DE102011006504A1 - Method for positioning motor vehicle relative to battery changing station, involves determining optimum position of motor vehicle relative to battery changing station and testing if vehicle-controlled positioning of motor vehicle is enabled - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs relativ zu einer Lade- oder Batteriewechselstation, wobei das Kraftfahrzeug einen elektrischen Antrieb und einen elektrischen Energiespeicher aufweist, wobei der elektrische Energiespeicher dazu ausgebildet ist, den elektrischen Antrieb mit elektrischer Energie zu versorgen und/oder von dem elektrischen Antrieb erzeugte Energie zu speichern.The present invention relates to a method for positioning a motor vehicle relative to a charging or battery changing station, wherein the motor vehicle has an electric drive and an electrical energy storage, wherein the electrical energy storage is adapted to supply the electric drive with electrical energy and / or of to store the energy generated by the electric drive.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs relativ zu einer Lade- oder Batteriewechselstation, mit Erfassungsmitteln zum Erfassen der Umgebung des Kraftfahrzeugs und einem Steuergerät, das dazu ausgebildet ist, das Verfahren der oben beschriebenen Art auszuführen.The invention further relates to a device for positioning a motor vehicle relative to a charging or battery changing station, having detection means for detecting the environment of the motor vehicle and a control device which is adapted to carry out the method of the type described above.
Stand der TechnikState of the art
Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeug-Antriebstechnik ist es allgemein bekannt, eine elektrische Maschine als alleinigen Antrieb oder gemeinsam mit einem Antriebsmotor eines anderen Typs (Hybridantrieb) zu verwenden. In derartigen Elektro- oder Hybridfahrzeugen werden typischerweise elektrische Maschinen als Antriebsmotor verwendet, die durch einen elektrischen Energiespeicher, wie z.B. einen Akkumulator, mit elektrischer Energie versorgt werden, wobei die elektrischen Energiespeicher regelmäßig je nach Ladezustand aufgeladen werden oder aber entladene Energiespeicher durch aufgeladene Energiespeicher ersetzt werden. Dabei dienen Lade- oder Batteriewechselstationen dazu, um das Fahrzeug mit elektrischer Energie oder mit einem aufgeladenen Energiespeicher zu versorgen.In the field of motor vehicle drive technology, it is generally known to use an electric machine as the sole drive or together with a drive motor of another type (hybrid drive). In such electric or hybrid vehicles, electric machines are typically used as the drive motor, which are powered by an electrical energy storage device, such as an electric motor. an accumulator to be supplied with electrical energy, wherein the electrical energy storage are regularly charged depending on the state of charge or discharged energy storage can be replaced by charged energy storage. Charging or battery changing stations serve to supply the vehicle with electrical energy or with a charged energy storage device.
Es ist ferner allgemein bekannt, eine Ladestation für Kraftfahrzeuge mit einer elektromagnetischen Übertragungseinheit zu realisieren, wobei eine Primärspule der Ladestation in die Nähe einer Sekundärspule bzw. Empfängerspule des Kraftfahrzeugs gebracht wird, um kontaktfrei elektromagnetische Energie auf das Fahrzeug zu übertragen und dadurch den Energiespeicher aufzuladen. Eine derartige Vorrichtung ist bekannt beispielsweise aus der
Aus der
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein präzises und komfortables Positionieren eines Kraftfahrzeugs in einer Lade- oder Batteriewechselstation möglich ist.Against this background, it is the object of the present invention to provide a device and a method with which a precise and comfortable positioning of a motor vehicle in a charging or battery changing station is possible.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung stellt zur Lösung der oben genannten Aufgabe ein Verfahren zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs relativ zu einer Lade- oder Batteriewechselstation der eingangs genannten Art bereit, mit den Schritten: Bestimmen einer optimalen Position des Kraftfahrzeugs relativ zu der Station, Prüfen, ob ein fahrzeuggesteuertes Positionieren des Kraftfahrzeugs in diese optimale Position möglich ist, Aktivieren des fahrzeuggesteuerten Positionierens durch den Fahrer, und fahrzeuggesteuertes Positionieren des Kraftfahrzeugs in die optimale Position.The present invention provides a method for positioning a motor vehicle relative to a charging or battery changing station of the type mentioned above, with the steps: determining an optimal position of the motor vehicle relative to the station, checking whether a vehicle-controlled positioning of the motor vehicle in this optimal position is possible, activating the vehicle-controlled positioning by the driver, and vehicle-controlled positioning of the motor vehicle in the optimum position.
