WO2019052800A1 - Verfahren zum bereitstellen einer kommunikationsverbindung zwischen einer stationären elektrischen ladestation und einem kraftfahrzeug sowie steuervorrichtung und ladesystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung (18) zwischen einer stationären elektrischen Ladestation (11) und einem in einer Umgebung der Ladestation (11) angeordneten Kraftfahrzeug (14), wobei durch eine Steuervorrichtung (12) die Kommunikationsverbindung (18) aufgebaut wird und während einer Anfahrt (A) des Kraftfahrzeugs (14) hin zu der Ladestation (11) Trajektoriendaten einer aktuellen Anfahrtstrajektorie (15) des Kraftfahrzeugs (14) ermittelt werden. Die Erfindung sieht vor, dass zumindest eine zu der Ladestation (11) führende charakteristische Anfahrtstrajektorie (23) bereitgestellt und mit der aktuellen Anfahrtstrajektorie (15) verglichen wird und, falls die aktuelle Anfahrtstrajektorie (15) zu jeder charakteristischen Anfahrtstrajektorie (23) ein vorbestimmtes Versatzkriterium (25) erfüllt ist, ein Wechselsignal (36) erzeugt wird, welches signalisiert, dass die Kommunikationsverbindung (18) unterbrochen und eine neue Kommunikationsverbindung (37) zu einer anderen Ladestation (32) aufgebaut werden soll.

Description

Verfahren zum Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen einer stationären elektrischen Ladestation und einem Kraftfahrzeug sowie

Steuervorrichtung und Ladesystem

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen einer stationären elektrischen Ladestation und einem in eine Umgebung der Ladestation angeordneten Kraftfahrzeug. Die Kommuni- kationsverbindung kann beispielsweise dazu vorgesehen sein, Kenndaten und/oder Positionsdaten zwischen dem Kraftfahrzeug und der Ladestation auszutauschen. Zu der Erfindung gehören auch eine Steuervorrichtung, die in dem Kraftfahrzeug oder der Ladestation bereitgestellt sein kann, sowie ein Ladesystem mit mehreren Ladestationen.

Eine elektrische Ladestation kann beispielsweise für ein induktives Laden ausgelegt sein. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Ladestation eine Bodenplatte aufweist, in welcher die sogenannte Primärspule für das induktive Laden bereitgestellt ist. Ein Kraftfahrzeug kann dann beispielsweise im Fahrzeugboden eine so genannte Sekundärspule aufweisen, die sie über der Bodenplatte, das heißt über der Primärspule, parken beziehungsweise positionieren kann. In einer solchen Ladeposition ist dann die Übertragung von Energie nach dem Prinzip des Transformators möglich. Hierdurch kann beispielsweise eine elektrische Batterie des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie aufgeladen oder nachgeladen werden.

Damit ein Kraftfahrzeug einen solchen induktiven Ladevorgang mit einer Ladestation automatisiert durchführen kann, ist also das korrekte Positionieren des Kraftfahrzeugs bezüglich der Bodenplatte nötig, d.h. das Anfahren der vorbestimmten Ladeposition. Bei dieser Anfahrt des Kraftfahrzeugs an eine induktive Ladestation kann eine funkbasierte Kommunikationsverbin- dung zwischen Kraftfahrzeug und Ladestation per Funk hergestellt werden. Als zweiter Schritt startet dann bei erfolgreich aufgebauter Kommunikations- verbindung ein so genanntes Positionierungssystem, welches die Position des Kraftfahrzeugs in Bezug auf die Ladestation ermittelt. Beispielsweise kann dann dem Fahrer des Kraftfahrzeugs oder einem Autopiloten des Kraftfahrzeugs die aktuelle relative Position des Kraftfahrzeugs bezüglich der Ladestation signalisiert werden. Sodann kann das Kraftfahrzeug in die vorbestimmte Ladeposition manövriert oder geführt werden.

