAN
  • the charging station shares its identity with the vehicle. Date of station_ID with.
  • the vehicle can also tell the station its identification date Auto_ID.
  • This vehicle identification date can be predetermined or selected from the vehicle at random from a set of vehicle identification data. If the stationary unit now sends this information in the start signal SP of the measuring pulse signal, the mobile unit can uniquely identify the measuring pulse signal which is intended for it. Measuring pulse signals which are not intended for the mobile unit can thus be rejected by the latter.
  • the measuring pulse signals emitted by the stationary units are randomly distributed over time.
  • the repetition rates or period durations are designed such that measuring pulse signals from several stationary units can be sent in succession before this sequence is repeated. Due to the lack of synchronization of the transmitters with one another, however, the measuring pulse signals of the individual stationary units will often initially overlap.
  • both measuring pulse signals overlap in the starting pulse, none of the measuring pulse signals can be assigned to a charging station. If there is an overlap during the measurement pulses, this can lead to incorrect or missing positioning of one vehicle and to an illegible start pulse for the other vehicle.
  • the start pulse SP is longer in time than a measurement pulse MP1, MP2, MP3, MP4 plus a pause time. 4 to 7 different cases of mutual influence of the measuring pulse signals of two participants are shown. For the sake of simplicity, the measuring pulses of the charging station B are omitted in FIGS. 4 to 7.
  • the measuring pulses of the charging station B are omitted in FIGS. 4 to 7.
  • Measuring pulse signal of charging station A is with a solid line drawn while the measuring pulse signal of the charging station B is shown in dashed lines.
  • this starting pulse SP_B of one charging station is sent simultaneously with the measuring pulses MP1, MP2, MP3, MP4 of the other charging station, this starting pulse SP_B consequently always overlaps with at least one of the pause times between the measuring pulses MP1, MP2, MP3, MP4.
  • appropriate coding e.g. Manchester code
  • An overlap of two measuring pulse signals can thus be detected in any case.
  • a start pulse is readable and the second start pulse lies in the measuring pulses of the first measuring pulse signal.
  • the start pulse SP_A of the charging station A can be read.
  • the start pulse SP_B of the charging station B is disturbed by at least one measuring pulse of the charging station A and can therefore not be assigned to any station.
  • the charging station A knows from the measurement information transmitted by the vehicle assigned to it via the second interface, when the disturbance from the charging station B occurred (tüberiapp) r, the time difference between the two overlapping measuring pulse signals is known.
  • the length (t Sign ai) of the interference signal is also known or can be measured. Since both measuring pulse signals cyclically with the period T and this is known, the charging station A can calculate how much its measuring pulse signal has to be delayed so as not to collide with that of the charging station B. So that can
  • Measuring pulse signal of charging station A will be delayed accordingly once in the next cycle.
  • the charging stations A and B send synchronized to each other after a single overlap and do not overlap.
  • measuring pulse signals which can be clearly assigned to a charging station on the basis of a decodable starting pulse, may be delayed accordingly. Measuring pulse signals whose start pulses cannot be decoded or read cannot be shifted because they cannot be clearly assigned.
  • the measuring pulse signals from charging station A and charging station B already overlap in their two starting pulses SP_A, SP_B. Since no measuring pulse signal can thus be assigned, none of the measuring pulse signals would be shifted, which would lead to a permanent disturbance in the positioning. Therefore, if no measuring pulse signal is readable, all measuring pulse signals have to be delayed by a random time. This continues until the measuring pulse signals either no longer interfere or the first case occurs.
  • the second interface usually has a significantly longer range (e.g. 50m) than the first interface between the transmit and receive antennas in the vehicle plate (mobile unit) or the base plate (stationary unit) (eg 5m), communication also takes over the second interface sets before the actual positioning process via the first interface.
  • a charging station Since the transmission of the measuring pulse signals starts after the transmission of the identification data vehicle_ID, auto_ID, a charging station sends a long time until the vehicle comes within the positioning range of its charging station. As a result, this charging station potentially interferes with other positioning processes Parking spaces in which vehicles also want to park, although the actual positioning process cannot begin at all.
  • the measuring pulses are only sent when a vehicle belonging to a charging station detects this start pulse and communicates this to the charging station via the second interface. Since a start pulse is only a fraction of the total length of the measuring pulse signal, there is a shorter disturbance of other measuring pulse signals.
  • This procedure also has the advantage that measuring pulse signals that cannot be shifted due to range problems can be identified by other charging stations.
  • the starting pulse of the measuring pulse signal of the charging station A could only disturb the starting pulse of the measuring pulse signal of the charging station B or its measuring pulses. If the starting pulse of the measuring pulse signal from charging station B were disturbed, the measuring pulse signals from both charging station B and charging station A would have to be delayed at random. Since the measuring pulse signal of charging station A cannot be delayed, but that of charging station B can, the problem is solved.
  • the starting pulse of the measuring pulse signal of the charging station A lies in the measuring pulses of the measuring pulse signal of the charging station B, the starting pulse of the measuring pulse signal of the charging station B can be read and the measuring pulse signal of the charging station B could be shifted by the measured time.
  • a changeable period is provided, the mobile unit measuring the length of time of the received signal with measuring pulse signals contained therein and determining how many stationary units are sending measuring pulse signals and checking whether the period is sufficiently long to include all measuring pulse signals or is too long, and if there is no match, the information is transmitted to the stationary unit as to how long the period should be.
  • Measuring pulse signals is fixed and that only two charging stations send measuring pulse signals at the same time. In reality, however, several charging stations can send at the same time. If the period should look such that all measuring pulse signals can be accommodated in one period, the system would be wasted unnecessarily. Especially since this case should occur extremely rarely.
  • six adjacent parking spaces A to F can be equipped with charging stations and base plates in order to enable inductive charging and positioning according to the invention. These neighboring positioning processes can influence each other.
  • the period duration is made adaptable according to the development of the invention.
  • a few data bits T are also provided for the period in the start pulse SP.
  • a charging station transmits a measuring pulse signal without a pause, which is disturbed by a measuring pulse signal from a second charging station
  • the period T must be increased at least to such an extent that both measuring pulse signals, including a safety margin, can be accommodated.
  • This is communicated to a charging station of each participant via its second interface. If this has happened, the charging station sends with the new period and a synchronization of each participant is possible again.
  • the same principle must be applied again for increasing the duration of the period and for synchronization. This is always possible, since all participants can receive and decode the start pulses not only of the measuring pulse signals assigned to them but also of the other participants and thus recognize them can determine how many participants are currently carrying out positioning procedures and who may be disturbed.
  • the period is reduced again if, after successful positioning, a participant ceases to exist and the time slot previously reserved for him would now keep the repetition rate at a lower than required value for the remaining participants.
  • the period is always adapted to the currently required length with the maximum possible repetition rate in the manner according to the invention.
  • the period can be extended by at least the duration of a measuring pulse signal. It can happen that two participants are already active and the set period is set for these two participants. If a third participant arrives, his measuring pulse signal can interfere with both starting pulses of the first active participants, so that no starting pulse can be recognized. In this case, the period is still extended, since it can be assumed that more than two participants are active.
  • the adaptive algorithm recognizes the identification data of the neighboring stations and can be Customize his own identification date, Station_ID, if necessary.
  • a charging station can only recognize from the associated, already positioning vehicle which other identification data have already been allocated in the environment, since only this can receive the measuring pulse signals from the other charging stations. If your own charging station has a specific identification date and sends a charging station with the same identification date, the identification date of the charging station will be changed to another free identification date.
  • the rule here is that the charging station, which first receives the information about the same identification date as its own, randomly adjusts its identification date to a free identification date. A participant independently saves which identification data is free for each signal of the other participants measured by the sensors.
  • Stuff identification date in the start pulse enables an identifi cation of the randomly identical station identification date of another station.
  • a recognition can be carried out of which identification data the charging stations of the nearby parking lots each have.
  • An identification date of a specific charging station, the position of which is ascertained, is thus specifically assigned. This is done via the field strengths of the measuring pulse signals, which are measured in front of a passing vehicle. From this it can be estimated where the sending charging station must be.
  • the station knows the neighboring identification data and can do so when reassigning his identification date take this into account.
  • the disadvantage here is that the measurement of neighboring identification data is only possible if a vehicle is parked at the same time.
  • an additional receiving unit 10 is installed in a stationary unit, it can even scan for neighboring stationary units.
  • it is possible to “listen” as to whether another stationary unit is transmitting. If this is the case, the one stationary unit 1, 3, 4 could be in communication with the other before the first transmission Synchronize stationary unit This approach helps in different situations and improves performance and increases the learning ability of the stationary unit, but synchronization via the mobile unit is still necessary.
  • the charging station in parking lot B is too far away to use its receiving unit 10 to receive the signals of the charging station in parking lot D.
  • the vehicle due to its physical proximity to the charging station in car park D, the vehicle very well measures its measuring pulse signals. Therefore, the charging station in parking lot B must be synchronized with the charging station in parking lot D using the procedures described above.
  • the vehicle positions in FIG. 9, for example, as shown in parking lot B and the charging station in parking lot D is active its position can best be determined by, for example, a maximum search. If the vehicle is in the position shown in FIG. 9 and knows its relative position in comparison to the floor unit at parking lot B, Then the further course of the journey can provide information about the position of the charging station at parking space D. While the car is traveling across the parking spaces, it will register a maximum of the amplitude of the charging station at parking space D at parking space D. This means that it is known that the transmitter must be level with parking lots A and D.