Ferner wird die oben genannten Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Positionieren des Kraftfahrzeugs relativ zu einer Lade- oder Batteriewechselstation, mit Erfassungsmitteln zur Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeugs und einem Steuergerät, das dazu ausgebildet ist, das oben genannte Verfahren auszuführen.Furthermore, the above object is achieved by a device for positioning the motor vehicle relative to a charging or battery changing station, with detection means for detecting the environment of the motor vehicle and a control device which is adapted to carry out the above-mentioned method.
Unter einem fahrzeuggesteuerten Positionieren wird vorliegend ein autonomes Steuern des Fahrzeugantriebs und der Fahrzeuglenkung verstanden, das vorzugsweise durch eine Steuereinheit im Fahrzeug gesteuert wird. Dieses fahrzeuggesteuerte Positionieren schließt jedoch ein Eingreifen des Fahrers nicht aus. Es versteht sich, dass die Schritte des Verfahrens auch in unterschiedlicher Reihenfolge erfolgen können und dass einzelne Schritte oder Schrittfolgen auch mehrfach nacheinander ausgeführt werden können.Under a vehicle-controlled positioning is understood in the present case an autonomous control of the vehicle drive and the vehicle steering, which is preferably controlled by a control unit in the vehicle. However, this vehicle-controlled positioning does not preclude driver intervention. It is understood that the steps of the method can also take place in a different order and that individual steps or step sequences can also be executed several times in succession.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Durch die vorliegende Erfindung kann ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitgestellt werden, das bzw. die das optimale Positionieren eines Kraftfahrzeugs relativ zu einer Lade- oder Batteriewechselstation erleichtert, ohne dass aufwendige Korrekturen der Position nötig sind und ohne dass der Fahrer eine Vielzahl von Informationen und Sensorsignalen beobachten bzw. berücksichtigen muss, um das Fahrzeug in eine optimale Position zu bringen.The present invention can provide a method and apparatus that facilitates optimal positioning of a motor vehicle relative to a charging or battery changing station without the need for costly position correction and without the driver having a variety of information and information Observe or consider sensor signals to bring the vehicle in an optimal position.
Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß ein Verfahren bereitgestellt, dass es ermöglicht, das Fahrzeug vollkommen selbständig in die Lade- oder Batteriewechselstation einzufahren, wodurch ein komfortables und sicheres Aufladen bzw. Auswechseln des elektrischen Energiespeichers ermöglicht wird. Vorzugsweise nutzt das Verfahren die vorhandenen Systeme zur Einparkhilfe, um das Fahrzeug entsprechend zu positionieren.In other words, according to the invention, a method is provided that makes it possible to move the vehicle completely independently into the charging or battery changing station, thereby enabling a comfortable and safe charging or replacement of the electrical energy store. Preferably, the method uses the existing parking aid systems to position the vehicle accordingly.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können dabei Synergien der vorhandenen Systeme genutzt werden.Synergies of the existing systems can be utilized by the method according to the invention.
Vorzugsweise wird dabei die Umgebung der Station mittels Erfassungsmitteln erfasst. Dadurch kann die Größe des zur Verfügung stehenden Raumes in der Umgebung der Station gemessen werden und geprüft werden, ob das Kraftfahrzeug in die optimale Position bewegt werden kann bzw. ob der Platz in der Umgebung der Station für die Größe des Fahrzeugs ausreicht. Dazu können vorhandene Erfassungsmittel eines Einparksystems des Kraftfahrzeugs und/oder spezielle gesonderte Erfassungsmittel verwendet werden, um die optimale Position zu ermitteln.Preferably, the environment of the station is detected by means of detection. As a result, the size of the available space in the vicinity of the station can be measured and it can be checked whether the motor vehicle can be moved to the optimum position or whether the space in the vicinity of the station is sufficient for the size of the vehicle. For this purpose, existing detection means of a parking system of the motor vehicle and / or special separate detection means can be used to determine the optimum position.
Es ist von besonderem Vorzug, wenn Objekte, insbesondere andere Fahrzeuge, oder Personen/Tiere, in der Umgebung des Kraftfahrzeug während des Positionierens erfasst werden.It is of particular advantage when objects, in particular other vehicles, or persons / animals, are detected in the surroundings of the motor vehicle during the positioning.
