DE102016205711A1

DE102016205711A1 - Method for positioning a motor vehicle

Info

Publication number: DE102016205711A1
Application number: DE102016205711.1A
Authority: DE
Inventors: Nikolaos Gortsas
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2017-10-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (70; 90) zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs (10) relativ zu einer Ladestation (38), wobei das Kraftfahrzeug (10) einen elektrischen Antrieb (14) und einen elektrischen Energiespeicher (18) aufweist, wobei der elektrische Energiespeicher (18) dazu ausgebildet ist, den elektrischen Antrieb (14) mit elektrischer Energie zu versorgen und/oder von dem elektrischen Antrieb (14) erzeugte Energie zu speichern, wobei die Ladestation (38) ein erstes Übertragungsglied (54) und das Kraftfahrzeug (10) ein zweites Übertragungsglied (52) aufweist, die zusammen eine Übertragungseinheit bilden, die dazu ausgelegt ist, elektrische Energie von der Ladestation (38) auf das Kraftfahrzeug (10), insbesondere an den Energiespeicher (18), zu übertragen, mit den Schritten: – Bestimmen (94) einer Zielposition (48) des Kraftfahrzeugs (10) relativ zu der Ladestation (38), – Prüfen ob ein fahrzeuggesteuertes Positionieren des Kraftfahrzeugs (10) in diese Zielposition (48) möglich ist (76; 96), – fahrzeuggesteuertes Positionieren (80) des Kraftfahrzeugs (10) in die Zielposition (48), wobei die Übertragungsglieder (52, 54) durch das Positionieren (80) des Kraftfahrzeugs (10) relativ zu der Ladestation (38) zusammengeführt oder getrennt werden.The invention relates to a method (70; 90) for positioning a motor vehicle (10) relative to a charging station (38), wherein the motor vehicle (10) has an electric drive (14) and an electrical energy store (18), wherein the electrical energy store (18) is designed to supply the electric drive (14) with electrical energy and / or to store energy generated by the electric drive (14), the charging station (38) having a first transmission member (54) and the motor vehicle (10 ) comprises a second transmission member (52), which together form a transmission unit which is designed to transmit electrical energy from the charging station (38) to the motor vehicle (10), in particular to the energy store (18), comprising the steps: - Determining (94) a target position (48) of the motor vehicle (10) relative to the charging station (38), - Check whether a vehicle-controlled positioning of the motor vehicle (10) in this Zielpositio n (48) is possible (76; 96), - vehicle-controlled positioning (80) of the motor vehicle (10) in the target position (48), wherein the transmission members (52, 54) by the positioning (80) of the motor vehicle (10) relative to the charging station (38) merged or separated become.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs relativ zu einer Ladestation, 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 station, wherein the motor vehicle has an electric drive and an electrical energy store, wherein the electrical energy store is designed to supply the electric drive with electrical energy and / or from the electric drive to save generated energy.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs relativ zu einer Ladestation, 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 station, with detection means for detecting the surroundings of the motor vehicle and a control device, which is designed 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. Dabei dienen Ladestationen dazu, um das Fahrzeug mit elektrischer Energie zu versorgen, indem der Energiespeicher aufgeladen wird.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 charged regularly depending on the state of charge. Charging stations are used to provide the vehicle with electrical energy by the energy storage is charged.

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 US 2010/0117596 A1 . Aus dieser Druckschrift ist ferner eine Justagevorrichtung für die Sekundärspule bekannt, die die Sekundärspule relativ zur Primärspule ausrichten kann, ohne das Fahrzeug zu bewegen, um die Übertragung der elektromagnetischen Energie zu optimieren.It is also generally known to realize a charging station for motor vehicles with an electromagnetic transmission unit, wherein a primary coil of the charging station is brought into the vicinity of a secondary coil or receiver coil of the motor vehicle to contactlessly transmit electromagnetic energy to the vehicle and thereby charge the energy storage. Such a device is known for example from the US 2010/0117596 A1 , From this document, an adjustment device for the secondary coil is also known, which can align the secondary coil relative to the primary coil without moving the vehicle to optimize the transmission of electromagnetic energy.