  • the charging station at parking lot B now stores the position and height of the amplitude, it already knows that the interfering signal from the charging station at parking lot D is potentially left of it (viewed from above). If there is another fault, the vehicle will not find the maximum in exactly the same position as the previous vehicle. The vehicle will most likely measure the maximum either closer or further away. Thus, by comparing the two maximum values, the correct parking space D can be assigned to the charging station that is interfering with a measuring pulse signal.
  • the shifting time when two starting pulses come together can be adjusted and compared in the next incident with the charging station at the neighboring parking lot, so that each charging station enables better adaptation not by accident but by self-learning.
  • the two measuring pulse signals are shifted randomly. The random shift when the measuring pulse signals meet for the first time can form the basis for the next incident.
  • FIG. 1 shows a participant of a vehicle positioning system with a vehicle and a charging station with a base plate connected thereto according to the prior art
  • Fig. 3 a more detailed start pulse
  • 4 shows a first example of an overlap of an entire measuring pulse signal with a further starting pulse
  • Fig. 5 shows a second example of an overlap of an entire
  • Fig. 6 shows a third example of an overlap of an entire
  • Fig. 7 shows a fourth example of an overlap of an entire
  • Fig. 12 shows a more detailed flow chart of the method according to the invention.
  • a first vehicle wants to park, at the neighboring parking space a second vehicle is in the process of parking.
  • the first vehicle has the identification date 7D and the associated charging station has the identification date 5A, so the first subscriber thus formed has the identification date 5A-7D.
  • the second Participants should have the identification date B6-4F formed in the same way.
  • the measuring pulse signal with the identification date B6-4F of the second subscriber arrives first at both mobile units.
  • the measuring pulse signal with the identification date 5A-7D of the first participant should come 15 ms later.
  • the method according to the invention runs as follows in a subscriber. Communication channels should already be established between the stationary and mobile units of the two participants and the identification data should be exchanged (step A).
  • the mobile unit of the first participant carries out a CRC check on the incoming signal and receives a positive result (step C -> step E). She reads in the complete identification date (charging station + vehicle) and realizes that it is not her identification date (5A-7D). So it does not carry out a shift and starts a measurement again (step K -> step B).
  • the mobile unit of the second subscriber also carries out the method according to the invention, in which measuring pulses have already been sent (step C -> step E -> step F -> step H), on the other hand sees its identification date (B6-4F) and detects and initiates faulty measuring pulses the shift function (step C -> step E -> step F -> step H -> step J).
  • the second participant's mobile unit checks whether there is still room for its measuring pulse signal within the set period T, which is designed for four participants, or based on the received signal length, how many participants are currently active.
  • the repetition rate is optimized in time after the successful synchronization.
  • the mobile unit of the first participant with the identification data 5A-7D also receives the measuring pulse signal of the second participant with the identification data B6-4F and remembers the part of the charging station (B6) but not that of the currently participating vehicle, and that Field strength.
  • the charging station of the first participant had not previously received a measuring pulse signal from this charging station.
  • the mobile unit of the first subscriber observes this measuring pulse signal until it ends and stores the received field strengths or at least overwrites them with the last received one. Since the last received stored measurement pulse signal from the charging station of the second participant with the identification date B6-4F has a field strength with a value much greater than zero, this charging station is assumed to be in the vicinity and accordingly in a database of the charging station of the first participant saved.
  • FIG. 12 shows an expanded flow chart by means of which further advantageous functionalities of the method according to the invention are to be explained.
  • a connection is established via the second interface, in particular a WLAN connection, after the start in an initialization process Init, and the vehicle and charging station identification data are exchanged.
  • the initial period T is exchanged.
  • a measuring pulse signal is received in the mobile unit and it is determined whether this received measuring pulse signal is larger than a measuring pulse. If not, the process returns to the beginning of step a and if so, a time measurement with the period T is started. The received signals are then recorded and continuously checked in a step d whether the period T has expired. If this is not the case, incoming signals will continue to be recorded. If the period T has expired, it is checked in a step e whether at least one error-free start pulse has been received.
  • step m it is checked in a step m whether a large part of the period T was blocked by disturbances. If not, in a step o from the mobile unit to the stationary unit via the second interface communicates that there should be a random delay when the next measuring pulse signal is transmitted.
  • the period T is first increased in a step k by the duration of a measuring pulse signal plus a safety margin and this information is transmitted to the stationary unit via the second interface. Then also in step o on the second
  • Interface communicated from the mobile to the stationary unit that there should be a delay of a randomly selected period.
  • step e If at least one error-free start pulse was received in step e, a check is then carried out in a subsequent step f as to whether the own identification data are contained in this error-free start pulse. This is done with the help of the checksum. If this is not the case, a step q checks whether measuring pulses, ie a complete measuring pulse signal, have also been sent together with an undisturbed start pulse.
  • a step r checks whether there are faults in the measuring pulses of this measuring pulse signal with an error-free starting pulse. If this is the case, the process returns to step a. If this is not the case, it is checked in a step t whether the period T is long enough for signals from this undisturbed measuring pulse signal and signals from two further participants to be recorded. If this is the case, the process returns to step a. If not, it is checked again in a step t whether the period T is long enough to be able to record at least the signals from three participants.
  • step s the period T is increased by the duration of a measuring pulse signal plus a safety distance and the signal is delayed by a period of time with a randomly selected value, so that it lies outside the undisturbed measuring pulse signal. Then the process returns to step a. If it is recognized in step f that the own identification data is contained in the error-free start pulse, in a subsequent step g it is checked whether measuring pulses with this undisturbed start pulse were also sent. If this is not the case, in one step n is over the second
  • Interface to the associated stationary unit of the receiving mobile unit via the second interface transmits the information that the measuring pulses are to be sent with the start pulse in the next cycle. Then in a step p it is checked whether other disturbances have occurred during the measurement. If this is not the case, the process returns to step a. If this is the case, a step t checks whether the period T is large enough to receive signals from the undisturbed start pulse and signals from two other participants. If this is the case, the process returns to step a. If not, in a step k the period T is increased by the duration of a measuring pulse signal plus a safety distance and this information is transmitted from the mobile to the stationary unit of a subscriber via the second interface and then returned to step a.
  • step g If it is determined in step g that measuring pulses with the start pulse, which contains the own identification data, have also been sent, a check is carried out in a step h to determine whether the measuring pulses are disturbed in this measuring pulse signal. If they are disturbed, the starting point and the duration of the disturbance are determined in step i and subsequently checked in step j whether there is sufficient space in the current period T to be able to shift the signal. If this is the case, the calculated delay is transmitted in a step 1 from the mobile to the stationary unit of the subscriber via the second interface. If there is not enough space, the period T is increased in step k by the duration of a measuring pulse signal plus a safety distance and this information is transmitted from the mobile to the stationary unit of the subscriber via the second interface. Subsequently the calculated delay is again transmitted in a step 1 via the second interface from the mobile to the stationary unit of the subscriber. Then return to step a to restart the cycle.
  • step h If it is determined in step h that the measuring pulses of the received measuring pulse signal are not disturbed, a check is carried out in a step p to determine whether there are any other faults and, if this is not the case, return to step a in order to start the cycle again. If other disturbances are present, a check is carried out in a step t to determine whether the period T is long enough to receive signals from the undisturbed start pulse and signals from two other participants. If this is the case, the cycle is also started again at step a. If not, in a step k the period T - as already described - is increased by the duration of a measuring pulse signal plus a time safety margin and this information is sent from the mobile unit to the stationary unit of the received subscriber. Then the cycle is restarted at step a.

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Abstract

Verfahren zum Synchronisieren von Messpulssignalen zumindest zweier Teilnehmer eines Fahrzeugpositionierungssystems Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Synchronisieren von Messpulssignalen (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) zumindest zweier Teilnehmer eines Fahrzeugpositionierungssystems, bei dem ein Messpulssignal (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) einen Startpuls (SP) mit zumindest einem Identifikationsdatum einer Teilneh- mereinheit und systematisch aufeinanderfolgende Messpulse (MP1, MP2, MP3, MP4) aufweist, wobei durch Erkennung eines durch benachbarte Teilnehmer gestörten Startpulses (SP) oder eines gestörten Messpulses (MP1, MP2, MP3, MP4) eine definierte zeitliche Verschiebung des Sendens des Messpulssignals innerhalb einer Periodendauer einer Wiederholrate in jedem Teilnehmer initiiert wird. Hierdurch ordnen sich die (SP, MP1, MP2, MP3, MP4) der einzelnen Teilnehmer hintereinander in einer Periodendauer an und können synchronisiert gesendet werden.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Synchronisieren von Messpulssignalen zumindest zweier Teilnehmer eines Fahrzeugpositionierungssystems
Das induktive Laden von Elektrofahrzeugen hat ein großes Po tential, in der Zukunft in privaten Garagen und auch auf öf fentlichen Parkplätzen eine einfache Aufladung des Energie speichers des Fahrzeugs zu ermöglichen.
Die Übertragung der Energie erfolgt gemäß der schematischen Darstellung in der Fig. 1 von einer Primärspule, die in einer sogenannten Bodenplatte 3 verbaut ist und im oder auf dem Boden eines Parkplatzes 1 montiert ist, zu einer Sekundärspule, die in einer Fahrzeugplatte 6 im Fahrzeug 2 verbaut ist. Die Primär- und die Sekundärspule sind dabei oft mit Kondensatoren zu Resonatoren verschaltet, um eine Blindleistungskompensation zu erreichen. Die beiden Spulen bzw. die Boden- und die Fahrzeugplatte 3, 6 haben keinen mechanischen Kontakt und die Energie wird über den Luftspalt zwischen den Spulen bzw. Platten übertragen.
