DE102015200018A1 - Charging an energy storage of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Zum Aufladen eines Energiespeichers (5) eines Fahrzeugs (10) in einer Ladestation (30) wird ein Befehl zum Aufladen des Energiespeichers (5) an der Ladestation (30) innerhalb des Fahrzeugs (10) erfasst. Daraufhin wird eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug (10) und der Ladestation (30) erstellt. Mittels der Kommunikationsverbindung werden erste Informationen des Fahrzeugs (10) an die Ladestation (30) und in Antwort auf die ersten Informationen zweite Informationen der Ladestation (30) an das Fahrzeug (10) gesendet. Die Informationen, welche von der Ladestation (30) an das Fahrzeug (10) gesendet werden, umfassen eine Information über einen freien Ladeplatzes der Ladestation (30), an welchem das Fahrzeug (10) zum Aufladen seines Energiespeichers (5) parkbar ist.For charging an energy store (5) of a vehicle (10) in a charging station (30), a command for charging the energy store (5) at the charging station (30) within the vehicle (10) is detected. Then, a communication link between the vehicle (10) and the charging station (30) is created. By means of the communication connection, first information of the vehicle (10) is sent to the charging station (30) and second information of the charging station (30) is sent to the vehicle (10) in response to the first information. The information that is sent from the charging station (30) to the vehicle (10) includes information about a free loading space of the charging station (30), on which the vehicle (10) for charging its energy store (5) is parked.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft den Ablauf eines Ladeparkvorgangs eines Fahrzeugs an einer Ladestation. The present invention relates to the course of a charging park operation of a vehicle at a charging station.
Die
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Nach dem Stand der Technik ist kein Konzept bekannt, um das Aufladen eines Energiespeichers eines Fahrzeugs an einer Ladestation möglichst komfortabel zu gestalten. According to the prior art, no concept is known to make the charging of an energy storage device of a vehicle at a charging station as comfortable as possible.
Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, diesen Mangel zu beheben. Therefore, the present invention has the object to remedy this deficiency.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Aufladen eines Energiespeichers eines Fahrzeugs an einer Ladestation nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung nach Anspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. According to the invention this object is achieved by a method for charging an energy storage device of a vehicle at a charging station according to
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Aufladen eines Energiespeichers eines Fahrzeugs an einer Ladestation bereitgestellt. Dabei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte:
- • Erfassen eines Befehls innerhalb des Fahrzeugs zum Aufladen des Energiespeichers an der Ladestation. Beispielsweise kann der Fahrer des Fahrzeugs seinen Ladewunsch durch das Drücken einer Taste an einer entsprechenden Einrichtung des Fahrzeugs äußern.
- • Zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation wird automatisch eine Kommunikationsverbindung aufgebaut, sobald der Befehl (z. B. das Drücken der Taste) erfasst wird. Wenn keine Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation aufgebaut werden kann, beispielsweise da sich das Fahrzeug nicht in der Funkreichweite der Ladestation befindet, wird dies dem Fahrer beispielsweise über eine Anzeige im Fahrzeug mitgeteilt. In diesem Fall wird das Verfahren zum Aufladen des Energiespeichers beendet.
- • Über die Kommunikationsverbindung werden erste Informationen des Fahrzeugs an die Ladestation gesendet. Diese ersten Informationen umfassen beispielsweise eine Kapazität des Energiespeichers und eine Fahrzeugklasse des Fahrzeugs.
- • Als Antwort auf diese ersten Informationen werden von der Ladestation über die Kommunikationsverbindung zweite Informationen der Ladestation gesendet. Diese zweiten Informationen umfassen eine Information über einen freien Ladeplatz der Ladestation, an welchem das Fahrzeug zum Aufladen seines Energiespeichers geparkt werden kann. Zusätzlich können diese zweiten Informationen den Strompreis und sonstige Eigenschaften der Ladestation umfassen.
- • Detecting a command within the vehicle to charge the energy storage at the charging station. For example, the driver of the vehicle may express his charging request by pressing a button on a corresponding device of the vehicle.
- • A communication link is established automatically between the vehicle and the charging station as soon as the command is detected (eg pressing the button). If no communication link can be established between the vehicle and the charging station, for example because the vehicle is not within the radio range of the charging station, this is communicated to the driver, for example via an indication in the vehicle. In this case, the procedure for charging the energy storage is terminated.
- • Initial information of the vehicle is sent to the charging station via the communication link. This first information includes, for example, a capacity of the energy storage and a vehicle class of the vehicle.
- • In response to this initial information, the charging station sends second charging station information via the communication link. This second information includes information about a free charging station of the charging station, on which the vehicle can be parked to charge its energy storage. In addition, these second information may include the price of electricity and other characteristics of the charging station.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vorteilhafterweise ein unkompliziertes Einleiten des Aufladens des Energiespeichers des Fahrzeugs. The inventive method advantageously allows an uncomplicated initiation of the charging of the energy storage of the vehicle.