Allerdings ist nicht auszuschließen, dass für die Versorgung mehrerer Kraftfahrzeuge entsprechend auch mehrere Ladestationen nahe beieinander, beispielsweise an mehreren benachbarten Parkplätzen installiert sind. Bei solchen Parkplätzen mit mehreren Ladestationen, beispielsweise mehreren Bodenplatten für das induktive Laden, kann aber nicht ausgeschlossen werden, das die besagte funkbasierte Kommunikationsverbindung von dem Kraftfahrzeug zu einer Ladestation hergestellt wird, die gar nicht an dem vom Fahrer des Kraftfahrzeugs angesteuerten Parkplatz liegt. Die daraufhin vom Positionierungssystem der kontaktierten Ladestation signalisierte relative Position des Kraftfahrzeugs wird dann dauerhaft einen Fehler angezeigten, da das Kraftfahrzeug ja gar nicht zu dieser Ladestation hin manövriert wird. Ein solcher fehlerhafter Verbindungsaufbau der Kommunikationsverbindung zu einer nicht-gemeinten Ladestation muss durch den Fahrer erkannt werden, beispielsweise anhand des Abgleichs der Positionsdaten mit der tat- sächlich sichtbaren relativen Lage des Kraftfahrzeugs zu der eigentlich angesteuerten Ladestation.

Aus der DE 10 2014 223 931 A1 ist eine Ladestation bekannt, die ein Kraftfahrzeug automatisiert zu einer Ladestation manövrieren kann. Hierzu muss die Ladestation allerdings ein aufwändiges optisches Erfassungssystem mit Kamera und Bildverarbeitungseinrichtung aufweisen.

Aus der DE 10 2014 221 559 A1 ist ein Verfahren zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung zwischen einer Ladestation und einem Kraftfahrzeug bekannt. Befinden sich mehrere Ladestationen in der Nähe, so kann durch das Kraftfahrzeug anhand einer Signalstärke der Funksignale der einzelnen Ladestationen erkannt werden, welche Ladestation die nächstliegende und damit die vom Kraftfahrzeug angepeilte Ladestation ist. Zusätzlich kann auch eine Trajektorie des Kraftfahrzeugs ausgewertet werden, das heißt Fahrtrichtung und/oder Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs werden genutzt, um zu erkennen, welche Ladestation der Fahrer gerade anfährt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass die Umgebung der Ladestationen kartographiert und dem Kraftfahrzeug bekannt sein muss, damit das Kraftfahrzeug anhand seiner Fahrtrajektorie die anvisierte Ladestation identifizieren kann. Dies erfordert einen hohen Aufwand bei der Installation der Ladestationen, da die Karto- graphierung der Umgebung notwendig ist.

Aus der DE 10 2014 222 000 A1 ist ein Positionierungssystem zur exakten Positionierung eines Kraftfahrzeugs über einer Bodenplatte einer induktiven Ladestation bekannt. Das System arbeitet kamerabasiert. Das System kann erst aktiviert werden, wenn das Kraftfahrzeug sich bereits zumindest teilweise über der korrekten Bodenplatte befindet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde zu verifizieren, dass ein Kraftfahrzeug, das sich einer Ladestation nähert, die Kommunikationsverbindung zur korrekten Ladestation aufgebaut hat.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprü- che gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren.

Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben oder Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen einer stationären elektrischen Ladestation und einem in einer Umgebung der Ladestation angeordneten Kraftfahrzeug bereitgestellt. Bei der Ladestation kann es sich beispielsweise um eine induktive Ladestation handeln. Allgemein kann aber auch eine Ladestation mit einer anderen Ladetechnologie vorgesehen sein. Die Kommunikati- onsverbindung kann beispielsweise zum Übertragen von Kenndaten der Ladestation und/oder des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. Die Kommunikationsverbindung kann aber beispielsweise zusätzlich oder alternativ zum Übertragen von Positionsdaten und/oder Navigationshinweisen vorgesehen sein, damit das Kraftfahrzeug zu der Ladestation manövriert werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch eine Steuervorrichtung durchgeführt werden. Die Steuervorrichtung baut die Kommunikationsverbindung auf und ermittelt während einer Anfahrt des Kraftfahrzeugs hin zu der Ladestation Trajektoriendaten einer aktuellen Anfahrtstrajektorie des Kraftfahr- zeugs. Der Aufbau der Kommunikationsverbindung kann beispielsweise auf der Grundlage eines so genannten Pairing geschehen. Beispielsweise kann die Kommunikationsverbindung eine Bluetooth-Verbindung sein, sodass dann ein Bluetooth-Pairing zum Aufbauen der Kommunikationsverbindung durchgeführt werden kann. Die besagte Anfahrtstrajektorie beschreibt die Bahnkurve des Kraftfahrzeugs während der Anfahrt. Die Anfahrtstrajektorie kann beispielsweise eine Abfolge von nacheinander gemessenen oder er- fassten Fahrzeugpositionen sein.