Die Versorgung der Primärspule mit Energie erfolgt dabei aus dem Wechselspannungsversorgungsnetz 5, aus Solarzellen oder anderen Energiequellen, die zur Verfügung stehen. Die Umrichtung der jeweils zur Verfügung stehenden Spannung wird von einer La destation 4 (oft Wallbox genannt) übernommen, die aus der zur Verfügung stehenden Spannung von beispielsweise 50Hz Wech selspannung des Netzes eine beispielsweise 85kHz Wechselspannung erzeugt, die über den aus den beiden Resonatoren gebildeten Transformator zum Fahrzeug 2 übertragen wird. Auf der Fahr zeugseite wird die empfangene Spannung in einem Ladegerat 7 gleichgerichtet und dem Energiespeicher 8, beispielsweise einer Lithium-Ionen-Batterie, zugeführt. Aus diesem Energiespeicher 8 wird dann ein Elektromotor 9 für das Fahrzeug 2 versorgt.
Beim induktiven Laden spielt die Positionierung der Fahr zeugplatte über der Bodenplatte eine entscheidende Rolle, um die Energieübertragung zu ermöglichen. Nur wenn die beiden Platten mit einer Toleranz von wenigen Zentimetern übereinander po sitioniert sind, ist eine Energieübertragung mit ausreichender Effizienz möglich. Denn je schlechter die beiden Spulen übereinander liegen, desto schlechter wird die Energieüber tragung sein, da der Kopplungsfaktor des Transformators geringer wird und folglich dessen Wirkungsgrad abnimmt, während die unerwünschten Streufelder zunehmen.
Der Fahrer kann kaum abschätzen, ob eine exakte Positionierung zwischen den beiden Spulen unter dem Fahrzeug erfolgt ist, da er ohne Sichtkontakt auf einige Zentimeter genau manövrieren muss, was ohne Hilfsmittel nur schwer zu gewährleisten ist.
Die US 2015/073642 Al offenbart ein Fahrzeugpositionierungs system bei einer Vorrichtung zur induktiven Energieübertragung, bei der Positioniersignale zwischen Baken in der Bodenplatte und in der Fahrzeugplatte ausgetauscht werden, wobei jedoch für verschiedene Teilnehmer verschiedene Frequenzen verwendet werden, was einen erheblichen Aufwand erfordert.
Wird statt dessen ein Zeitmultiplexverfahren verwendet, besteht das Problem, dass die einzelnen Fahrzeuge, die sich in Nach barschaft zueinander positionieren bzw. einparken wollen, durch die jeweiligen Positionierungssignale der Nachbarn gestört werden, da die einzelnen Parkvorgänge asynchron zueinander verlaufen .
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Synchronisieren von Messpulssignalen zumindest zweier Teil nehmer eines Fahrzeugpositionierungssystems anzugeben.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen an gegeben .
Die Erfindung ist demnach ein Verfahren zum Synchronisieren von Messpulssignalen zumindest zweier Teilnehmer eines Fahrzeug positionierungssystems , bei dem jeder Teilnehmer eine stationäre Einheit zum Senden eines Messpulssignals definierter Stärke über eine erste drahtlose Schnittstelle und zum Empfangen von Information über die Stärke des Messpulssignals am Ort einer mobilen Einheit über eine zweite drahtlose Schnittstelle,
und eine mobile Einheit zum Empfangen des Messpulssignals über die erste drahtlose Schnittstelle und zum Senden der Information über die Stärke des Messpulssignals am Ort der mobilen Einheit über die zweite drahtlose Schnittstelle aufweist,
wobei das Messpulssignal zumindest aus einem Startpuls besteht und mit einer ersten Wiederholrate, die zu einer ersten Pe riodendauer umgekehrt proportional ist, ausgesendet wird, und der Startpuls ein Identifikationsdatum der stationären und/oder der mobilen Einheit, eine Information über die Pe riodendauer und eine Checksumme zur Überprüfung der Integrität des Startpulses aufweist,
wobei die erste Periodendauer so gewählt ist, dass alle sowohl einen Startpuls als auch Messpulse umfassenden Messpulssignale auch benachbarter Teilnehmer des Fahrzeugpositionierungssystems zeitlich aneinandergereiht darin Platz haben,
wobei von jedem Teilnehmer des Fahrzeugpositionierungssystems folgende Schritte zur Synchronisation aller von einem Teilnehmer empfangbaren Messpulssignale durchgeführt werden:
A Es wird ein Kommunikationskanal zwischen der stationären Einheit eines Teilnehmers und dessen mobiler Einheit über die zweite drahtlose Schnittstelle hergestellt und ein Iden tifikationsdatum der stationären Einheit von der stationären an die mobile Einheit und ein Identifikationsdatum der mobilen Einheit von der mobilen an die stationäre Einheit übermittelt, sowie eine Information über die Periodendauer ausgetauseht ;
B Es wird von der stationären Einheit zyklisch mit der
Wiederholrate ein Messpulssignal mit zumindest einem Startpuls gesendet;
C Es werden von der mobilen Einheit alle während der Peri odendauer empfangenen Startpulse anhand der Checksumme überprüft, ob sie fehlerfrei sind; D Falls die Überprüfung ergibt, dass kein Startpuls fehlerfrei ist, wird der stationären Einheit über die zweite Schnittstelle mitgeteilt, dass der Beginn des Startpulses um eine zufällig gewählte Zeitspanne verschoben werden soll, wobei auch ein vollständiges Messpulssignal noch innerhalb der Periodendauer liegen muss; danach wird das Verfahren wieder bei B begonnen;
E Falls die Überprüfung in zumindest einem empfangenen
Startpuls keinen Fehler ergibt, wird in der mobilen Einheit anhand des Identifikationsdatums der statio nären Einheit überprüft, ob ein ungestörter Startpuls mit dem Identifikationsdatum der stationären Einheit empfangen wurde;
F Falls ein ungestörter Startpuls mit dem Identi fikationsdatum der stationären Einheit empfangen wurde, wird anhand der Länge des Messpulssignals überprüft, ob auch Messpulse empfangen wurden;
G Falls keine Messpulse empfangen wurden, wird über die zweite Schnittstelle von der mobilen an die stationäre Einheit die Information über einen korrekt empfangenen Startpuls gesandt, worauf die stationäre Einheit im nächsten Zyklus das gesamte Messpulssignal also einschließlich von Messpulsen definierter Stärke und Rei henfolge sendet; danach wird das Verfahren wieder bei B begonnen;
H Falls Messpulse empfangen wurden, wird über prüft, ob die Messpulse ungestört sind;
I Falls die Messpulse ungestört sind, wird das
Verfahren wieder bei B begonnen und das Messpulssignal periodisch bis zur Been digung des Verfahrens versandt;
J Falls die Messpulse gestört sind, wird der
Zeitpunkt der Störung ermittelt und der Beginn des Startpulses wird um eine
Zeitspanne, die der Dauer eines
Messpulssignals plus einer Pause plus dem Zeitpunkt des Beginns der Störung ent- spricht, verschoben; danach wird das
Verfahren wieder bei B begonnen;
K Falls kein Startpuls mit dem Identifikationsdatum der stationären Einheit empfangen wurde, wird das Verfahren wieder bei B begonnen.
Dieser Ablauf ist in der Fig. 11 als schematisches Flussdiagramm dargestellt .
Es ist also ein Fahrzeugpositionierungssystem vorgesehen, bei dem mehrere Teilnehmer unabhängig voneinander positioniert werden, wobei ein Teilnehmer mit einer stationären Einheit, die die Bodenplatte in Verbindung mit einer Ladestation sein kann und Sendeantennen zum Senden der Messpulssignale aufweist, und einer mobilen Einheit, die die Fahrzeugplatte sein kann und Emp fangsantennen zum Empfangen der Messpulssignale aufweist, gebildet ist. Die Übertragungsstrecke für die Messpulssignale ist dabei eine erste drahtlose Schnittstelle. Eine Kommunikation zur gegenseitigen Übertragung von Identifikationsdaten der stationären und der mobilen Einheit und zur Übertragung der gemessenen Stärke der empfangenen Messpulssignale von der mobilen Einheit zur stationären Einheit findet über eine zweite drahtlose Schnittstelle statt, die in einer Ausführung der Erfindung eine WLAN-Verbindung sein kann.
In einer sinnvollen Ausbildung des Fahrzeugpositionierungs systems sind bis zu vier Sendeantennen in der stationären Einheit vorgesehen. Die von diesen Antennen erzeugten Magnetfelder definierter Feldstärke werden von bis zu vier Sensoren in der mobilen Einheit gemessen und über die zweite Schnittstelle an die stationäre Einheit übertragen. Um diese Information der sta tionären Einheit zur Verfügung zu stellen, wird also die vorher aufgebaute Kommunikations-Verbindung über die zweite
Schnittstelle genutzt.
Anhand der gemessenen Magnetfeldstärken kann dann in der mobilen Einheit - also im Fahrzeug - die Position zwischen Fahrzeug und Bodenplatte und damit zwischen der Primär- und der Sekundärspule des Energieübertragungstransformators ermittelt werden.