Die Information über den freien Ladeplatz kann dem Fahrer entsprechend ausgegeben werden, indem diese Information beispielsweise auf einer Anzeige des Fahrzeugs dargestellt wird. Der Fahrer kann dann das Fahrzeug zu dem angegebenen Ladeplatz fahren. The information about the free loading space may be output to the driver, for example, by displaying this information on a display of the vehicle. The driver can then drive the vehicle to the specified loading place.
Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird (bei dieser Fahrt zum Ladeplatz) eine Markierung des Ladeplatzes gesucht. Wenn die Markierung erfasst wird, kann das Fahrzeug ausgehend von der Markierung automatisiert in dem Ladeplatz geparkt werden. Dabei wird dem Fahrer eine entsprechende Information ausgegeben, sobald die Markierung erfasst wird. Unter der Markierung wird dabei in der Regel eine Markierung oder ein Marker (oder mehrere Marker) verstanden, anhand welcher eine möglichst exakte Position einer Ladeeinrichtung des Ladeplatzes ermittelt werden kann. Die Markierung wird insbesondere durch optische Erfassungsmittel des Fahrzeugs erfasst. In a preferred embodiment according to the invention, a marking of the loading space is sought (in this journey to the loading place). When the mark is detected, the vehicle can be parked automatically from the mark in the loading place. In this case, the driver is issued a corresponding information as soon as the mark is detected. In this case, the marking is generally understood to mean a marker or a marker (or a plurality of markers), by means of which the most exact possible position of a loading device of the loading place can be determined. The marking is detected in particular by optical detection means of the vehicle.
Der Fahrer fährt sein Fahrzeug beispielsweise so lange in Richtung des zugewiesenen Ladeplatzes, bis dem Fahrer mitgeteilt wird, dass die Markierung des Ladeplatzes erfasst wurde. For example, the driver drives his vehicle in the direction of the assigned loading space until the driver is informed that the marking of the loading space has been detected.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann das Fahrzeug abhängig von der Markierung und abhängig von einer Relativposition, welche die Lage der Ladeeinrichtung des Ladeplatzes relativ zu der Markierung angibt, in eine erste Position gefahren werden, um dadurch eine Ladeeinrichtung des Fahrzeugs möglichst dicht an der Ladeeinrichtung des Ladeplatzes anzuordnen. Dabei wird das automatisierte Fahren des Fahrzeugs nur gestartet, wenn eine Taste einer dem Fahrzeug zugeordneten Einrichtung dauerhaft gedrückt wird. Darüber hinaus wird das Fahrzeug angehalten und gebremst, sobald die Taste nicht mehr gedrückt wird. According to a further embodiment of the invention, the vehicle may be dependent on the mark and depending on a relative position indicating the position of the loading device of the loading place relative to the mark are moved to a first position, thereby to arrange a charging device of the vehicle as close as possible to the loading device of the loading place. In this case, the automated driving of the vehicle is only started when a button of a device associated with the vehicle is pressed permanently. In addition, the vehicle is stopped and braked as soon as the button is no longer pressed.
Bei der dem Fahrzeug zugeordneten Einrichtung kann es sich entweder um eine innerhalb des Fahrzeugs installierte Einrichtung oder um ein Mobilgerät handeln, welches der Fahrer mit sich tragen kann. Mit anderen Worten existieren erfindungsgemäß zwei Möglichkeiten, um das Fahrzeug automatisch in dem Ladeplatz zu positionieren:
- • Bei der ersten Möglichkeit bleibt der Fahrer im Fahrzeug sitzen und startet die automatische Positionierung seines Fahrzeugs, indem er dauerhaft eine Taste der Einrichtung bzw. des Parklenkassistenten des Fahrzeugs drückt.
- • Bei der zweiten Möglichkeit steigt der Fahrer aus dem Fahrzeug aus und startet anschließend die automatische Positionierung seines Fahrzeugs, indem er dauerhaft eine Taste eines dem Fahrzeug zugeordneten Funkschlüssels oder indem er dauerhaft einen (virtuellen) Knopf einer entsprechenden Applikation seines mobilen Endgerät (Mobilgeräts) drückt.
- • At the first possibility, the driver remains in the vehicle and starts the automatic positioning of his vehicle by permanently pressing a button of the device or the park assistant of the vehicle.