Dadurch können Kollisionen des Fahrzeugs beim fahrzeuggesteuerten Positionieren vermieden werden.As a result, collisions of the vehicle during vehicle-controlled positioning can be avoided.
Vorzugsweise werden notwendige Maßnahmen zum Erreichen der optimalen Position vor dem Einleiten des fahrzeuggesteuerten Positionierens bestimmt bzw. geplant, um die optimale Position direkt zu erreichen.Preferably, necessary measures for achieving the optimum position are determined prior to initiating the vehicle-controlled positioning, in order to achieve the optimum position directly.
Vorzugsweise wird dabei eine erreichte Halteposition des Kraftfahrzeugs und/oder die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs während des Positionierens relativ zu der Station geprüft. Die Halteposition des Fahrzeugs kann dabei eine Zwischenposition bilden, die nicht der optimalen Position entsprechen muss.Preferably, an attained stop position of the motor vehicle and / or the current position of the motor vehicle during positioning relative to the station is checked. The holding position of the vehicle can form an intermediate position, which does not have to correspond to the optimum position.
Dadurch kann ein erhöhter Grad der Präzision des Positioniervorgangs erzielt werden und unter Umständen eine Korrekturrekursion der Fahrzeugposition nach Erreichen der Halteposition oder während des Positionierens eingeleitet werden.As a result, an increased degree of precision of the positioning operation can be achieved and possibly a correction recursion of the vehicle position after reaching the stop position or during the positioning can be initiated.
Vorzugsweise wird die Halteposition und/oder die aktuelle Position fahrzeuggesteuert durch Änderung eines Lenkwinkels des Kraftfahrzeugs und/oder Änderung der Längsposition des Kraftfahrzeugs und/oder Änderung der Querposition des Kraftfahrzeugs korrigiert.Preferably, the holding position and / or the current position is vehicle-controlled corrected by changing a steering angle of the motor vehicle and / or changing the longitudinal position of the motor vehicle and / or changing the transverse position of the motor vehicle.
Dadurch kann die Position des Kraftfahrzeugs mit geringem technischen Aufwand und in Abhängigkeit der aktuellen und/oder erreichten Halteposition schnell und zuverlässig korrigiert werden.Thereby, the position of the motor vehicle with little technical effort and depending on the current and / or reached holding position can be corrected quickly and reliably.
Es ist ferner bevorzugt, wenn das Kraftfahrzeug vor dem Erreichen der Halteposition und/oder der optimalen Position automatisch verzögert wird.It is further preferred if the motor vehicle is automatically decelerated before reaching the holding position and / or the optimum position.
Dadurch kann ein vollständig automatisiertes Einparken des Fahrzeugs in der Lade- oder Batteriewechselstation ermöglicht werden und eine optimale Längsposition des Fahrzeugs relativ zu der Lade- oder Batteriewechselstation erzielt werden.Thereby, a fully automated parking of the vehicle in the charging or battery changing station are made possible and an optimal longitudinal position of the vehicle can be achieved relative to the charging or battery changing station.
Es ist ferner bevorzugt, wenn die fahrzeuggesteuerte Verzögerung an den Fahrer zurückgemeldet bzw. angezeigt wird.It is further preferred if the vehicle-controlled deceleration is reported back or displayed to the driver.
Dadurch kann der Fahrer trotz automatischer fahrzeuggesteuerter Positionierung die Fahrzeugführung bzw. Bewegung kontrollieren.As a result, the driver can control the vehicle guidance or movement despite automatic vehicle-controlled positioning.
Es ist ferner bevorzugt, wenn das fahrzeuggesteuerte Positionieren durch den Fahrer jederzeit abgebrochen werden kann. Dadurch behält der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug.It is further preferred if the vehicle-controlled positioning by the driver can be stopped at any time. This keeps the driver in control of the vehicle.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn das Erreichen der optimalen Position an den Fahrer zurückgemeldet wird.It is further preferred if the achievement of the optimum position is reported back to the driver.
Dadurch erkennt der Fahrer, dass der Positioniervorgang abgeschlossen ist und kann den Ladevorgang bzw. Batteriewechselvorgang einleiten.As a result, the driver recognizes that the positioning process has been completed and can initiate the charging process or battery replacement process.