Die Sendeantennen erzeugen ihre Magnetfelder nicht zeitgleich sondern nacheinander. Das Messpulssignal besteht dabei gemäß Fig. 2 aus einem Startpuls SP und vier Messpulsen MP1, MP2, MP3, MP4, falls vier Sendeantennen verwendet werden. Jeder Messimpuls hat im dargestellten Beispiel eine Dauer von 4 ms, wobei zwischen den Messpulsen eine Pause von 1 ms ist, damit ergibt sich für den Messpulsteil des Messpulssignals eine Dauer von 20 ms. Dieses Signal wird zyklisch wiederholt, um eine kontinuierliche Po sitionsmessung zu gewährleisten.
Würden nur die Messpulse MP1, MP2, MP3, MP4 gesendet, wäre es der mobilen Einheit nicht möglich, herauszufinden, welche Signale für sie bestimmt sind und welche ggf. für mobile Einheiten benachbarter Teilnehmer bestimmt sind. Benachbarte stationäre Einheiten können bereits das Positionierverfahren störende Messpulse aussenden.
Daher wird den Messpulsen MP1, MP2, MP3, MP4 ein Startpuls SP vorangestellt, welcher der mobilen Einheit zur Identifikation der Herkunft jeweils empfangener Messpulssignale dient.
Der Startpuls SP, im englischen oft „Header" genannt, enthält neben einem Identifikationsdatum der stationären Einheit Station_ID vorzugsweise ein Identifikationsdatum der mobilen Einheit Auto_ID sowie eine CRC-Checksumme CRC. Passt diese nicht zu den restlichen Bits des Startpulses SP, muss davon ausgegangen werden, dass es zu einem Überlapp oder anderen Fehlern während des Empfangs des Startpulses gekommen ist. Außerdem wird im Startpuls eine Information über die Länge der Periodendauer T der Wiederholfrequenz der Messpulssignale übertragen. Der Startpuls hat außerdem ein Start- und ein Stoppbit. Dies ist in der Fig. 3 dargestellt. Der Startpuls SP hat dort eine Länge von 6,15 ms, womit das gesamte Messpulssignal eine Länge von 26,15 ms hat. Sobald mehrere Fahrzeuge auf benachbarten Parkplätzen einparken, kann es zur zeitlichen Überschneidung der Messpulssignale der einzelnen Teilnehmer des gesamten Fahrzeugpositioniersystems kommen. Dies würde zu einer Überlagerung der Startpulse und/oder der Messpulse und zu einer falschen oder keiner Positionsbe rechnung führen.
Weder die Fahrzeuge noch die Stationen untereinander haben eine gemeinsame Kommunikationsverbindung, wodurch eine Synchroni sierung mittels einer solchen Schnittstelle nicht möglich ist. Wenn beispielsweise in einem Parkhaus mehrere Ladestationen mit zugehörigen Bodenplatten an benachbarten Parkplätzen verbaut sind, eliminiert jedoch das erfindungsgemäße Verfahren diese gegenseitige Beeinflussung.
Bei dem erfindungsgemäßen Zeitmultiplexverfahren senden die stationären Einheiten der jeweiligen Teilnehmer ihre
Messpulssignale auf der gleichen Frequenz, jedoch zu unter schiedlichen Zeitpunkten. Kann eine mobile Einheit - also ein Fahrzeug - das für sie bestimmte Messpulssignal eindeutig identifizieren, können ungestörte Positionsmessungen durch geführt werden. Hierfür ist es jedoch zwingend notwendig, dass kein Messpulssignal einer stationären Einheit eines anderen Teilnehmers gleichzeitig an der mobilen Einheit ankommt. Wäre dies der Fall, würden das eigentliche Nutzsignal und das Signal der störenden stationären Einheit (en) interferieren und eine Positionsbestimmung wäre ggf. stark fehlerbelastet. Wird jedoch durch das hier vorgestellte Verfahren sichergestellt, dass eine zeitliche Überschneidung der Positionssignale vermieden wird, ist eine fehlerfreie Positionierung möglich.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vor dem Parkvorgang bereits ein Kommunikationskanal (z.B. WLAN) über die zweite Schnittstelle zwischen einem Fahrzeug und der Ladestation an dem Parkplatz, auf dem das Fahrzeug geparkt und geladen werden soll, also zwischen der stationären und der mobilen Einheit eines Teilnehmers, geöffnet. Meldet sich ein Fahrzeug bei einer Ladestation an, teilt die Ladestation dem Fahrzeug ihr Iden- tifikationsdatum Stations_ID mit. Zudem kann das Fahrzeug auch der Station sein Identifikationsdatum Auto_ID mitteilen . Dieses Fahrzeug-Identifikationsdatum kann vorgegeben sein oder vom Fahrzeug nach dem Zufallsprinzip aus einem Satz von Fahr zeug-Identifikationsdaten gewählt werden. Sendet die stationäre Einheit nun diese Informationen in dem Startsignal SP des Messpulssignals mit, kann die mobile Einheit das Messpulssignal, welches für sie bestimmt ist, eindeutig identifizieren. Somit können Messpulssignale, welche nicht für die mobile Einheit bestimmt sind, von dieser verworfen werden.
Parken mehrere Fahrzeuge gleichzeitig ein, sind jedoch weder die Fahrzeuge, also die mobilen Einheiten, untereinander, noch die Ladestationen, also die stationären Einheiten, untereinander synchronisiert. Dies hat zur Folge, dass die von den stationären Einheiten ausgesandten Messpulssignale zeitlich zufällig verteilt sind. Zeitlich gesehen sind die Wiederholraten bzw. Periodendauern so ausgelegt, dass Messpulssignale mehrerer stationärer Einheiten zwar nacheinander gesendet werden können, bevor diese Sequenz wiederholt wird. Durch die fehlende Syn chronisierung der Sender untereinander, wird es jedoch häufig trotzdem zunächst zur Überlappung der Messpulssignale der einzelnen stationären Einheiten kommen.
Überlappen beide Messpulssignale im Startpuls, kann keines der Messpulssignale mehr einer Ladestation zugeordnet werden. Erfolgt ein Überlapp während der Messpulse, kann dies zu einer fehlerhaften oder ausbleibenden Positionierung des einen Fahrzeuges und zu einem unleserlichen Startpuls für das andere Fahrzeug führen.
Wie in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt ist, ist der Startpuls SP zeitlich länger als ein Messpuls MP1, MP2, MP3, MP4 plus einer Pausenzeit. In den Fig. 4 bis Fig. 7 sind verschiedene Fälle einer gegenseitigen Beeinflussung der Messpulssignale zweier Teil nehmer dargestellt. Der Einfachheit halber wird in den Fig. 4 bis 7 auf die Messpulse der Ladestation B verzichtet. Das
Messpulssignal der Ladestation A ist mit durchgezogener Linie gezeichnet, während das Messpulssignal der Ladestation B strichliert gezeichnet ist.
Wird der Startpuls SP_B der einen Ladestation zeitgleich mit den Messpulsen MP1, MP2, MP3, MP4 der anderen Ladestation ausgesandt, überlappt dieser Startpuls SP_B folglich immer mit mindestens einer der Pausenzeiten zwischen den Messpulsen MP1, MP2, MP3, MP4. Wird durch entsprechende Codierung (z.B. Manchester-Code) sichergestellt, dass ein Startpuls innerhalb der Dauer einer Pausenzeit nicht dauerhaft den Wert Null annehmen kann, ergibt sich folglich ein messbarer Unterschied zur ungestörten Pau senzeit .
Somit kann ein Überlapp zweier Messpulssignale in jedem Fall detektiert werden. Zusätzlich ist dann auch bekannt, an welcher Stelle bzw. zu welchem Zeitpunkt ein solcher Überlapp aufgetreten ist (welcher Messpuls oder bereits am Startpuls) . Für zwei LadestationenA und B ergeben sich hierfür zwei verschiedene Fälle .
1. Ein Startpuls ist lesbar und der zweite Startpuls liegt in den Messpulsen des ersten Messpulssignals.
2. Beide Startpulse überlappen und ggf. alle Messpulse.
Im ersten Fall, der in den Fig. 5 bis 7 i.V.m. Fig. 8 dargestellt ist, ist der Startpuls SP_A der Ladestation A lesbar. Der Startpuls SP_B der Ladestation B ist durch zumindest einen Messpuls der Ladestation A gestört und kann folglich keiner Station zugewiesen werden.
Da die Ladestation A durch die von dem ihr zugeordneten Fahrzeug über die zweite Schnittstelle übermittelte Messinformation jedoch weiß, wann die Störung durch die Ladestation B aufgetreten ist (tüberiapp) r ist die zeitliche Differenz zwischen den beiden überlappenden Messpulssignalen bekannt. Auch die Länge (tSignai) des Störsignals ist bekannt, bzw. kann gemessen werden. Da sich beide Messpulssignale zyklisch mit der Periodendauer T wie- derholen und diese bekannt ist, kann die Ladestation A berechnen, um wieviel ihr Messpulssignal verzögert werden muss, um nicht mit dem der Ladestation B zu kollidieren. Damit kann das
Messpulssignal der Ladestation A im nächsten Zyklus entsprechend einmalig verzögert werden. Somit senden die Ladestationen A und B nach einmaliger Überlappung zueinander synchronisiert und überlappen nicht.