- In the second possibility, the driver exits the vehicle and then starts the automatic positioning of his vehicle by permanently pressing a button of a radio key assigned to the vehicle or by permanently pressing a (virtual) button of a corresponding application of his mobile terminal (mobile device) ,
Wenn der Fahrer während der automatischen Positionierung seines Fahrzeugs den Knopf bzw. die Taste loslässt, wird das Positionieren sofort beendet bzw. gestoppt. Das Fahrzeug bleibt stehen, und die elektronische Parkbremse wird angezogen, so dass ein Rollen des Fahrzeugs verhindert wird. Wenn der Knopf bzw. die Taste anschließend erneut gedrückt wird, wird das automatische Positionieren entweder fortgeführt oder es wird beendet, wobei dem Fahrer mitgeteilt wird, dass der automatische Positionierungsvorgang neu zu starten ist. If the driver releases the button during automatic positioning of his vehicle, positioning is stopped immediately. The vehicle stops and the electronic parking brake is applied, preventing the vehicle from rolling. When the button is then pressed again, the automatic positioning is either continued or it is terminated, notifying the driver that the automatic positioning operation is to be restarted.
Nach einem Abbruch (oder einer Unterbrechung) des Positionierungsvorgangs (indem beispielsweise der Knopf oder die Taste losgelassen wird) wird insbesondere überprüft, ob von der aktuellen Position des Fahrzeugs die erste Position (Zielposition) durch ein automatisiertes Fahren erreicht werden kann. Wenn dies der Fall ist, kann das automatische Positionieren fortgeführt werden, wenn insbesondere der Knopf bzw. die Taste erneut gedrückt wird. Wenn dagegen erkannt wird, dass die erste Position (Zielposition) nicht durch ein automatisiertes Fahren erreicht werden kann (beispielsweise da die Markierung nicht mehr erfasst wird oder da sich Hindernisse auf dem Weg zur Zielposition befinden) wird eine entsprechende Information an den Fahrer ausgegeben. Diese Information kann entweder auf einer Anzeige des Fahrzeugs (wenn sich der Fahrer im Fahrzeug befindet) oder über das Mobilgerät oder durch eine Ansteuerung von Leuchtmitteln des Fahrzeugs angezeigt werden. Der Fahrer wird durch diese Information aufgefordert, das automatische Positionieren neu, gegebenenfalls von einer anderen Position aus, zu starten. After an abortion (or interruption) of the positioning process (for example, by releasing the button or the button), it is checked in particular whether the first position (target position) can be reached by automated driving from the current position of the vehicle. If this is the case, the automatic positioning can be continued, in particular if the button or the button is pressed again. If, on the other hand, it is recognized that the first position (target position) can not be reached by automated driving (for example, because the marker is no longer detected or there are obstacles on the way to the target position), corresponding information is output to the driver. This information can be displayed either on a display of the vehicle (when the driver is in the vehicle) or via the mobile device or by driving light sources of the vehicle. The driver is prompted by this information to restart the automatic positioning, if necessary from another position.
Wenn der Fahrer den Knopf bzw. die Taste ständig gedrückt hält, fährt das Fahrzeug automatisch zu der ersten Position (Zielposition). Sobald das Fahrzeug diese Zielposition erreicht hat, wird von dem Fahrzeug eine entsprechende Information über die Kommunikationsverbindung an die Ladestation gesendet, um der Ladestation dadurch mitzuteilen, dass das Fahrzeug die erste Position erreicht hat. When the driver keeps pressing the button or the button, the vehicle automatically moves to the first position (target position). As soon as the vehicle has reached this target position, appropriate information about the communication link is sent by the vehicle to the charging station in order to inform the charging station that the vehicle has reached the first position.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Fahrzeug im Stillstand ausgehend von einer Anfangsposition (Grobposition), welche bevorzugt der ersten Position entspricht, nur durch ein Betätigen einer Lenkung des Fahrzeugs in einer Querrichtung des Fahrzeugs (d.h. senkrecht zur Längsrichtung des Fahrzeugs und innerhalb der Fahrebene des Fahrzeugs) in eine zweite Position positioniert, um eine induktive oder kapazitive Kopplung zwischen der Ladeeinrichtung des Fahrzeugs und der Ladeeinrichtung des Ladeplatzes, über welche der Energiespeicher des Fahrzeugs von der Ladestation geladen wird, zu optimieren. Der Stillstand liegt dabei erfindungsgemäß dann vor, wenn sich kein Rad des Fahrzeugs in einer Umfangsrichtung des jeweiligen Rades bewegt. According to an embodiment of the invention, the vehicle is at a standstill starting from an initial position (coarse position), which preferably corresponds to the first position, only by operating a steering of the vehicle in a transverse direction of the vehicle (ie perpendicular to the longitudinal direction of the vehicle and within the driving plane of the vehicle ) to a second position to optimize an inductive or capacitive coupling between the charging device of the vehicle and the charging device of the charging station, via which the energy storage of the vehicle is loaded from the charging station. The standstill according to the invention is then present when no wheel of the vehicle moves in a circumferential direction of the respective wheel.
