DE102012007466A1

DE102012007466A1 - Verfahren zur Annäherung eines Elektrofahrzeugs an eine Ladestation und Elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE102012007466A1
Application number: DE201210007466
Authority: DE
Inventors: Norbert Hees
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2013-10-17

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Annäherung eines Elektrofahrzeugs an eine Ladestation, wobei das Elektrofahrzeug ein elektronisches Ansteuerungssystem für mindestens einen elektrischen Traktionsmotor aufweist und wobei durch ein vom Fahrer vorgegebenes Signal und/oder durch ein von der Ladestation drahtlos ausgesendetes Signal das Ansteuerungssystem in einen Betriebsmodus versetzt wird, in welchem das Ansteuerungssystem den mindestens einen Traktionsmotor drehmomentbegrenzt ansteuert. Beschrieben wird außerdem ein Elektrofahrzeug, welches das Verfahren ausführt.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Annäherung eines Elektrofahrzeugs an eine Ladestation, wobei das Elektrofahrzeug ein elektronisches Ansteuerungssystem für mindestens einen elektrischen Traktionsmotor aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem ein das Verfahren ausführendes Elektrofahrzeug.
Personenkraftfahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb, im Folgenden kurz als Elektrofahrzeuge bezeichnet, finden zunehmende Verbreitung. Derartige Elektrofahrzeuge weisen als Antriebsmaschine mindestens einen elektrischen Traktionsmotor auf. Ein Elektrofahrzeug kann alternativ auch mehrere Traktionsmotoren besitzen, die beispielsweise den einzelnen Rädern zugeordnet sind. Der mindestens eine Traktionsmotor erhält seine Energie aus einer wiederaufladbaren Traktionsbatterie und wird über ein elektronisches Ansteuerungssystem angesteuert.
Zum Wiederaufladen der Traktionsbatterie sind sogenannte Ladestationen vorgesehen, an denen über eine Kabelverbindung oder eine induktive Ladeeinheit elektrische Energie auf das Elektrofahrzeug übertragen werden kann.
Besonders für eine induktive Energieübertragung ist es erforderlich, dass das Elektrofahrzeug dicht an die Ladestation heranfährt. Sowohl die Ladeeinheit der Ladestation als auch das Kraftfahrzeug weisen bei diesem Ladeverfahren Spulenanordnungen auf, die zur Erzielung eines guten Wirkungsgrad beim Ladevorgang möglichst dicht, das heißt vorzugsweise einander berührend, zusammengeführt werden müssen. Auch wenn die induktive Ladeeinheit zumeist mechanisch flexibel oder federnd an der Ladestation angeordnet ist, darf das Zusammentreffen von Kraftfahrzeug und Ladeeinheit nicht mit zu hoher Kraft erfolgen, um Beschädigungen an der Ladestation und am Kraftfahrzeug zu vermeiden.
Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen bekannt, welche den Fahrer eines Elektrofahrzeugs bei der Annäherung an eine Ladestation unterstützen oder die den Annäherungsvorgang gänzlich automatisieren sollen. Diese setzen aber das Vorhandensein kostenaufwendiger Fahrerassistenzsysteme voraus. So ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 046 215 A1 ein Verfahren zur Ankoppelung eines Elektrofahrzeugs an eine Ladestation bekannt, bei dem das Antriebssystem des Elektrofahrzeugs beeinflusst wird, um den Ankoppelungsvorgang teil- oder vollautonom auszuführen. Hierzu nutzt das Elektrofahrzeug insbesondere eine eingebaute Kamera und eine Bildverarbeitungseinrichtung.
Es ist allerdings nicht davon auszugehen, dass in naher Zukunft Kameras zur Standardausstattung von Elektrofahrzeugen gehören werden, da Kameraanordnungen noch immer einen nicht geringen Kostenaufwand verursachen. Um die noch immer relativ teuren Elektrofahrzeuge erschwinglich zu halten, wird oftmals auf Komfortausstattungen verzichtet, und zwar insbesondere solche, die einen erhöhten Energie-, Gewichts- und Kostenaufwand verursachen. Zu den häufig eingesparten Einrichtungen gehören Fahrerassistenzsysteme. Das in der DE 10 2008 046 215 A1 vorgeschlagene Verfahren ist daher in vielen Elektrofahrzeugen nicht ohne weiteres einsetzbar.
Es stellte sich die Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, das den Fahrer eines Elektrofahrzeugs bei der Annäherung an eine Ladestation unterstützt und dessen Realisierung nur einen geringen Aufwand erfordert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass durch ein vom Fahrer vorgegebenes Signal und/oder durch ein von der Ladestation drahtlos ausgesendetes Signal das Ansteuerungssystem in einen Betriebsmodus versetzt wird, in welchem das Ansteuerungssystem den mindestens einen Traktionsmotor drehmomentbegrenzt ansteuert.
Die Erfindung ermöglicht es, ein Elektrofahrzeug mit einer begrenzten Kraft einer Ladestation anzunähern, an der sich eine Ladeeinheit befindet. Besonders vorteilhaft dabei ist, dass jedes moderne Elektrofahrzeug bereits ein elektronisches Ansteuerungssystem für seinen Traktionsmotor aufweist. Der zur Realisierung der Erfindung erforderliche Aufwand beschränkt sich daher zumeist auf eine Signalerzeugungsvorrichtung, die beispielsweise als einfacher Schalter oder Tastschalter ausgeführt sein kann, mit dem der Fahrer dem Ansteuerungssystem den Betriebsmodus mit einer drehbegrenzten Ansteuerung des Traktionsmotors vorgibt, sowie gegebenenfalls einer geringfügigen Anpassung der zum Ansteuerungssystem gehörenden Betriebssoftware. Die Ausführungsmöglichkeiten der Signalerzeugungsvorrichtung sind natürlich nicht auf konventionelle Schalter und Tastschalter beschränkt; die Signalerzeugungsvorrichtung kann beispielsweise auch durch ein kontaktloses Sensorfeld, eine Gestensteuerung oder ein Anwendungsprogramm („App”) auf einem Smartphone realisiert sein, welches über eine drahtlose Verbindung das Ansteuerungssystem beeinflusst.
Darüber hinaus oder alternativ kann eine Vorrichtung zum Empfang eines von der Ladestation drahtlos ausgesandten Signals vorgesehen sein, also etwa ein einfacher Funk-, Licht oder Ultraschallempfänger oder eine Spulenanordnung zum Empfang eines induktiv übertragenen Signals. Empfängt eine solche Vorrichtung ein entsprechendes Signal von der Ladestation, so erzeugt sie ein Ausgangssignal, welches die Ansteuervorrichtung automatisch in den Betriebsmodus versetzt, in dem der mindestens eine Traktionsmotor drehmomentbegrenzt betrieben wird.
Die drehmomentbegrenzte Ansteuerung des mindestens einen Traktionsmotors kann vorzugsweise dadurch realisiert werden, dass der Betriebsstrom des Traktionsmotors hardware- oder softwaremäßig auf einen Wert begrenzt wird, der eine Bewegung des Elektrofahrzeugs mit ungefähr Schrittgeschwindigkeit ermöglicht.
Das Drehmoment des mindestens einen Traktionsmotors wird folglich auf Fahrerwunsch oder auf Grund eines selbständigen Erkennens der Annäherung an die Ladestation durch das Ansteuerungssystem so begrenzt, dass das Elektrofahrzeug mit nur geringer Vortriebskraft und Geschwindigkeit an die Ladestation herangefahren werden kann. Die Vortriebskraft des Elektrofahrzeuges ist dabei vorzugsweise so weit begrenzt, dass auch ein ungebremstes Zusammentreffen mit einem Hindernis durch geeignet ausgeführte Stoßfänger am Elektrofahrzeug oder eine federnde Ankoppelvorrichtung an der Ladestation abgefangen werden kann. Ein spätes Anhalten kann daher keine Schäden verursachen. Besonders vorteilhaft ist, dass durch die Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit auch Gefahren für Personen, die sich im Bereich der Ladestation aufhalten, nahezu aufgehoben sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren und das damit ausgerüstete Elektrofahrzeug überlässt somit dem Fahrer die eigenständige Steuerung des Fahrzeug bis an die Ladestation, vereinfacht aber den Annäherungsvorgang über die drehmomentbegrenzte und damit langsame und kraftbegrenzte Annäherung des Fahrzeugs an die Ladestation und schützt damit den Fahrer, Passanten, das Fahrzeug und die Ladestation vor Gefahren durch einen zu schnell erfolgende Ankopplungsvorgang.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008046215 A1 [0005, 0006]