Wichtig hierbei ist, dass nur die Messpulssignale, welche eindeutig aufgrund eines dekodierbaren Startpulses einer La destation zugewiesen werden können, entsprechend verzögert werden dürfen. Messpulssignale, deren Startpulse nicht deko dierbar bzw. lesbar sind, können nicht verschoben werden, da sie nicht eindeutig zuzuweisen sind.
Im zweiten Fall, der in Fig. 4 dargestellt ist, überlappen die Messpulssignale von Ladestation A und Ladestation B bereits in ihren beiden Startpulsen SP_A, SP_B. Da somit kein Messpulssignal zuzuordnen ist, würde keines der Messpulssignale verschoben werden, was zu einer dauerhaften Störung der Positionierung führen würde. Daher müssen, wenn kein Messpulssignal lesbar ist, alle Messpulssignale um eine zufällige Zeit verzögert werden. Dies wird solange fortgeführt, bis sich die Messpulssignale entweder nicht mehr stören oder der erste Fall eintritt.
Da die zweite Schnittstelle üblicherweise eine bedeutend größere Reichweite (z.B. 50m) als die erste Schnittstelle zwischen den Sende- und Empfangsantennen in der Fahrzeugplatte (mobile Einheit) bzw. der Bodenplatte (stationäre Einheit) hat (z.B. 5m), stellt sich auch die Kommunikation über die zweite Schnittstellt vor dem eigentlichen Positionierungsvorgang über die erste Schnittstelle ein.
Da nach dem Übertragen der Identifikationsdaten Fahrzeug_ID, Auto_ID das Aussenden der Messpulssignale startet, sendet eine Ladestation schon eine ganze Zeit, bis das Fahrzeug in Posi tionierungsreichweite seiner Ladestation kommt. Dadurch stört diese Ladestation potentiell andere Positioniervorgänge an Parkplätzen, auf welchen ebenfalls Fahrzeuge parken wollen, obwohl der eigentliche Positioniervorgang noch gar nicht be ginnen kann.
Um diese frühe Störung zu vermeiden, wird erfindungsgemäß anfangs nur den Startpuls des Messpulssignals gesendet. Erst wenn ein einer Ladestation zugehöriges Fahrzeug diesen Startpuls de- tektiert und der Ladestation dies über die zweite Schnittstelle mitteilt, werden die Messpulse mit versandt. Da ein Startpuls nur einen Bruchteil der Messpulssignalgesamtlänge ausmacht, ergibt sich somit eine kürzere Störung anderer Messpulssignale.
Zudem hat dieses Vorgehen den Vorteil, dass Messpulssignale, welche aufgrund von Reichweiteproblemen nicht verschoben werden können, von anderen Ladestationen identifiziert werden können. Der Fall aus Fig. 8, dass das Messpulssignal B nicht lesbar ist, weil das Messpulssignal A nicht verzögert werden kann, kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht auftreten. Der Startpuls des Messpulssignals der Ladestation A könnte hier nur den Startpuls des Messpulssignals der Ladestation B oder deren Messpulse stören. Würde der Startpuls des Messpulssignals von Ladestation B gestört, müssten die Messpulssignale sowohl der Ladestation B als auch der Ladestation A zufällig verzögert werden. Da das Messpulssignal der Ladestation A nicht verzögert werden kann, das der Ladestation B jedoch schon, wird das Problem gelöst. Liegt der Startpuls des Messpulssignals der Ladestation A in den Messpulsen des Messpulssignals der Ladestation von B, ist der Startpuls des Messpulssignals der Ladestation B lesbar und das Messpulssignal der Ladestation B könnte um die gemessene Zeit verschoben werden.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine veränderbare Periodendauer vorgesehen, wobei von der mobilen Einheit die zeitliche Länge des empfangenen Signals mit darin enthaltenen Messpulssignalen gemessen wird und daraus ermittelt wird, wie viele stationäre Einheiten Messpulssignale senden und überprüft wird, ob die Periodendauer ausreichend lange ist, um alle Messpulssignale zu umfassen oder zu lange ist, und falls keine Übereinstimmung gegeben ist, an die stationäre Einheit die Information übermittelt wird, wie lange die Pe riodendauer sein soll.
Bisher wurde angenommen, dass die Periodendauer der
Messpulssignale fest ist und dass nur zwei Ladestationen gleichzeitig Messpulssignale senden. In der Realität hingegen können mehrere Ladestationen gleichzeitig senden. Sollte die Periodendauer so aussehen, dass alle Messpulssignale in einer Periodendauer Platz finden, würde man unnötig zeitliche Per formance des Systems verschenken. Vor allem da dieser Fall äußerst selten auftreten sollte. In der Realität können gemäß Fig. 9 sechs benachbarte Parkplätze A bis F mit Ladestationen und Bodenplatten ausgerüstet sein, um ein induktives Laden und ein erfindungsgemäßes Positionieren zu ermöglichen. Diese be nachbarten Positioniervorgänge können sich gegenseitig be einflussen .
Um trotzdem eine schnelle Wiederholungsrate der Positionsdaten zu gewährleisten, wird gemäß der Weiterbildung der Erfindung die Periodendauer anpassbar gemacht. Hierfür sind gemäß Fig. 3 im Startpuls SP ebenfalls ein paar wenige Datenbits T für die Periodendauer vorgesehen.
Sendet eine Ladestation beispielsweise ohne Pausenzeit ein Messpulssignal aus, welches von einem Messpulssignal einer zweiten Ladestation gestört wird, so muss die Periodendauer T mindestens so weit erhöht werden, dass beide Messpulssignale inklusive eines Sicherheitsabstandes Platz finden. Dies wird einer Ladestation eines jeden Teilnehmers über deren zweite Schnittstelle mitgeteilt. Ist dies geschehen, sendet die La destation mit der neuen Periodendauer und eine Synchronisierung jedes Teilnehmers ist erneut möglich. Bei zusätzlichen La destationen muss dasselbe Prinzip für Periodendauererhöhung und Synchronisierung erneut angewandt werden. Dies ist immer möglich, da alle Teilnehmer die Startpulse nicht nur der ihnen zugeordneten Messpulssignale sondern auch der anderen Teilnehmer empfangen und dekodieren können und auf diese Weise erkennen können, wie viele Teilnehmer aktuell Positionsverfahren durchführen und sich eventuell stören können.
In gleicher Weise wird die Periodendauer wieder verringert, wenn nach erfolgreichem Positionieren ein Teilnehmer wegfällt und der für ihn zuvor reservierte Zeitschlitz nun ungenutzt die Wie derholrate für die verbleibenden Teilnehmer auf einem geringer als erforderlichen Wert halten würde. Auf diese Weise wird in erfindungsgemäßer Weise die Periodendauer immer an die aktuell erforderliche Länge bei maximal möglicher Wiederholrate an gepasst .
Auch für den Fall, dass in einem zuerst gemessenen Signal kein Identifikationsdatum zu erkennen ist, kann in einer Ausbildung der Erfindung die Periodendauer um zumindest die Dauer eines Messpulssignals verlängert werden. Es kann Vorkommen, dass bereits zwei Teilnehmer aktiv sind und die eingestellte Pe riodendauer für diese zwei Teilnehmer eingestellt ist. Wenn nun ein dritter Teilnehmer dazukommt, kann dessen Messpulssignal beide Startpulse der zuerst aktiven Teilnehmer stören, so dass kein Startpuls erkennbar ist. In diesem Fall wird trotzdem die Periodendauer verlängert, da anzunehmen ist, dass mehr als zwei Teilnehmer aktiv sind.
In einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, falls von der mobilen Einheit eines Teilnehmers zumindest ein weiterer Startpuls eines anderen Teilnehmers mit einem zur stationären Einheit des ersten Teilnehmers gehörenden Iden tifikationsdatum Stations_ID erkannt wird, dies der stationären Einheit über die zweite Schnittstelle mitgeteilt und das Identifikationsdatum Stations_ID geändert.
Es kann Vorkommen, dass eine neu installierte Ladestation zufälligerweise das gleiche vorprogrammierte Identifikati onsdatum Stations_ID wie eine Nachbarstation aufweist. Der erfindungsgemäße adaptive Algorithmus erkennt die Identifi kationsdaten der Nachbarstationen und kann anhand der Er- kenntnisse sein eigenes Identifikationsdatum Stations_ID an passen, wenn dies nötig ist.
Eine Ladestation kann jedoch nur anhand des zugehörigen, bereits positionierenden Fahrzeugs erkennen, welche anderen Identi fikationsdaten in der Umgebung bereits vergeben sind, da nur dieses die Messpulssignale der anderen Ladestationen empfangen kann. Wenn die eigene Ladestation ein bestimmtes Identifika tionsdatum besitzt und eine Ladestation mit dem gleichen Identifikationsdatum sendet, wird ein Wechsel des Identifi kationsdatums der Ladestation auf ein anderes freies Identi fikationsdatum erfolgen. Hierbei ist die Regel, dass die La destation, die zuerst die Information über das gleiche Iden tifikationsdatum wie ihr eigenes erhält, ihr Identifikati onsdatum zufällig auf ein freies Identifikationsdatum anpasst. Welche Identifikationsdaten frei sind, speichert ein Teilnehmer selbstständig für jedes von den Sensoren gemessene Signal der anderen Teilnehmer.
Durch die Verwendung eines zufälligen Fahr
zeug-Identifikationsdatums im Startpuls wird eine Identifi zierung des zufällig gleichen Stations-Identifikationsdatums einer anderen Station ermöglicht.