Indem quasi zur Feinpositionierung des Fahrzeugs in der Querrichtung die Lenkung des Fahrzeugs eingesetzt wird, wird vorteilhafterweise auf eine bereits aus anderen Gründen vorhandene Einrichtung (nämlich die Lenkung des Fahrzeugs) zurückgegriffen. Dadurch wird die Positionierung des Fahrzeugs bezüglich der Ladeeinrichtung des Ladeplatzes kostengünstiger realisiert, als wenn beispielsweise die Ladeeinrichtung des Ladeplatzes beweglich ausgestaltet werden müsste. By virtually the fine positioning of the vehicle in the transverse direction, the steering of the vehicle is used, advantageously on an existing already for other reasons device (namely, the steering of the vehicle) is used. As a result, the positioning of the vehicle with respect to the charging device of the loading space is realized more cost-effectively, as if, for example, the charging device of the loading space would have to be designed to be movable.
Der Stillstand ist dabei derart definiert, dass der Antrieb des Fahrzeugs, mit welchem die Antriebsräder des Fahrzeugs in einer Umfangsrichtung des jeweiligen Antriebsrads bewegt werden, nicht aktiv ist, da er zur Betätigung der Lenkung nicht benötigt wird. Mit anderen Worten reicht es aus, die Lenkung mit Energie zu versorgen, während der Antrieb der Räder des Fahrzeugs deaktiviert sein kann. Die Lenkung lenkt dabei normalerweise die Räder der Vorderachse des Fahrzeugs. Allerdings ist es erfindungsgemäß auch möglich, dass die Räder der Hinterachse des Fahrzeugs gelenkt werden, wie es beispielsweise bei einer Hinterachslenkung der Fall ist. The standstill is defined such that the drive of the vehicle, with which the drive wheels of the vehicle are moved in a circumferential direction of the respective drive wheel, is not active, since it is not needed to actuate the steering. In other words, it is sufficient to provide the steering with energy, while the drive of the wheels of the vehicle can be deactivated. The steering normally steers the wheels of the front axle of the vehicle. However, it is also possible according to the invention that the wheels of the rear axle of the vehicle are steered, as is the case, for example, in the case of a rear axle steering.
Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform kann eine induktive Kopplung zwischen einer Primärspule der Ladeeinrichtung des Ladeplatzes und einer Sekundärspule des Fahrzeugs optimiert werden. Dabei wird z.B. durch die Ladestation ein in der Primärspule fließender Strom erzeugt, welcher in der Sekundärspule einen Strom induziert. Eine von dem in der Sekundärspule fließenden Strom abhängige Leistung wird bestimmt, wobei die Lenkung des Fahrzeugs derart betätigt wird, dass sich diese Leistung, d.h. die pro Zeiteinheit übertragene Lademenge, erhöht. Dabei kann die über die Sekundärspule übertragene Leistung beispielsweise ermittelt werden, indem zum einen der in der Sekundärspule induzierte Strom und zum anderen die über der Sekundärspule abfallende Spannung gemessen werden. According to another embodiment of the invention, an inductive coupling between a primary coil of the charging device of the charging station and a secondary coil of the vehicle can be optimized. In this case, for example, a current flowing in the primary coil is generated by the charging station, which induces a current in the secondary coil. A power dependent on the current flowing in the secondary coil is determined, wherein the steering of the vehicle is operated such that this power, ie the amount of charge transmitted per unit time, increases. In this case, the power transmitted via the secondary coil can be determined, for example, by measuring the current induced in the secondary coil and, secondly, the voltage drop across the secondary coil.
Um das Fahrzeug möglichst optimal zu positionieren, wobei das Fahrzeug dann optimal positioniert ist, wenn der Lenkwinkel derart eingestellt ist, dass eine maximale Ladeleistung von der Primärspule über die Sekundärspule zu dem Fahrzeug übertragen wird, kann folgendermaßen vorgegangen werden. In order to optimally position the vehicle, wherein the vehicle is optimally positioned when the steering angle is set such that a maximum charging power is transmitted from the primary coil via the secondary coil to the vehicle, the procedure may be as follows.
Die Lenkung des Fahrzeugs wird vollständig durchfahren während gleichzeitig die von der Primärspule auf die Sekundärspule übertragene Leistung erfasst wird, um einen Verlauf der Leistung abhängig von dem Lenkwinkel der Lenkung zu bestimmen. Anhand dieses Verlaufs kann zum einen die maximale Leistung innerhalb des Verlaufs und zum anderen der zu dieser maximalen Leistung gehörende Lenkwinkel bestimmt werden. Die Lenkung wird dann entsprechend diesem zugehörigen Lenkwinkel eingestellt. The steering of the vehicle is fully traversed while simultaneously detecting the power transmitted from the primary coil to the secondary coil to determine a course of the power depending on the steering angle of the steering. On the basis of this curve, on the one hand, the maximum power within the course and, on the other hand, the steering angle associated with this maximum power can be determined. The steering is then adjusted according to this associated steering angle.