Aus der US 2009/0040068 A1 ist eine Parkhilfe für ein Kraftfahrzeug bekannt, die einen Fahrer beim Einparken eines Kraftfahrzeugs in eine Ladestation unterstützt, die richtige Position des Fahrzeugs in der Ladestation zu erreichen, um eine optimale Übertragung der elektromagnetischen Energie zu erzielen. Nachteilig dabei ist es, dass der Fahrer verschiedene Informationsquellen berücksichtigen muss und das Fahrzeug durch unpräzise Fahrweise des Fahrers nicht sicher in eine optimale Position innerhalb der Ladestation gebracht wird. From the US 2009/0040068 A1 a parking aid for a motor vehicle is known, which assists a driver when parking a motor vehicle in a charging station, to achieve the correct position of the vehicle in the charging station in order to achieve optimum transmission of the electromagnetic energy. The disadvantage here is that the driver must take into account various sources of information and the vehicle is not safely brought by an inaccurate driving style of the driver in an optimal position within the charging station.

Des Weiteren ist es bekannt, einen Energiespeicher eines Fahrzeugs mittels einer Steckverbindung mit einer Ladestation zu verbinden und die elektrische Energie über ein Kabel zu übertragen. Dabei wird eine Steckverbindung zwischen dem Fahrzeug und einer Gegenstelle hergestellt. Der Vorgang ist an das Betanken von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor angelehnt. Üblicherweise werden jedoch herkömmliche Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor pro Tag höchstens einmal betankt. Im Allgemeinen hält eine Tankfüllung mehrere Tage, so dass dieser Vorgang nicht regelmäßig wiederholt werden muss. Furthermore, it is known to connect an energy storage device of a vehicle by means of a plug connection with a charging station and to transmit the electrical energy via a cable. In this case, a plug connection between the vehicle and a remote station is established. The process is based on the refueling of vehicles with internal combustion engine. Usually, however, conventional vehicles are fueled with internal combustion engine per day at most once. Generally, one tank of fuel will last for several days, so this process does not need to be repeated regularly.

Bei Elektrofahrzeugen ist die Situation anders, da die Reichweite des Energiespeichers meist auf wenige hunderte Kilometer beschränkt ist. Aus diesem Grund müssen elektrisch angetriebene Fahrzeuge gegebenenfalls täglich aufgeladen werden. Dieser Vorgang ist jedoch aufwändig, wenn er regelmäßig ausgeführt werden muss. For electric vehicles, the situation is different, since the range of the energy storage is usually limited to a few hundred kilometers. For this reason, electrically powered vehicles may need to be recharged daily. However, this process is costly if it has to be performed regularly.

Beispielsweise aus DE 102008046215 A1 sind Fahrzeuge bekannt, die in der Lage sind autonom einzuparken und autonom eine Ladestation anzufahren und an die Ladestation anzukoppeln.For example DE 102008046215 A1 Vehicles are known that are able to autonomously park and autonomously approach a charging station and connect to the charging station.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

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 relativ zu einer Ladestation und ein definiertes Herstellen bzw. Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation möglich ist.Against this background, it is the object of the present invention to provide an apparatus and a method with which a precise and comfortable positioning of a motor vehicle relative to a charging station and a defined establishment or disconnection of an electrical connection between the vehicle and the charging station is possible.

Die vorliegende Erfindung stellt zur Lösung der oben genannten Aufgabe ein Verfahren zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs relativ zu einer Ladestation der eingangs genannten Art bereit, mit den Schritten:

– Bestimmen einer Zielposition des Kraftfahrzeugs relativ zu der Ladestation,
– Prüfen ob ein fahrzeuggesteuertes Positionieren des Kraftfahrzeugs in diese Zielposition möglich ist,
– fahrzeuggesteuertes Positionieren des Kraftfahrzeugs in die Zielposition.

In order to achieve the abovementioned object, the present invention provides a method for positioning a motor vehicle relative to a charging station of the type mentioned above, with the following steps:

Determining a target position of the motor vehicle relative to the charging station,
Checking whether a vehicle-controlled positioning of the motor vehicle in this target position is possible,
- Vehicle-controlled positioning of the motor vehicle in the target position.