Neben der Erkennung, welche anderen Identifikationsdaten anderer Teilnehmer bzw. Ladestationen auf dem Parkareal vorhanden sind, kann eine Erkennung erfolgen, welche Identifikationsdaten die Ladestationen der Parkplätze in der Nähe jeweils aufweisen. Es wird also gezielt ein Identifikationsdatum einer bestimmten Ladestation, deren Lage ermittelt wird, zugeordnet. Dies erfolgt über die Feldstärken der Messpulssignale, die in einem vor beifahrenden Fahrzeuge gemessen werden. Daraus kann abgeschätzt werden, wo sich die sendende Ladestation befinden muss.
Teilen die Fahrzeuge beim Einparken die anderen erkannten Identifikationsdaten regelmäßig mit, kennt die Station die benachbarten Identifikationsdaten und kann bei der Neuvergabe seines Identifikationsdatums diese berücksichtigen. Nach teilig hierbei ist, dass die Messung benachbarter Identi fikationsdaten nur möglich ist, wenn zeitgleich ein Fahrzeug am Einparken ist.
Wird in erfindungsgemäßer Weiterbildung eine zusätzliche Empfangseinheit 10 in einer stationären Einheit verbaut, kann diese selbst nach benachbarten stationären Einheiten scannen. Zudem besteht hierbei auch die Möglichkeit, dass vor dem Senden der Messpulssignale „gelauscht" werden kann, ob eine weitere stationäre Einheit sendet. Ist dies der Fall, könnte sich die eine stationäre Einheit 1, 3, 4 noch vor dem ersten Aussenden mit der anderen stationären Einheit synchronisieren. Dieser Ansatz hilft zwar in verschiedenen Situationen und verbessert die Performance und erhöht die Lernfähigkeit der stationären Einheit, eine Synchronisierung über die mobile Einheit ist jedoch dennoch notwendig.
Will beispielsweise, wie in Fig. 9 dargestellt, das Fahrzeug auf dem Parkplatz B einparken und die Ladestation auf Parkplatz D sendet ebenfalls Messpulssignale aus, kann dies zu folgendem Problem führen: die Ladestation auf Parkplatz B ist zu weit entfernt, um mit ihrer Empfangseinheit 10 die Signale der Ladestation auf Parkplatz D zu empfangen. Das Fahrzeug hingegen misst aufgrund seiner physikalischen Nähe zur La destation auf Parkplatz D sehr wohl dessen Messpulssignale. Daher muss mit oben beschriebenen Prozedere die Ladestation auf Parkplatz B mit der Ladestation auf Parkplatz D synchronisiert werden.
Es ist auch möglich, die Feldstärken der Messpulssignale fremder Ladestationen im Vergleich zur errechneten Fahrzeugposition zu speichern. Positioniert das Fahrzeug in Fig 9. beispielsweise wie gezeigt auf Parkplatz B ein und die Ladestation auf Parkplatz D ist währenddessen aktiv, kann dessen Positionsermittlung am besten durch beispielsweise eine Maximumsuche erfolgen. Ist das Fahrzeug in der in Fig 9 abgebildeten Position und kennt seine Relativposition im Vergleich zur Bodeneinheit am Parkplatz B, dann kann der weitere Fahrverlauf Auskunft über die Position der Ladestation am Parkplatz D geben. Während das Auto quer zu den Parkplätzen fährt, wird es auf Höhe des Parkplatzes D ein Maximum der Amplitude der Ladestation am Parkplatz D registrieren. Dadurch ist bekannt, dass der Sender auf Höhe der Parkplätze A und D sein muss. Speichert die Ladestation am Parkplatz B nun Position und Höhe der Amplitude, weiß diese schon einmal, dass das störende Signal von der Ladestation am Parkplatz D po tentiell links von dieser ist (von oben betrachtet) . Kommt es zu einer erneuten Störung wird das Fahrzeug nicht exakt auf der gleichen Position wie das vorherige Fahrzeug das Maximum auffinden. Das Fahrzeug wird höchstwahrscheinlich entweder näher oder weiter entfernt das Maximum messen. Somit kann durch einen Vergleich der beiden Maximalwerte der richtige Parkplatz D zu der durch ein Messpulssignal störenden Ladestation zu geordnet werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Verschiebezeit beim Zusammentreffen von zwei Startpulsen so angepasst werden und das bei dem nächsten Vorfall mit der Ladestation am Nachbar parkplatz abgleichen, sodass jede Ladestation nicht zufällig sondern selbstlernend eine bessere Anpassung ermöglicht. Sobald zwei Startpulse zeitlich überlappend gesendet werden, wird eine zufällige Verschiebung der beiden Messpulssignale erfolgen. Die zufällige Verschiebung beim ersten Aufeinandertreffen der Messpulssignale kann als Grundlage für den nächsten Vorfall erfolgen .
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen
Fig. 1 einen Teilnehmer eines Fahrzeugpositionierungssystems mit einem Fahrzeug und einer Ladestation mit damit verbundener Bodenplatte nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 ein schematisches Messpulssignal,
Fig . 3 einen detaillierteren Startpuls, Fig. 4 ein erstes Beispiel einer Überlappung eines gesamten Messpulssignals mit einem weiteren Startpuls,
Fig. 5 ein zweites Beispiel einer Überlappung eines gesamten
Messpulssignals mit einem weiteren Startpuls,
Fig. 6 ein drittes Beispiel einer Überlappung eines gesamten
Messpulssignals mit einem weiteren Startpuls,
Fig. 7 ein viertes Beispiel einer Überlappung eines gesamten
Messpulssignals mit einem weiteren Startpuls,
Fig. 8 ein Beispiel einer Überlappung zweier Messpulssignale mit zeitlichen Bezügen,
Fig. 9 ein Parkareal mit mehreren Parkplätzen und einem zu parkenden Fahrzeug, und
Fig. 10a bis 10 c ein erstes Beispiel eines Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 11 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 12 ein detaillierteres Flussdiagramm des erfindungsge mäßen Verfahrens.
Die Fig. 10a bis 10 c zeigen die anfängliche Überlappung der Messpulssignale zweier Teilnehmer einer Fahrzeugpositionierung sowie deren Synchronisation entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem ersten Ausführungsbeispiel. Dabei ist der Vorgang wie folgt:
Ein erstes Fahrzeug will einparken, am Nachbarstellplatz ist ein Einparkvorgang eines zweiten Fahrzeugs in Gange. Das erste Fahrzeug hat das Identifikationsdatum 7D und die zugehörige Ladestation das Identifikationsdatum 5A, der so gebildete erste Teilnehmer hat also das Identifikationsdatum 5A-7D. Der zweite Teilnehmer soll das auf die gleiche Weise gebildete Identi fikationsdatum B6-4F haben.
Das Messpulssignal mit dem Identifikationsdatum B6-4F des zweiten Teilnehmers, das strichliert gezeichnet ist, kommt an beiden mobilen Einheiten als erstes an. Das Messpulssignal mit dem Identifikationsdatum 5A-7D des ersten Teilnehmers soll 15ms später kommen.
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft dabei in einem Teilnehmer folgendermaßen ab. Es sollen bereits Kommunikationskanäle zwischen den stationären und mobilen Einheiten der beiden Teilnehmer hergestellt und die Identifikationsdaten ausge tauscht sein (Schritt A) . Die mobile Einheit des ersten
Teilnehmers beginnt die Messung zum Zeitpunkt des Eintritts des ersten Messpulssignals an den Empfangsantennen der zugeordneten Fahrzeugplatte. Da beide Signale um 15ms verschoben sind, endet das empfangene Signal bei tE = 41,15ms. Die Dauer des empfangenen Signals ist also größer als die erwartete Signaldauer von 26, 15ms .
Die mobile Einheit des ersten Teilnehmers führt einen CRC-Check über das ankommende Signal und bekommt ein positives Ergebnis (Schritt C -> Schritt E) . Sie liest das komplette Identifi kationsdatum (Ladestation + Fahrzeug) ein und bemerkt, dass es nicht ihr Identifikationsdatum (5A-7D) ist. Sie führt also keine Verschiebung durch und beginnt erneut eine Messung (Schritt K -> Schritt B) .
Der mobile Einheit des zweiten Teilnehmers führt ebenfalls das erfindungsgemäße Verfahren durch, wobei bereits Messpulse gesendet wurden (Schritt C -> Schritt E -> Schritt F -> Schritt H) , sieht dagegen ihr Identifikationsdatum (B6-4F)und erkennt gestörte Messpulse und initiiert die Verschiebungsfunktion (Schritt C -> Schritt E -> Schritt F -> Schritt H -> Schritt J) .
Die mobile Einheit des zweiten Teilnehmers prüft dabei, ob noch Platz für ihr Messpulssignal in der eingestellten Periodendauer T, die für vier Teilnehmer ausgelegt ist, vorhanden ist, bzw. anhand der empfangenen Signallänge, wie viele Teilnehmer gerade aktiv sind.
Sie erkennt aber nur ihr eigenes Messpulssignal und ein weiteres, das die Messpulse stört. Also initiiert sie keine Perioden- daueranpassung .