Eine weitere Möglichkeit, den Lenkwinkel derart einzustellen, dass eine maximale Ladeleistung übertragen wird, besteht darin, ausgehend von dem aktuellen Lenkwinkel die Lenkung in eine Richtung zu betätigen während gleichzeitig die von der Primärspule auf die Sekundärspule übertragene Leistung erfasst und ausgewertet wird. D.h. die Lenkung wird ausgehend von dem aktuellen Lenkwinkel nach rechts bzw. links gedreht. Wenn die Leistung unmittelbar nach der Betätigung der Lenkung in diese Richtung sofort abnimmt, handelt es sich augenscheinlich um die falsche Richtung (oder der Lenkwinkel befindet sich bereits in seiner bestmöglichen Stellung), so dass die Lenkung in die andere Richtung, d.h. nach links bzw. rechts, gedreht wird. Wenn die Leistung allerdings nicht unmittelbar nach der Betätigung der Lenkung in diese Richtung sofort abnimmt, handelt es sich um die richtige Richtung. Die Lenkung wird so lange in die Richtung (oder in die andere Richtung) betätigt, bis die Leistung (wieder) abnimmt. Bei dieser Variante verbleibt die Lenkung bei einem Lenkwinkel, welcher der maximalen Leistung innerhalb des vorab beschriebenen Verlaufs der Leistung abhängig von dem Lenkwinkel entspricht. Another way to set the steering angle so that a maximum charging power is transmitted, is based on the current steering angle to actuate the steering in one direction while simultaneously detected and evaluated the transmitted power from the primary coil to the secondary coil. That The steering is turned to the right or left starting from the current steering angle. If the power immediately decreases immediately after the operation of the steering in this direction, it is evidently the wrong direction (or the steering angle is already in its best possible position), so that the steering in the other direction, i. to the left or right, is rotated. However, if the power does not diminish immediately after steering in that direction, it is the right direction. The steering is actuated in the direction (or the other direction) until the power decreases (again). In this variant, the steering remains at a steering angle which corresponds to the maximum power within the previously described course of the power depending on the steering angle.
Anstelle der Leistung kann die zweite Position auch anhand des Wirkungsgrads bestimmt werden. Nachdem der Ladestation von dem Fahrzeug übermittelt wurde, dass die erste Position erreicht wurde, startet die Ladestation mit einer Messung des Wirkungsgrads. Um dabei möglichst wenig Ladestromverluste zu erzeugen, wird die Bestimmung des optimalen Wirkungsgrads nur mit einem Bruchteil (z.B. 10%) der normalen Ladeleistung durchgeführt. Der jeweils von der Ladestation mittels der Primärspule bestimmte Wirkungsgrad wird an das Fahrzeug übermittelt, so dass das Fahrzeug im Stand mit Hilfe der Lenkung die zweite Position einstellen kann, bei welcher der Wirkungsgrad am größten ist. Beispielsweise kann anhand einer Gaußkurve durch den Lenkradeinschlag der beste Wirkungsgrad bestimmt werden und das Fahrzeug in der zweiten Position abgestellt werden, in welcher dieser beste Wirkungsgrad erzielt wird. Instead of the power, the second position can also be determined on the basis of the efficiency. After the charging station has been informed by the vehicle that the first position has been reached, the charging station starts with a measurement of the efficiency. In order to generate as few charging current losses as possible, the determination of the optimum efficiency is carried out only with a fraction (for example 10%) of the normal charging power. The particular efficiency determined by the charging station by means of the primary coil is transmitted to the vehicle, so that the vehicle can adjust the second position in the state with the aid of the steering, in which the efficiency is greatest. For example, based on a Gaussian curve through the steering wheel, the best efficiency can be determined and the vehicle can be turned off in the second position, in which this best efficiency is achieved.
Es ist allerdings auch möglich, dass die Ladestation über Funk die Lage der Primärspule und der Sekundärspule zueinander berechnet. Dazu ist ein Empfänger in der Primärspule und vier Sender sind in der Sekundärspule verbaut, wobei die Lage der Spulen über Triangulation berechnet wird. Sobald sich die Sekundärspule in der Reichweite der Primärspule befindet, sendet die Ladestation die relative Position der Spulen zueinander dem Fahrzeug. Das Fahrzeug verwendet diese Information, um das Fahrzeug in die zweite Position oder Zielposition zu fahren. However, it is also possible that the charging station calculates the position of the primary coil and the secondary coil to each other via radio. For this purpose, a receiver in the primary coil and four transmitters are installed in the secondary coil, wherein the position of the coils is calculated by triangulation. Once the secondary coil is within range of the primary coil, the charging station transmits the relative position of the coils to each other to the vehicle. The vehicle uses this information to drive the vehicle to the second position or target position.