Hat nun das Kraftfahrzeug eine Kommunikationsverbindung mit einer ande- ren Ladestation als der tatsächlich bei der Anfahrt anmanövrierten Ladestation aufgebaut, so wird die Anfahrtstrajektorie nicht zu derjenigen Ladestation hinführen, zu der auch die Kommunikationsverbindung aufgebaut worden ist.

Um dies zu erkennen und zu korrigieren, sieht die Erfindung vor, dass zu- mindest eine zu der Ladestation führende charakteristische Anfahrtstrajektorie bereitgestellt ist. Mit anderen Worten sind Trajektoriendaten zu zumindest einer erwarteten oder typischen Anfahrtstrajektorie vorgesehen oder gespeichert. Durch die Steuervorrichtung wird dann die zumindest eine charakteristische Anfahrtstrajektorie mit der aktuellen Anfahrtstrajektorie des sich in der Anfahrt befindenden oder sich nähernden Kraftfahrzeugs verglichen. Falls die aktuelle Anfahrtstrajektorie zu jeder bereitgestellten charakteristischen Anfahrtstrajektorie ein vorbestimmtes Versatzkriterium erfüllt, also zu keiner bereitgestellten charakteristischen Anfahrtstrajektorie passt, wird ein Wechselsignal erzeugt, welches signalisiert, dass die Kommunikationsverbindung unterbrochen und eine neue Kommunikationsverbindung zu einer anderen Ladestation aufgebaut werden soll. Mit anderen Worten wird die Kommunikationsverbindung zu der aktuellen Ladestation abgebrochen oder abgestoßen, weil die aktuelle Anfahrtstrajektorie des Kraftfahrzeugs nicht zu dieser La- destation passt, das heißt mit keiner charakteristischen Anfahrtstrajektorie innerhalb einer vorbestimmten Toleranz übereinstimmt.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass nicht der Fahrer überprüfen muss, ob sich ein Wiederspruch zwischen der Ladestation, mit welcher das Kraftfahrzeug die Kommunikationsverbindung aufgebaut hat, und der Anfahrtstrajektorie des Kraftfahrzeugs ergibt. Es erfolgt in vorteilhafter Weise ein automatischer Abbruch der Kommunikationsverbindung bei falschem Pairing, also bei einem Wiederspruch zwischen anmanövrierter Ladestation und derjenigen Ladestation, zu welcher die Kommunikationsverbindung zunächst aufgebaut worden ist.