Da die mobile Einheit des zweiten Teilnehmers ihr Identifi kationsdatum eindeutig lesen konnte, wird keine zufällige Zeitverzögerung ermittelt, sondern lediglich die notwendige Verschiebung mittels Formel berechnet. Mit der Verschie bungsformel ist tVerschiebung = 41,15 ms + 5 ms = 46,15 ms . Diese Verzögerung wird der stationären Einheit über die zweite Schnittstelle mitgeteilt. Dabei ergibt sich der zeitliche Bezug gemäß Fig. 10b. Im nächsten Messpulssignal-Sendezyklus wird wieder gemäß Fig. 10c der Beginn des ersten Messpulssignals als Zeitpunkt Null angenommen. Eine Periodendauer wäre aufgrund der aktuellen Einstellung für vier Teilnehmer doppelt so lange wie die dargestellte Dauer der beiden aufeinanderfolgenden und synchronisierten Messpulssignaldauern. Die Störung ist somit bei der nächsten Messung eines Messpulssignals in beiden Teilnehmern durch unabhängigen und parallelen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens in beiden Teilnehmern aufgehoben. Der dann syn chronisierte Ablauf folgt in allen Teilnehmern den in der Fig. 12 fett eingezeichneten Schritten.
Ergänzend wird in vorteilhafter Weise nach der erfolgreichen Synchronisierung die zeitliche Optimierung der Wiederholrate erfolgen .
Im Folgenden werden noch einige zusätzliche Messungen und Einstellungen durchgeführt. Die mobile Einheit des ersten Teilnehmers mit dem Identifikationsdatum 5A-7D empfängt auch das Messpulssignal des zweiten Teilnehmers mit dem Identifikati onsdatum B6-4F und merkt sich den Teil der Ladestation (B6) aber nicht den des aktuell teilnehmenden Fahrzeugs, sowie die Feldstärke. Die Ladestation des ersten Teilnehmers hatte bisher noch kein Messpulssignal dieser Ladestation mitgeteilt bekommen.
Die mobile Einheit des ersten Teilnehmers beobachtet dieses Messpulssignal bis es endet und speichert die empfangenen Feldstärken oder überschreibt sie zumindest mit dem zuletzt empfangenen. Da das letzte empfangene gespeicherte Messpuls signal von der Ladestation des zweiten Teilnehmers mit dem Identifikationsdatum B6-4F eine Feldstärke mit einem Wert viel größer als Null hat, wird diese Ladestation als sich in der Nähe befindend vermutet und entsprechend in einer Datenbank der Ladestation des ersten Teilnehmers gespeichert.
In der Figur 12 ist ein erweitertes Ablaufdiagramm dargestellt, mittels dem weitere vorteilhafte Funktionalitäten des erfin dungsgemäßen Verfahrens erläutert werden sollen. Auch hier werden nach dem Start in einem Initialisierungsverfahren Init eine Verbindung über die zweite Schnittstelle insbesondere eine WLAN-Verbindung aufgebaut und die Fahrzeug- und Ladesta tionsidentifikationsdaten ausgetauscht. Außerdem wird die initiale Periodendauer T ausgetauscht.
In dem nachfolgenden Schritt a wird in der mobilen Einheit ein Messpulssignal empfangen und ermittelt, ob dieses empfangene Messpulssignal größer als ein Messpuls ist. Falls nicht wird zum Beginn des Schrittes a zurückgekehrt und falls ja, wird eine Zeitmessung mit der Periodendauer T begonnen. Anschließend werden die empfangenen Signale aufgezeichnet und laufend in einem Schritt d überprüft, ob die Periodendauer T abgelaufen ist. Falls dies nicht der Fall ist, werden weiterhin einkommende Signale aufgezeichnet . Falls die Periodendauer T abgelaufen ist, wird in einem Schritt e überprüft, ob zumindest ein fehlerfreier Startpuls empfangen wurde.
Falls dies nicht der Fall ist, wird in einem Schritt m überprüft ob ein Großteil der Periodendauer T durch Störungen blockiert war. Falls nicht, wird in einem Schritt o von der mobilen Einheit an die stationäre Einheit über die zweite Schnittstelle übermittelt, dass eine Verzögerung um eine zufällige Zeitdauer beim Aussenden des nächsten Messpulssignals erfolgen soll.
Falls ein Großteil der Periodendauer T durch Störungen blockiert war, wird zunächst in einem Schritt k die Periodendauer T um die Dauer eines Messpulssignals plus eines zeitlichen Sicher heitsabstands erhöht und und diese Information über die zweite Schnittstelle an die stationäre Einheit übermittelt. An schließend wird ebenfalls in Schritt o über die zweite
Schnittstelle von der mobilen an die stationäre Einheit übermittelt, dass eine Verzögerung um eine zufällig gewählte Zeitdauer erfolgen soll.
Falls in Schritt e mindestens ein fehlerfreier Startpuls empfangen wurde, wird in einem anschließenden Schritt f überprüft, ob die eigenen Identifikationsdaten in diesem fehlerfreien Startpuls enthalten sind. Dies erfolgt mit Hilfe der Checksumme. Falls dies nicht der Fall ist, wird in einem Schritt q überprüft, ob zusammen mit einem ungestörten Startpuls ebenfalls Messpulse, also ein komplettes Messpulssignal, ge sendet wurde.
Falls dies der Fall ist, wird in einem Schritt r überprüft, ob sich in den Messpulsen dieses Messpulssignals mit einem feh lerfreien Startpuls Störungen befinden. Falls dies der Fall ist wird zum Schritt a zurückgekehrt. Falls dies nicht der Fall ist wird in einem Schritt t überprüft, ob die Periodendauer T groß genug ist, um Signale dieses ungestörten Messpulssignals und Signale von zwei weiteren Teilnehmern aufgenommen werden können. Falls dies der Fall ist wird zum Schritt a zurückgekehrt. Falls nicht, wird wieder in einem Schritt t überprüft, ob die Pe riodendauer T groß genug ist, um zumindest die Signale von drei Teilnehmern aufnehmen zu können. Anschließend wird in einem Schritt s die Periodendauer T um die Dauer eines Messpulssignals plus eines Sicherheitsabstandes erhöht und das Signal um eine Zeitdauer mit zufällig gewähltem Wert verzögert, sodass es außerhalb des ungestörten Messpulssignales liegt. Anschließend wird zum Schritt a zurückgekehrt. Falls in Schritt f erkannt wird, dass die eigenen Identifi kationsdaten in dem fehlerfreien Startpuls enthalten sind, wird in einem nachfolgenden Schritt g überprüft, ob auch Messpulse mit diesem ungestörten Startpuls versandt wurden. Falls dies nicht der Fall ist, wird in einem Schritt n über die zweite
Schnittstelle an die zugehörige stationäre Einheit der emp fangenden mobilen Einheit über die zweite Schnittstelle die Information übermittelt, dass im nächsten Zyklus die Messpulse mit dem Startpuls versandt werden sollen. Danach wird in einem Schritt p überprüft, ob sonstige Störungen während der Messung aufgetreten sind. Falls dies nicht der Fall ist, wird zum Schritt a zurückgekehrt. Falls dies der Fall ist wird in einem Schritt t überprüft ob die Periodendauer T groß genug ist, um Signale des ungestörten Startpulses und Signale von zwei weiteren Teil nehmern aufzunehmen. Falls dies der Fall ist wird zum Schritt a zurückgekehrt. Falls nicht, wird in einem Schritt k die Pe riodendauer T um die Dauer eines Messpulssignals zuzüglich eines Sicherheitsabstandes erhöht und über die zweite Schnittstelle diese Information von der mobilen an die stationäre Einheit eines Teilnehmers übersandt und anschließend zum Schritt a zurück gekehrt .
Falls im Schritt g festgestellt wird, dass Messpulse mit dem Startpuls, der die eigenen Identifikationsdaten enthält, mitversandt wurden, wird in einem Schritt h überprüft, ob die Messpulse in diesem Messpulssignal gestört sind. Falls sie gestört sind, wird in einem Schritt i der Startpunkt und die Dauer der Störung ermittelt und nachfolgend in einem Schritt j überprüft, ob ausreichend Platz in der aktuellen Periodendauer T ist, um das Signal verschieben zu können. Falls dies der Fall ist, wird in einem Schritt 1 die berechnete Verzögerung über die zweite Schnittstelle von der mobilen an die stationäre Einheit des Teilnehmers übermittelt. Falls nicht genügend Platz ist, wird in einem Schritt k die Periodendauer T um die Dauer eines Messpulssignals plus eines Sicherheitsabstands erhöht und diese Information über die zweite Schnittstelle von der mobilen an die stationäre Einheit des Teilnehmers übermittelt. Anschließend wird wieder in einem Schritt 1 die berechnete Verzögerung über die zweite Schnittstelle von der mobilen an die stationäre Einheit des Teilnehmers übermittelt. Danach wird zum Schritt a zurückgekehrt, um den Zyklus neu zu starten.
Falls in dem Schritt h festgestellt wird, dass die Messpulse des empfangenen Messpulssignals nicht gestört sind, wird in einem Schritt p überprüft, ob sonstige Störungen vorhanden sind und falls dies nicht der Fall ist, zum Schritt a zurückgekehrt, um den Zyklus neu zu beginnen. Falls sonstige Störungen vorhanden sind wird in einem Schritt t überprüft, ob die Periodendauer T groß genug ist, um Signale des ungestörten Startpulses und Signale von zwei weiteren Teilnehmern aufzunehmen. Falls dies der Fall ist, wird ebenfalls der Zyklus bei Schritt a neu begonnen. Falls nicht, wird in einem Schritt k die Periodendauer T - wie bereits beschrieben - um die Dauer eines Messpulssignals plus eines zeitlichen Sicherheitsabstandes erhöht und diese In formation von der mobilen an die stationäre Einheit des emp fangenen Teilnehmers übersandt. Anschließend wird der Zyklus bei Schritt a neu gestartet.