Erfindungsgemäß kann die Relativposition, welche die Lage der Ladeeinrichtung der Ladestation relativ zu der Markierung definiert, abhängig von der vorab bestimmten zweiten Position bzw. Ladeposition korrigiert werden. Dadurch kann das Fahrzeug beim nächsten Ladevorgang an derselben Ladestation abhängig von der Markierung und von der korrigierten Relativposition sofort in eine erste Position gebracht werden, welche in diesem Fall der Ladeposition entspricht, ohne dass das Fahrzeug vorher in eine Position gefahren wird, welche anhand der Markierung und der unkorrigierten Relativposition bestimmt wurde. According to the invention, the relative position defining the position of the charging device of the charging station relative to the marking, be corrected depending on the predetermined second position or loading position. As a result, during the next charging process at the same charging station, the vehicle can be immediately brought to a first position, which in this case corresponds to the loading position, without the vehicle being previously moved to a position which is based on the marking and the uncorrected relative position was determined.
Mit anderen Worten wird nach dem Bestimmen der zweiten Position bzw. Ladeposition überprüft, ob die zweite Position ungleich der ersten Position ist. Wenn dies der Fall ist, wird die Relativposition derart korrigiert, dass die korrigierte Relativposition die Lage der Ladeeinrichtung der Ladestation relativ zu der Markierung entsprechend der zweiten Position bzw. Ladeposition definiert. In other words, it is checked after determining the second position or loading position, whether the second position is not equal to the first position. If this is the case, the relative position is corrected such that the corrected relative position defines the position of the charging device of the charging station relative to the marking corresponding to the second position or loading position.
Der Schritt des automatisierten Fahrens des Fahrzeugs in die erste Position hängt in der Regel nicht nur von der Markierung und von der Relativposition ab, sondern ist auch von einer weiteren Relativposition abhängig, welche die Position der Ladeeinrichtung des Fahrzeugs bezüglich des Fahrzeugs (oder genauer bezüglich eines markanten Punkts des Fahrzeugs, z.B. die Mitte der Fahrzeuglängsmittelachse) definiert. Wenn für dasselbe Fahrzeug bei verschiedenen Ladestationen die Relativposition in gleicher Weise korrigiert wird, weist dies auf eine fehlerhafte weitere Relativposition hin, so dass die weitere Relativposition entsprechend geändert wird. The step of automatically driving the vehicle to the first position usually hangs not only depends on the marker and the relative position, but is also dependent on a further relative position, which defines the position of the charging device of the vehicle relative to the vehicle (or more precisely with respect to a prominent point of the vehicle, eg the center of the vehicle longitudinal center axis). If the relative position is corrected in the same way for the same vehicle at different charging stations, this indicates a faulty further relative position, so that the other relative position is changed accordingly.
Wenn mit anderen Worten bei verschiedenen Ladestationen die zweite Position bzw. Ladeposition in gleicher Weise gegenüber der ersten Position verschoben ist, weist dies auf eine von der weiteren Relativposition abweichenden Einbauposition der Ladeeinrichtung (z.B. der Sekundärspule) des Fahrzeugs hin. Daher wird die weitere Relativposition entsprechend geändert, so dass beim nächsten Anfahren einer dieser Ladestationen die erste Position der zweiten Position entspricht, so dass die Ladeposition bzw. optimale Position also bereits der ersten Position entspricht. In other words, at different charging stations, when the second position is shifted from the first position in the same manner, it indicates an installation position of the charging means (e.g., the secondary coil) of the vehicle other than the other relative position. Therefore, the further relative position is changed accordingly, so that when the next start one of these charging stations, the first position of the second position corresponds, so that the loading position or optimal position thus already corresponds to the first position.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird von dem Fahrzeug eine Nachricht an die Ladestation übertragen, sobald das Fahrzeug in der zweiten Position (Zielposition) abgestellt worden ist. Anschließend wird auf der Fahrzeugseite beispielsweise geprüft, ob der Ladevorgang gestartet werden kann. Wenn der Ladevorgang gestartet werden kann, wird von dem Fahrzeug eine weitere Nachricht an die Ladestation übertragen, um mit einem Laden des Energiespeichers des Fahrzeugs von der Ladestation zu beginnen. Wenn fahrzeugseitig erkannt wird, dass der Ladevorgang nicht gestartet werden kann, wird dies dem Fahrer beispielsweise auf einer Anzeige des Fahrzeugs oder durch ein optisches oder akustisches Signal angezeigt. According to a preferred embodiment, the vehicle transmits a message to the charging station as soon as the vehicle has been parked in the second position (target position). Subsequently, on the vehicle side, for example, checks whether the charging process can be started. If the charging process can be started, the vehicle transmits another message to the charging station to start charging the vehicle's energy storage device from the charging station. If it is detected on the vehicle side that the charging process can not be started, this is indicated to the driver, for example on a display of the vehicle or by an optical or acoustic signal.