Die Erfindung umfasst auch zusätzliche Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben. Gemäß einer Ausführungsform wird die zumindest eine charakteristische Anfahrtstrajektorie aus historischen Trajektoriendaten von Anfahrtstrajektori- en solcher Vorgängerfahrzeuge gebildet, die in der Vergangenheit nach dem Zurücklegen der jeweiligen Anfahrtstrajektorie erfolgreich mit der Ladestation für einen Energieaustausch gekoppelt worden sind. Vorgängerfahrzeuge sind Kraftfahrzeuge, die in der Vergangenheit sich zumindest einmal mit einer Anfahrtstrajektorie der Ladestation erfolgreich bis zum Koppeln für den Energieaustausch genähert haben. Deren Trajektoriendaten werden dann zum Bilden der zumindest einen charakteristischen Anfahrtstrajektorie genutzt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Ladestation sich selber nach dem Einbau oder nach der Installation kalibrieren kann. Es ist also kein aufwändiges Kartographieren der Umgebung der Ladestation notwendig, um die zumindest eine charakteristische Anfahrtstrajektorie beschreiben oder bereitstellen können. Mehrere charakteristische Anfahrtstrajektorien können sich ergeben, wenn die Ladestation aus mehreren unterschiedlichen Richtungen angefahren werden kann. Mittels eines Unterscheidungskriteriums können dann die Trajektoriendaten mehrerer unterschiedlicher Anfahrtstrajektorien gruppiert werden. Jede Gruppe aus Anfahrtstrajektorien kann dann beispielsweise durch statistisches Mitteln (beispielsweise als arithmetisches Mittel) zu einer charakteristischen Anfahrtstrajektorie zusammengefasst werden, also z.B. zu einer mittleren Anfahrtstrajektorie.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die aktuelle Anfahrtstrajektorie des sich aktuell nähernden Kraftfahrzeugs mittels einer Odometrie des jeweiligen Kraftfahrzeugs und/oder mittels einer Kamera und/oder mittels eines Funkpeilsystems ermittelt wird. Eine Odometrie weist den Vorteil auf, dass sie in einem Kraftfahrzeug ohnehin on Board verfügbar ist. Es ergibt sich bei einer Odometrie lediglich eine relative Auswertung, das heißt es werden charakteristische Fahrmanöver wie Lenken und/oder Beschleunigen und/oder Brem- sen und/oder eine Fahrgeschwindigkeit zur Beschreibung der aktuellen Anfahrtstrajektorie genutzt. Ein Funkpeilsystem weist den Vorteil auf, dass es von den Sichtverhältnissen unabhängig ist.

In Bezug auf das Funkpeilsystem sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass ein Sender des Funkpeilsystems ein Sendesignal aussendet und zumindest zwei Empfänger des Funkpeilsystems das Sendesignal empfangen. Der Sender kann beispielsweise am Kraftfahrzeug angeordnet sein. Die beiden Empfänger können Bestandteil der Ladestation sein oder ortsfest relativ zur Ladestation angeordnet sein. Eine jeweilige Empfangsstärke des Sendesignals an den Empfängern wird dann ermittelt und anhand der ermittelten Empfangsstärken wird eine Relativposition des Senders bezüglich der zumindest zwei Empfänger wird dann mittels einer Trilatertion ermittelt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Peilung oder Ortung des Kraftfahrzeugs ohne eine Bildauswertung ermöglicht ist. Die Empfangsstärke gibt nämlich Aufschluss über eine Entfernung des Senders zum jeweiligen Empfänger. Zudem ist der Abstand der Empfänger zueinander bekannt. Zieht man nun jeweils einen Kreis um den Empfänger mit einem Radius, der der Entfernung des Senders oder eben der Empfangsstärke entspricht, so ergibt ein Schnittpunkt der Kreise die Position des Senders. Diese Form der Trilate- rtion ist zwar mehrdeutig, aber es kann aufgrund der baulichen Umgebung um die Ladestation mit einfachen Mitteln beispielsweise bei der Installation der Ladestation die mehrdeutige Lösung ausgeschlossen werden. Denn in der Regel ergibt sich immer eine Positionsangabe vor und eine hinter der Ladestation. Die Positionsangabe hinter der Ladestation kann dann jeweils ausgeschlossen werden.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass das besagte Versatzkriterium, anhand welchem ein Unterschied zwischen der aktuellen Anfahrtstrajektorie und einer charakteristischen Anfahrtstrajektorie bewertet wird, die folgende Bedingung umfasst. Das Versatzkriterium ist erfüllt, wenn das Kraftfahrzeug mindestens um einen vorbestimmten Mindestabstand zu der jeweiligen charakteristischen Anfahrtstrajektorie versetzt rollt. Mit anderen Worten bewegt sich das Kraftfahrzeug neben dem Verlauf der charakteristischen An- fahrtstrajektorie und weist hierbei mindestens einen vorbestimmten Mindestabstand auf. Der Mindestabstand kann größer als ein Meter sein. Der Min- destabstands kann ortsabhängig sein. Dieses Versatzkriterium lässt erkennen, wenn ein Kraftfahrzeug nicht zu dem Parkplatz der aktuellen Ladestation, sondern zu einem daneben liegenden benachbarten Parkplatz ma- növriert wird.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass zusammen mit dem Erzeugen des Wechselsignals bis dahin ermittelte Trajektoriendaten der aktuellen Anfahrtstrajektorie des Kraftfahrzeugs einer Steuervorrichtung der anderen Ladestation bereitgestellt werden. Mit anderen Worten werden die Trajektoriendaten nicht verworfen, sondern die andere Steuervorrichtung, mit welcher das Kraftfahrzeug nach dem Wechselsignal eine neue Kommunikationsverbindung aufbaut, erhält auch die Trajektoriendaten der bisher zurückgelegten aktuellen Anfahrtstrajektorie. Somit kann die andere Steuervorrichtung in vorteilhafter Weise das Überprüfen der Anfahrtstrajektorie an der Stelle fortsetzen, an welcher es von der aktuellen Steuervorrichtung unterbrochen wurde, weil das Versatzkriterium erfüllt war. Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Anfahrt zu einer Ladeplatte für ein induktives Laden des Kraftfahrzeugs führt. Mit anderen Worten wird das Verfahren bevorzugt im Zusammenhang mit einer Ladeplatte für ein induktives Laden durchgeführt. Die Ladeplatte kann in der beschriebenen Weise die Sekundärspule für das induktive Laden aufweisen.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die jeweilige funkbasierte Kommunikationsverbindung als eine Bluetooth-Verbindung oder WLAN-Verbindung (WLAN - wireless local area network) bereitgestellt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass sich die Reichweite der Kommunikationsverbindung auf eine Bereich begrenzen lässt, der für eine Anfahrt geeignet ist. Mit anderen Worten kann eine unnötige Störung anderer Ladestationen vermieden werden, weil die Funkreichweite begrenzt ist. Beispielsweise kann die Erfassung der Anfahrt, das heißt das Messen der Anfahrtstrajektorie ab einer Entfer- nung begonnen werden, die kleiner als 100 Meter, insbesondere kleiner als 50 Meter, ist.