Soweit Schritte in verschiedenen Schleifen des Ablaufdiagramms mit den gleichen Buchstaben bezeichnet wurden, soll dies nur den gleichen Verfahrensablauf kennzeichnen aber nicht einen Sprung in eine andere Schleife.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Synchronisieren von Messpulssignalen (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) zumindest zweier Teilnehmer eines Fahr zeugpositionierungssystems ,
bei dem jeder Teilnehmer eine stationäre Einheit (3) zum Senden eines Messpulssignals (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) definierter Stärke über eine erste drahtlose Schnittstelle und zum Empfangen von Information über die Stärke des Messpulssignals (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) am Ort einer mobilen Einheit (6, 7) über eine zweite drahtlose Schnittstelle
und eine mobile Einheit (6, 7) zum Empfangen des Messpulssignals (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) über die erste drahtlose
Schnittstelle und zum Senden der Information über die Stärke des Messpulssignals (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) am Ort der mobilen Einheit (6, 7) über die zweite drahtlose Schnittstelle aufweist, wobei das Messpulssignal (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) zumindest aus einem Startpuls (SP) besteht und mit einer Wiederholrate, die zu einer Periodendauer umgekehrt proportional ist, ausgesendet wird,
und der Startpuls (SP) ein Identifikationsdatum (Station_ID) der stationären (3, 4) und ein Identifikationsdatum (Auto_ID) der mobilen Einheit (6, 7), eine Information über die Periodendauer (T) und eine Checksumme (CRC) zur Überprüfung der Integrität des Startpulses (SP) aufweist,
wobei die Periodendauer (T) so gewählt ist, dass sowohl einen Startpuls (SP) als auch Messpulse (MP1, MP2, MP3, MP4) umfassende Messpulssignale (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) auch zumindest eines benachbarten Teilnehmers des Fahrzeugpositionierungssystems zeitlich aneinandergereiht darin Platz haben,
wobei von jedem Teilnehmer des Fahrzeugpositionierungssystems folgende Schritte zur Synchronisation aller von einem Teilnehmer empfangbaren Messpulssignale (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) durchgeführt werden:
A Es wird ein Kommunikationskanal zwischen der stationären Einheit (3, 4) eines Teilnehmers und dessen mobiler Einheit (6, 7) über die zweite drahtlose Schnittstelle hergestellt und ein Identifikationsdatum (Station ID) der stationären Einheit (3, 4) von der stationären (3, 4) an die mobile Einheit (6) und ein Identifikationsdatum (Auto_ID) der mobilen Einheit (3, 4) von der mobilen (3, 4) an die stationäre Einheit (6) übermittelt, sowie eine Information über die Periodendauer ausgetauscht;
B Es wird von der stationären Einheit (3, 4) zyklisch mit der Wiederholrate ein Messpulssignal (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) mit zumindest einem Startpuls (SP) gesendet;
C Es werden von der mobilen Einheit (6, 7) alle während der Periodendauer (T) empfangenen Startpulse (SP) anhand der Checksumme (CRC) überprüft, ob sie fehlerfrei sind;
D Falls die Überprüfung ergibt, dass kein Startpuls (SP) fehlerfrei ist, wird der stationären Einheit (3, 4) über die zweite Schnittstelle mitgeteilt, dass der Beginn des Startpulses (SP) um eine zufällig gewählte Zeitspanne verschoben werden soll, wobei auch ein vollständiges Messpulssignal (SP, MP1, MP2, MP3, MP4) noch innerhalb der Periodendauer (T) liegen muss; danach wird das Verfahren wieder bei B begonnen;
E Falls die Überprüfung in zumindest einem empfangenen
Startpuls (SP) keinen Fehler ergibt, wird in der mobilen Einheit (6, 7) anhand des Identifikationsdatums der stationären Einheit (3, 4) (Station_ID) überprüft, ob ein ungestörter Startpuls (SP) mit dem Identifikati onsdatum (Station_ID) der stationären Einheit (3, 4) empfangen wurde;
F Falls ein ungestörter Startpuls (SP) mit dem
Identifikationsdatum (Station_ID) der stationären Einheit (3, 4) empfangen wurde, wird anhand der Länge des Messpulssignals (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) überprüft, ob auch Messpulse (MP1, MP2, MP3, MP4) empfangen wurden;
G Falls keine Messpulse (MP1, MP2, MP3, MP4) empfangen wurden, wird über die zweite
Schnittstelle von der mobilen (6, 7) an die stationäre Einheit (3, 4) die Information über einen korrekt empfangenen Startpuls (SP) ge sandt, worauf die stationäre Einheit (3, 4) im nächsten Zyklus das gesamte Messpulssignal (SP, MP1, MP2, MP3, MP4) also einschließlich von Messpulsen (MP1, MP2, MP3, MP4) definierter Stärke und Reihenfolge sendet; danach wird das Verfahren wieder bei B begonnen;
H Falls Messpulse (MP1, MP2, MP3, MP4) empfangen wurden, wird überprüft, ob die Messpulse (MP1, MP2, MP3, MP4) ungestört sind;
I Falls die Messpulse (MP1, MP2 , MP3 , MP4 ) ungestört sind, wird das Verfahren wieder bei B begonnen und das Messpulssignal (SP, MP1, MP2, MP3, MP4) periodisch bis zur Beendigung des Verfahrens versandt;
J Falls die Messpulse (MP1, MP2 , MP3 , MP4 ) gestört sind, wird der Zeitpunkt der Störung ermittelt und der Beginn des Startpulses (SP) wird um eine Zeitspanne, die der Dauer eines Messpulssignals (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) plus einer Pause plus dem
Zeitpunkt des Beginns der Störung ent spricht, verschoben; danach wird das Verfahren wieder bei B begonnen;
K Falls kein Startpuls (SP) mit dem Identifikati onsdatum (Station_ID) der stationären Einheit (3, 4) empfangen wurde, wird das Verfahren wieder bei B begonnen .
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die mobile Einheit ein Sekundärspulenmodul eines Fahrzeugs (2) zur induktiven Ener gieübertragung und die stationäre Einheit ein Primärspulenmodul in einer mit einer Ladestation (4) verbundenen Bodenplatte (3) ist .
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem die zweite Schnittstelle eine WLAN-Schnittstelle ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine veränderbare Periodendauer (T) vorgesehen ist, wobei von der mobilen Einheit (6, 7) die zeitliche Länge des empfangenen Messpulssignals (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) gemessen wird und daraus ermittelt wird, wie viele stationäre Einheiten (3, 4) Messpulssignale (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) senden und überprüft wird, ob die Periodendauer (T) ausreichend lange ist, um alle Messpulssignale (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) zu umfassen oder zu lange ist, und falls keine Übereinstimmung gegeben ist, an die stationäre Einheit (3, 4) die Information übermittelt wird, wie lange die Periodendauer (T) sein soll.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem, falls von der mobilen Einheit (6, 7) eines Teilnehmers zumindest ein weiterer Startpuls (SP) eines anderen Teilnehmers mit einem zur stationären Einheit (3, 4) gehörenden Identifikationsdatum (Station_ID) erkannt wird, das Identifikationsdatum (Stati- on_ID) geändert und der stationären Einheit (3, 4) über die zweite Schnittstelle mitgeteilt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das neue Identifikati onsdatum (Station_ID) zufällig aus einem Datensatz mit freien Identifikationsdaten ausgewählt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem, falls von der mobilen Einheit (6, 7) eines Teilnehmers zumindest ein weiterer Startpuls (SP) eines anderen Teilnehmers mit einem zur stationären Einheit (3, 4) gehörenden Identifikationsdatum (Station_ID) erkannt wird, eine entsprechende Information der stationären Einheit (3, 4) über die zweite Schnittstelle mitgeteilt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem, falls von einem Teilnehmer ein Identifikationsdatum (Station_ID) in einem Startpuls (SP) erkannt wird, das nicht dem Identifikationsdatum (Station_ID) der stationären Einheit (3, 4) des Teilnehmers entspricht, und nach dem Empfangen des Startpulses (SP) ein dieses Identifikationsdatum (Station_ID) enthaltendes
Messpulssignal (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) mit zusätzlichen Messpulsen (MP1, MP2, MP3, MP4) gemessen wird, die zu diesem Identifikationsdatum (Station_ID) gehörende stationäre Einheit (3, 4) als benachbart eingestuft und entsprechend in einem Speicher gekennzeichnet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem ein Teilnehmer in der mobilen Einheit zum Empfangen der Messpulssignale (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) zumindest zwei Empfangsantennen hat, wobei bei unterschiedlichen von den Empfangsantennen zuletzt empfangenen Stärken der Messpulssignale (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) eines benachbarten Teilnehmers dessen Nachbarschaftsverhältnis ab hängig von der jeweiligen Stärke in den Empfangsantennen bestimmt wird .
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, bei dem für den Fall, dass in einem zuerst gemessenen Signal kein Startpuls (SP) zu erkennen ist, die Periodendauer um zumindest die Dauer eines Messpulssignals (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) verlängert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die stationäre Einheit eines Teilnehmers eine Empfangseinheit (10) aufweist, mit der Messpulssignale (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) anderer Teilnehmer empfangen werden können und, falls dies der Fall ist, eine Synchronisierung der Messpulssignale (SP; SP, MP1, MP2, MP3, MP4) der aktuell sendenden Teilnehmer erfolgt.
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