Während des Ladevorgangs wird das Umfeld des Fahrzeugs mit einem oder mit mehreren Sensoren des Fahrzeugs (z.B. mit Ultraschallsensoren) überwacht, um das Fahrzeug oder den Ladevorgang gefährdende Objekte in unmittelbarer Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Unterschreitet ein Objekt einen vorbestimmten Abstand zum Fahrzeug, wird der Ladevorgang unterbrochen oder gegebenenfalls beendet. Als Sensoren können dabei beispielsweise ein Bewegungsmelder, eine Wärmebildkamera oder ein Sensor zum Erfassen einer Änderung der magnetischen Flussdichte eingesetzt werden. Wenn kein Objekt in unmittelbarer Umgebung des Fahrzeugs erfasst wird, wird das Fahrzeug so lange geladen, bis der Energiespeicher vollständig geladen ist, bis der Fahrer das Laden beendet oder bis beim Laden ein Fehler auftritt. Auf diese drei Situationen wird wie folgt reagiert. During charging, the environment of the vehicle is monitored with one or more sensors of the vehicle (e.g., ultrasonic sensors) to detect objects in the immediate vicinity of the vehicle that are jeopardizing the vehicle or the charging process. If an object falls below a predetermined distance from the vehicle, the charging process is interrupted or terminated, if necessary. For example, a motion detector, a thermal imaging camera or a sensor for detecting a change in the magnetic flux density can be used as sensors. If no object is detected in the immediate vicinity of the vehicle, the vehicle is charged until the energy storage is fully charged, until the driver stops charging or until an error occurs during charging. These three situations are responded to as follows.
Wenn der Energiespeicher vollständig geladen ist, sendet die Ladestation dem Fahrzeug eine entsprechende Information, welche zum einen besagt, dass der Energiespeicher vollständig geladen ist, und zum anderen mitteilt, dass der Ladevorgang beendet ist. When the energy store is fully charged, the charging station sends the vehicle corresponding information, which states that the energy store is fully charged and notifies that the charging process has ended.
Der Fahrer kann das Laden unterbrechen, indem er die dem Fahrzeug zugeordnete Einrichtung (einen Funkschlüssel, ein Mobilgerät oder eine Einrichtung des Fahrzeugs) entsprechend betätigt oder indem er das Laden durch eine Betätigung der Ladestation beendet. Wenn der Fahrer das Laden an der Ladestation beendet, beendet die Ladestation das Laden und sendet eine Information, dass der Ladevorgang beendet ist, an das Fahrzeug. Wenn der Fahrer das Laden mittels der dem Fahrzeug zugeordneten Einrichtung beendet, sendet das Fahrtzeug eine Information, dass der Ladevorgang beendet werden soll, an die Ladestation. Die Ladestation beendet daraufhin den Ladevorgang und sendet die Information, dass der Ladevorgang beendet ist, an das Fahrzeug. The driver may interrupt charging by appropriately actuating the device associated with the vehicle (a radio key, a mobile device or a device of the vehicle) or by terminating charging by operating the charging station. When the driver stops charging at the charging station, the charging station stops charging and sends information that the charging is finished to the vehicle. When the driver stops charging by means assigned to the vehicle, the vehicle sends information to the charging station to end the charging process. The charging station then terminates the charging process and sends the information that the charging process has ended to the vehicle.
Wenn während des Ladens ein das Laden betreffender Fehler im Fahrzeug auftritt und von dem Fahrzeug erfasst wird, sendet das Fahrzeug eine Information, dass ein Ladefehler aufgetreten ist, an die Ladestation. Die Ladestation beendet daraufhin den Ladevorgang und sendet die Information, dass der Ladevorgang beendet ist, an das Fahrzeug. Darüber hinaus wird eine Information, dass ein Ladefehler aufgetreten ist und der Ladevorgang dadurch beendet wurde, an den Fahrer ausgegeben. Dies kann über eine Anzeige des Fahrzeugs, über ein dem Fahrzeug zugeordneten Mobilendgerät oder über ein Signal des Fahrzeugs erfolgen. When a charging error occurs in the vehicle during charging and is detected by the vehicle, the vehicle sends information that a charging error has occurred to the charging station. The charging station then terminates the charging process and sends the information that the charging process has ended to the vehicle. In addition, information that a loading error has occurred and the charging has been completed thereby is output to the driver. This can take place via an indication of the vehicle, via a mobile terminal assigned to the vehicle or via a signal of the vehicle.