Um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, ist durch die Erfindung die besagte Steuervorrichtung bereitgestellt. Die Steuervorrichtung kann für ein Kraftfahrzeug oder eine Ladestation vorgesehen sein oder als verteilte Vorrichtung sowohl teilweise für ein Kraftfahrzeug und teilweise für eine Ladestation vorgesehen sein. Die Steuervorrichtung weist eine Prozessoreinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, ein Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller aufweisen. Die Prozessoreinrichtung kann einen Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung ge- speichert sein. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise als ein Steuergerät oder eine Steuerschaltung ausgestaltet sein.

Da sich das Verfahren insbesondere bewährt, wenn mehrere Ladestationen nebeneinander oder benachbart zueinander bereitgestellt sein, umfasst die Erfindung entsprechend auch eine Ladesystem mit mehreren elektrischen Ladestationen zum jeweiligen Austauschen von elektrischer Energie mit einem Kraftfahrzeug. Jede der Ladestationen des Ladesystems weist dabei eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung auf. Hier- durch ergibt sich der Vorteil, dass bei einem Aufbau einer Kommunikationsverbindung eines Kraftfahrzeugs zu einer der Ladestationen und einer anschließenden Anfahrt zu einer anderen der Ladestationen, so kann nun die Kommunikationsverbindung automatisiert unterbrochen werden und stattdessen die Kommunikationsverbindung zu der anderen Ladestation aufge- baut werden.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ladesystems;

Fig. 2 eine Skizze zur Veranschaulichung der Bildung von einer charakteristischen Anfahrtstrajektorie; und