Claims

Verfahren zur Annäherung eines Elektrofahrzeugs an eine Ladestation, wobei das Elektrofahrzeug ein elektronisches Ansteuerungssystem für mindestens einen elektrischen Traktionsmotor aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein vom Fahrer vorgegebenes Signal und/oder durch ein von der Ladestation drahtlos ausgesendetes Signal das Ansteuerungssystem in einen Betriebsmodus versetzt wird, in welchem das Ansteuerungssystem den mindestens einen Traktionsmotor drehmomentbegrenzt ansteuert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Fahrer vorgegebene Signal durch einen Tastendruck oder eine Schalterbetätigung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Signal ein, vorzugsweise moduliertes, Funk-, Ultraschall- und/oder Lichtsignal ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation eine Ladeeinheit mit mindestens einer Induktionsspule zur Übertragung elektrischer Energie auf das Elektrofahrzeug aufweist, und das drahtlose Signal ein durch die Induktionsspule erzeugtes magnetisches Wechselfeld ist.
Elektrofahrzeug zum Ausführen eines Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrofahrzeug eine manuell betätigbare Vorrichtung zur Erzeugung eines Signals und/oder eine Empfangsvorrichtung zur Erfassung eines von der Ladestation drahtlos übertragenen Signals aufweist.
Elektrofahrzeug zum Ausführen eines Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuerungssystem Mittel zur Begrenzung des Betriebsstroms des mindestens einen Traktionsmotors aufweist.