Nachdem die Ladestation dem Fahrzeug die Information gesendet hat, dass der Ladevorgang beendet worden ist, geht das Fahrzeug in einen Zustand über, in welchem das Fahrzeug vom Fahrer ganz normal bedient werden kann. After the charging station has sent the information to the vehicle that the charging process has been completed, the vehicle changes to a state in which the vehicle can be operated normally by the driver.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrichtung zum Aufladen eines Energiespeichers eines Fahrzeugs an einer Ladestation bereitgestellt. Dabei umfasst die Vorrichtung eine Kommunikationseinrichtung zur bidirektionalen Kommunikation mit der Ladestation, eine Ladeeinrichtung des Fahrzeugs zum Laden des Energiespeichers und Steuermittel. Die Vorrichtung ist ausgestaltet, um einen Befehl zum Aufladen des Energiespeichers an der Ladestation zu erfassen. Die Vorrichtung ist darüber hinaus ausgestaltet, um mit Hilfe der Kommunikationseinrichtung und der Steuermittel abhängig von dem Befehl zum Aufladen eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation herzustellen, um über diese Kommunikationsverbindung erste Informationen an die Ladestation zu senden und um über diese Kommunikationsverbindung zweite Informationen von der Ladestation zu empfangen, welche als Antwort auf die ersten Informationen von der Ladestation gesendet werden. Dabei umfassen die zweiten Informationen, welche von der Kommunikationseinrichtung empfangen werden, eine Information über einen freien Ladeplatz der Ladestation, an welchen das Fahrzeug zum Aufladen seines Energiespeichers geparkt werden kann. Schließlich ist die Vorrichtung zum Ausgeben der Information über den freien Ladeplatz oder zum automatisierten Fahren des Fahrzeugs ausgestaltet. In the context of the present invention, a device is also provided for charging an energy store of a vehicle at a charging station. In this case, the device comprises a communication device for bidirectional communication with the charging station, a charging device of the vehicle for charging the energy store and control means. The apparatus is configured to detect a command to charge the energy storage at the charging station. The device is further configured to establish a communication connection between the vehicle and the charging station with the aid of the communication device and the control means in dependence on the command for charging, in order to transmit first information to the bus via this communication link Charging station to send and over this communication link to receive second information from the charging station, which are sent in response to the first information from the charging station. In this case, the second information, which is received by the communication device, includes information about a free charging station of the charging station, on which the vehicle can be parked for charging its energy store. Finally, the device is designed to output the information about the free loading space or for the automated driving of the vehicle.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird. The advantages of the device according to the invention essentially correspond to the advantages of the method according to the invention, which are carried out in advance in detail, so that a repetition is dispensed with here.
Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung ausgestaltet sein, um jede vorab beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. According to the invention, the device can be designed to carry out any previously described embodiments of the method according to the invention.
Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst. Finally, in the context of the present invention, a vehicle is provided which comprises a device according to the invention.
Durch die vorliegende Erfindung wird das kontaktlose Laden eines Energiespeichers des Fahrzeugs durch eine externe Ladestation insbesondere hinsichtlich des Bedienungskomforts verbessert. The present invention improves the contactless charging of an energy storage device of the vehicle by an external charging station, in particular with regard to the ease of operation.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da die vorliegende Erfindung auch für Schiffe, Flugzeuge sowie gleisgebundene oder spurgeführte Fahrzeuge einsetzbar ist. The present invention is particularly suitable for motor vehicles. Of course, the present invention is not limited to this preferred application, since the present invention is also applicable to ships, aircraft and track-bound or track-guided vehicles.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Figuren anhand erfindungsgemäßer Ausführungsformen im Detail erläutert. In the following, the present invention will be explained in detail with reference to the figures based on embodiments of the invention.
In
Im Folgenden soll die vorliegende Erfindung anhand eines beispielhaften Ladevorgangs beschrieben werden. In the following, the present invention will be described with reference to an exemplary charging process.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug
Durch ein induktives Probe-Laden (mit Z. B. kurzen Ladeimpulsen von beispielsweise 10 % der Ladeleistung) wird der Wirkungsgrad für die erste Position bestimmt. Anschließend wird das Fahrzeug, beispielsweise durch geeignete Lenkradbewegungen in der Querrichtung bewegt, wobei an verschiedenen Positionen ein weiteres induktives Probe-Laden zur Ermittlung des Wirkungsgrads für die jeweilige Position durchgeführt wird. Die optimale Position, zweite Position oder Ladeposition ist dabei diejenige Position, an welcher der höchste Wirkungsgrad erzielt wurde. Zum Laden des Energiespeichers
Im Folgenden wird mit Bezug zu
Die Ladeinfrastruktur oder Ladestation
Beispielsweise durch das Drücken der Taste
Im Schritt S2 fährt der Fahrer das Fahrzeug
Sobald das Fahrzeug
Wenn das Fahrzeug
Nach der Feinpositionierung im Schritt S4 erfolgt im Schritt S5 der eigentliche Ladevorgang, in welchem der Energiespeicher
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Steuermittel control means
- 2 2
- Kamera camera
- 3 3
- Kommunikationseinrichtung communicator
- 4 4
- Taste button
- 5 5
- Energiespeicher energy storage
- 6 6
- Lenkung steering
- 10 10
- Fahrzeug vehicle
- 11 11
- Sekundärspule secondary coil
- 20 20
- Vorrichtung contraption
- 30 30
- Ladestation charging station
- 31 31
- Primärspule primary coil
- 32 32
- Kommunikationseinrichtung communicator
- 33 33
- Steuerung control
- S1–S5S1-S5
- Verfahrensschritt step
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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