Fig. 3 eine Skizze zur Veranschaulichung einer Anfahrt eines Kraftfahrzeugs, das mit einer falschen Steuervorrichtung eine Kommunikationsverbindung aufgebaut hat. Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt von einem Ladesystem 10 eine Ladestation 1 1 mit einer Steuer- Vorrichtung 12 und einer Ladeplatte 13. Die Ladeplatte 13 kann im Boden eines Parkplatzes installiert sein. Ein Kraftfahrzeug 14 kann für einen induktiven Ladevorgang an der Ladeplatte 13 beispielsweise von einem Fahrer auf den Parkplatz manövriert worden sein, sodass das Kraftfahrzeug 14 mit einer Sekundärspule des Kraftfahrzeugs 14 über der Ladeplatte 13 geparkt oder angeordnet ist. Das Kraftfahrzeug 14 kann dabei von dem Fahrer entlang einer Anfahrtstrajektorie 15 geführt worden sein. Vergangene Stellungen 16 des Kraftfahrzeugs 14 entlang der Anfahrtstrajektorie 15 sind der Anschaulichkeit halber in Fig .1 ebenfalls dargestellt. Für die hier illustrierte Anfahrt A kann das Kraftfahrzeug 14 eine funkbasierte Kommunikationsverbindung 18 mit der Steuervorrichtung 12 aufgebaut haben. Das Kraftfahrzeug 14 kann hierzu ein Funkmodul 19, die Steuervorrichtung 12 ein Funkmodul 20 aufweisen. Die Kommunikationsverbindung 18 kann mittels der Funkmodule 19, 20 beispielsweise als Bluetooth-Verbindung oder WLAN-Verbindung erzeugt worden sein. Zum Erfassen der Anfahrtstrajektorie 15 kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug 14 einen Sender 21 für ein Funksignal aufweist. Empfänger 22 können stationär an der Ladestation 1 1 angeordnet sein. Der Sender 21 und die Empfänger 22 stellen ein Funkpeilsystem dar. Ein Funksignal des Sen- ders 21 erreicht die Empfänger 22 mit einer jeweiligen Empfangsstärke, die einen Hinweis oder eine Angabe zu einer jeweiligen Entfernung des Senders 21 zum jeweiligen Empfänger 22 darstellt. Hierdurch kann eine relative Position des Senders 21 bezüglich den Empfängern 22 ermittelt werden. Anhand einer Abfolge von Positionen des Senders 21 kann die Anfahrtstrajektorie 15 von der Steuervorrichtung 12 oder dem Kraftfahrzeug 14 ermittelt werden.

In der Steuervorrichtung 12 kann des Weiteren eine charakteristische Anfahrtstrajektorie 23 in Form von Trajektoriendaten 24 gespeichert sein. Der Verlauf der charakteristischen Anfahrtstrajektorie 23 ist in Fig. 1 illustriert. Die Steuervorrichtung 12 kann den Verlauf der aktuellen Anfahrtstrajektorie 15 mit der charakteristischen Anfahrtstrajektorie 23 vergleichen. Hierbei kann ein Versatzkriterium 25 überprüft werden, welches beispielsweise vorgeben kann, dass die aktuelle Anfahrtstrajektorie 15 innerhalb eines vorbestimmten Mindestabstands 26 zur charakteristischen Anfahrtstrajektorie 23 liegen muss. Es ergibt sich hierdurch insgesamt ein Korridor 27 innerhalb welchem die Anfahrtstrajektorie 15 verlaufen muss. Der Mindestabstand 26 kann dabei abhängig von einer Entfernung zur Bodenplatte 13 definiert sein. In Fig. 1 ist eine Situation gezeigt, bei welcher das Versatzkriterium 25 unerfüllt bleibt, das heißt die Anfahrtstrajektorie 15 weist einen derart geringen Versatz zur charakteristischen Anfahrtstrajektorie 23 auf, dass die Steuervorrichtung 12 erkennt, dass sich das Kraftfahrzeug 14 auf die Ladeplatte 13 zu bewegt, die der Steuervorrichtung 12 zugeordnet ist. Sobald das Kraftfahr- zeug 14 eine vorbestimmte Relativposition zur Ladeplatte 13 aufweist, kann ein induktiver Ladevorgang ausgelöst oder gestartet werden.

Fig. 2 veranschaulicht, wie die Trajektoriendaten 24 der charakteristischen Anfahrtstrajektorie 23 durch die Steuervorrichtung 12 ermittelt werden kön- nen.