Es ist im Allgemeinen bevorzugt, wenn die Ladestation ein erstes Übertragungsglied und das Kraftfahrzeug ein zweites Übertragungsglied aufweist, die zusammen eine Übertragungseinheit bilden, die dazu ausgelegt ist, elektromagnetische Energie von der Station auf das Kraftfahrzeug oder umgekehrt zu übertragen, wobei die Übertragungsglieder durch das Positionieren des Kraftfahrzeugs relativ zu der Station zusammengeführt werden.It is generally preferred if the charging station has a first transmission element and the motor vehicle has a second transmission element which together form a transmission unit which is designed to transmit electromagnetic energy from the station to the motor vehicle or vice versa, the transmission elements being positioned by positioning of the motor vehicle are brought together relative to the station.
Dadurch kann ein einfaches kontaktfreies System zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers bereitgestellt werden.Thereby, a simple non-contact system for charging the electrical energy storage can be provided.
Vorzugsweise wird die Position des Kraftfahrzeugs in der Station auf der Grundlage der Effizienz der Übertragung der elektromagnetischen Energie bestimmt.Preferably, the position of the motor vehicle in the station is determined on the basis of Efficiency of the transmission of electromagnetic energy is determined.
Dadurch kann die Halteposition des Kraftfahrzeugs ohne zusätzliche technische Einrichtungen bestimmt werden.As a result, the stop position of the motor vehicle can be determined without additional technical facilities.
Dabei ist es bevorzugt, wenn die Effizienz durch Übertragung von elektromagnetischer Energie bestimmt wird, deren Leistung geringer ist als die Leistung bei dem Ladevorgang.It is preferred if the efficiency is determined by transmission of electromagnetic energy whose power is less than the power in the charging process.
Dadurch kann die Position der Übertragungsglieder zueinander ohne hohen Energieverlust bestimmt werden.Thereby, the position of the transmission members to each other can be determined without high energy loss.
Es ist bevorzugt, wenn die Positionierung auf der Grundlage von Positionssignalen erfolgt, die von Signalgebern der Station bereitgestellt und von Signalerfassungsmitteln des Kraftfahrzeugs erfasst werden.It is preferred if the positioning is based on position signals provided by signalers of the station and detected by signal detection means of the motor vehicle.
Dadurch kann der Positionierungsvorgang relativ zu der Station optimiert werden, wodurch der Aufwand für eventuelle Korrekturen der Halteposition reduziert wird.Thereby, the positioning operation can be optimized relative to the station, whereby the cost of any corrections to the stop position is reduced.
Es ist dabei besonders bevorzugt, wenn die Signalgeber als magnetische, elektromagnetische, optische oder mechanische Signalgeber ausgebildet sind.It is particularly preferred if the signal generator are designed as magnetic, electromagnetic, optical or mechanical signal generator.
Derartige Signalgeber sind kostengünstig und bieten eine zuverlässige Möglichkeit der Signalübertragung.Such signalers are inexpensive and provide a reliable way of signal transmission.
Es ist dabei von besonderem Vorzug, wenn das erste Übertragungsglied als Signalgeber verwendet wird.It is of particular advantage when the first transmission member is used as a signal generator.
Dadurch kann auf zusätzliche Signalgeber verzichtet werden, weil das elektromagnetische Signal des ersten Übertragungsglieds als Positionierungssignal verwendet wird.As a result, can be dispensed with additional signal generator, because the electromagnetic signal of the first transmission member is used as a positioning signal.
Es ist allgemein bevorzugt, wenn zur Positionierung des Fahrzeugs Satelliten- und/oder Funksignale, insbesondere GPS-Signale verwendet werden. Dadurch kann die Positionierung des Fahrzeugs optimiert werden, auch wenn die Station nicht über eigene Signalgeber verfügt.It is generally preferred if satellite and / or radio signals, in particular GPS signals, are used for positioning the vehicle. This allows the positioning of the vehicle to be optimized, even if the station does not have its own signal generator.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In
Das Kraftfahrzeug
Das Fahrzeug
Die Steuereinheit
In
In
Die Ladeeinheit
Die Steuereinheit
Die Steuereinheit
Sofern festgestellt wird, dass die aktuelle Position
Die Signalgeber
In den
In
In
In
In
Die Steuereinheit
Auf diese Weise kann die Steuereinheit
In
Der Positionierungsvorgang wird eingeleitet mit einem Schritt des Messens der Größe der Parklücke, der bei
In
Bei
Sofern Hindernisse erfasst werden, kann ein akkustisches Warnsignal an den Fahrer gegeben werden oder das Fahrzeug
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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