Dargestellt ist eine Situation, die zeitlich vor der Situation gemäß Fig. 1 stattgefunden hat. Ein Kraftfahrzeug, das hier als Vorgängerfahrzeug 28 bezeichnet ist, hat erfolgreich entlang einer Anfahrtstrajektorie 29 eine Anfahrt hin zu der Ladeplatte 13 durchgeführt. Die Steuervorrichtung 12 kann in der beschriebenen Weise Trajektoriendaten 30 dieser Anfahrtstrajektorie 29 ermittelt oder erfasst haben. Des Weiteren ist dargestellt, das auch von weiteren (nicht dargestellten) Vorgängerfahrzeugen jeweilige Anfahrtstrajektori- en 31 erfasst und als Trajektoriendaten 30 gespeichert worden sein können. Aus den Trajektoriendaten 30 kann dann beispielsweise eine mittlere Anfahrtstrajektorie berechnet werden, die dann als die charakteristische Anfahrtstrajektorie zu Grunde gelegt werden kann. Fig. 3 veranschaulicht, wie die Steuervorrichtung 12 reagieren kann, wenn das Versatzkriterium 25 erfüllt ist.

Hierzu ist eine alternative Situation zu Fig. 1 veranschaulicht, bei welcher das Kraftfahrzeug 14 zwar ebenfalls die Konnnnunikationsverbindung 18 zur Steuervorrichtung 12 aufweist, sich aber auf eine andere Ladestation 32 zu bewegt, um deren Ladeplatte 33 für einen Ladevorgang zu nutzen. Mit anderen Worten müsste eigentlich die Kommunikationsverbindung 18 mit einer anderen Steuervorrichtung 34, nämlich der Steuervorrichtung 34 der La- destation 32, aufgebaut worden sein. Die Steuervorrichtung 12 ermittelt in der beschriebenen Weise beispielsweise auf Grundlage des Senders 21 und der Empfänger 22 die Anfahrtstrajektorie 15 des Kraftfahrzeugs 14 und ermittelt, dass ein Abstand oder Versatz 35 zwischen der aktuellen Anfahrtstrajektorie 15 und der charakteristischen Anfahrtstrajektorie 23 besteht, der größer als der Mindestabstand 26 ist. Dies erfüllt also das Versatzkriterium 25.

Bei erfülltem Versatzkriterium 25 kann die Steuervorrichtung 12 ein Wechselsignal 36 erzeugen und beispielsweise über die Kommunikationsverbin- dung 18 dem Kraftfahrzeug 14 mitteilen. Das Kraftfahrzeug 14 kann in Abhängigkeit oder bei Empfangen des Wechselsignals 36 die Kommunikationsverbindung 18 abbrechen und eine neue Kommunikationsverbindung 37 zu der anderen Steuervorrichtung 34 der anderen Ladestation 32 aufbauen. Somit kann dann die andere Steuervorrichtung 34 die aktuelle Anfahrtstrajek- torie 15 mit einer solchen charakteristischen Anfahrtstrajektorie 38 vergleichen, deren Trajektoriendaten 39 in der Steuervorrichtung 34 gespeichert sind, die Steuervorrichtung 12 kann dabei die bisher erfassten Trajektoriendaten der Anfahrtstrajektorie 15 an die Steuervorrichtung 34 übergeben oder übertragen. Hierbei kann dann ein räumlicher Versatz zwischen den Steuer- Vorrichtungen 12, 34 hinein berechnet oder berücksichtigt werden. Somit kann die Steuervorrichtung 34 die Trajektoriendaten der bisher zurückgelegten Anfahrtstrajektorie 15 für die Überprüfung des eigenen Versatzkriteriums nutzen. Nach dem Painng des Kraftfahrzeugs 14 mit der Ladestation 1 1 kann also für den Parkplatz dieser Ladestation eine Offline-Anfahrtstrajektorie oder charakteristische Anfahrtstrajektorie 23 in der Ladestation 1 1 gespeichert werden. Durch die für diese Ladestation 1 1 dann hinterlegte, charakteristische Anfahrtstrajektorie ist es einer Steuerelektronik der Steuervorrichtung 12 möglich, eine mögliche, nicht zielführend aufgebaute Kommunikationsverbindung 18 (siehe die Situation von Fig. 3) zu erkennen und eine aktive Prüfung nach anderen induktiven Ladestationen 32 anzustoßen.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Multipad Handling (Mehrplatten-Handhabung) für mehrere Ladeplatten beim indukti ven Laden von Elektrofahrzeugen optimiert werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

Verfahren zum Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung (18) zwischen einer stationären elektrischen Ladestation (1 1 ) und einem in einer Umgebung der Ladestation (1 1 ) angeordneten Kraftfahrzeug (14), wobei durch eine Steuervorrichtung (12) die Kommunikationsverbindung (18) aufgebaut wird und während einer Anfahrt (A) des Kraftfahrzeugs (14) hin zu der Ladestation (1 1 ) Trajektoriendaten einer aktuellen Anfahrtstrajektorie (15) des Kraftfahrzeugs (14) ermittelt werden,

dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest eine zu der Ladestation (1 1 ) führende charakteristische Anfahrtstrajektorie (23) bereitgestellt und mit der aktuellen Anfahrtstrajektorie (15) verglichen wird und, falls die aktuelle Anfahrtstrajektorie (15) zu jeder charakteristischen Anfahrtstrajektorie (23) ein vorbestimmtes Versatzkriterium (25) erfüllt ist, ein Wechselsignal (36) erzeugt wird, welches signalisiert, dass die Kommunikationsverbindung (18) unterbrochen und eine neue Kommunikationsverbindung (37) zu einer anderen Ladestation (32) aufgebaut werden soll.

Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die zumindest eine charakteristische Anfahrtstrajektorie (23) aus historischen Trajektoriendaten (30) von Anfahrtstrajektorien (29, 31 ) solcher Vorgängerfahrzeuge (28) gebildet wird, die in der Vergangenheit nach dem Zurücklegen der jeweiligen Anfahrtstrajektorie (29, 31 ) erfolgreich mit der Ladestation (1 1 ) für einen Energieaustausch gekoppelt worden sind.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aktuelle Anfahrtstrajektorie (15) mittels einer Odometrie des jeweiligen Kraftfahrzeugs (14) und/oder mittels einer Kamera und/oder mittels eines Funkpeilsystems ermittelt wird.

Verfahren nach Anspruch 3, wobei mittels eines Senders (21 ) des Funkpeilsystems ein Sendesignal ausgesendet und mittels zumindest zweier Empfänger (22) des Funkpeilsystems das Sendesignal empfangen und eine jeweilige Empfangsstärke des empfangenen Sendesignals ermittelt wird und anhand der ermittelten Empfangsstärken eine Relativposition des Senders (21 ) bezüglich der zumindest zwei Empfänger (22) mittels einer Trilatertion ermittelt wird.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Versatzkriterium (25) die Bedingung umfasst, dass das Kraftfahrzeug (14) mindestens um eine vorbestimmten Mindestabstand (26) zu der jeweiligen charakteristischen Anfahrtstrajektorie (23) versetzt rollt.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mit dem Erzeugen des Wechselsignals (36) bis dahin ermittelte Trajektorienda- ten der aktuellen Anfahrtstrajektorie (15) des Kraftfahrzeugs (14) der anderen Ladestation (32) bereitgestellt werden.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anfahrt (A) zu einer Ladeplatte (13) für ein induktives Laden des Kraftfahrzeugs (14) führt.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die jeweilige Kommunikationsverbindung (18, 37) als eine Bluetooth- Verbindung oder WLAN-Verbindung bereitgestellt wird.

Steuervorrichtung (12, 32) für ein Kraftfahrzeug (14) oder eine Ladestation (1 1 , 32), wobei die Steuervorrichtung (12, 32) eine Prozessoreinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.

Ladesystem (10) mit mehreren elektrischen Ladestationen (1 1 , 32) zum jeweiligen Austauschen von elektrischer Energie mit einem Kraftfahrzeug (14), wobei jede der Ladestationen (1 1 , 32) eine Steuervorrichtung (12, 32) nach Anspruch 9 aufweist.