Das Kraftfahrzeug weist einen elektrischen Antrieb und einen elektrischen Energiespeicher auf, 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. Die Ladestation weist ein erstes Übertragungsglied und das Kraftfahrzeug weist ein zweites Übertragungsglied auf, die zusammen eine Übertragungseinheit bilden, die dazu ausgelegt ist, elektrische Energie von der Ladestation auf das Kraftfahrzeug, insbesondere an den Energiespeicher, zu übertragen. Die Übertragungsglieder werden durch das Positionieren des Kraftfahrzeugs relativ zu der Ladestation zusammengeführt oder getrennt.The motor vehicle has an electric drive and an electrical energy store, wherein the electrical energy store is designed to supply the electric drive with electrical energy and / or to store energy generated by the electric drive. The charging station has a first transfer member and the Motor vehicle has a second transmission member, which together form a transmission unit which is designed to transmit electrical energy from the charging station to the motor vehicle, in particular to the energy store. The transfer members are merged or separated by positioning the motor vehicle relative to the charging station.

Das Fahrzeug verfügt beispielsweise im Unterboden über eine Anschlussverbindung, die an einer Gegenstelle der Ladestation bei Erreichen der Zielposition automatisch andocken kann. Die besondere Herausforderung besteht in einer präzisen Navigation des Fahrzeugs in die Zielposition, so dass der Anschluss erfolgreich automatisch hergestellt werden kann. Die Fähigkeit des autonomen Einparkens kann so benutzt werden, um das Fahrzeug automatisch an das Stromnetz anzuschließen. For example, the vehicle has a connection in the underbody which can dock automatically at a remote station of the charging station when the target position is reached. The special challenge is precise navigation of the vehicle to the target position so that the connection can be successfully established automatically. The autonomous parking ability can be used to automatically connect the vehicle to the mains.

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.

Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass der Anschluss und das Abkoppeln von der Steckdose automatisch ohne Mitwirkung des Fahrers erfolgt. Dadurch kann das Aufladen des Fahrzeugs im Hintergrund treten und damit den Fahrzeughalter entlasten. Die Fahrzeugnutzung wird in den Vordergrund gestellt und der Wartungsaufwand reduziert. Dadurch kann das Produkterlebnis verbessert werden und damit auch dessen AkzeptanzThe present invention has the advantage that the connection and the disconnection from the socket automatically takes place without the involvement of the driver. As a result, the charging of the vehicle can occur in the background and thus relieve the vehicle owner. Vehicle use is emphasized and maintenance is reduced. This can improve the product experience and thus its acceptance

Ferner wird die oben genannten Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Positionieren des Kraftfahrzeugs relativ zu einer Ladestation, mit Erfassungsmitteln zur Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeugs und einem Steuergerät, das dazu ausgebildet ist, das oben genannte Verfahren auszuführen.Further, the above object is achieved by a device for positioning the motor vehicle relative to a charging 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.

Durch die vorliegende Erfindung kann ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitgestellt werden, das bzw. die das optimale Positionieren eines Kraftfahrzeugs relativ zu einer Ladestation 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 station without the need for costly position correction and without the driver observing a variety of information and sensor signals. must take into account 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 Ladestation einzufahren, wodurch ein komfortables und sicheres Aufladen ermöglicht wird. Vorzugsweise nutzt das Verfahren die vorhandenen Parkassistenzsysteme, um das Fahrzeug entsprechend zu positionieren. In other words, according to the invention, a method is provided which makes it possible to drive the vehicle completely independently into the charging station, thereby enabling comfortable and safe charging. Preferably, the method uses the existing parking assistance 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.

Bevorzugt erfolgt das Bestimmen einer Zielposition und/oder das fahrzeuggesteuerte Positionieren auf der Grundlage von Funksignalen oder Satellitensignalen erfolgt. Damit ist ein besonders genaues Positionieren des Fahrzeugs möglich.Preferably, the determination of a target position and / or the vehicle-controlled positioning takes place on the basis of radio signals or satellite signals. For a particularly accurate positioning of the vehicle is possible.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Halteposition des Kraftfahrzeugs und/oder eine aktuelle Position des Kraftfahrzeugs während des Positionierens relativ zu der Station geprüft werden. Damit wird fortlaufend sichergestellt, dass die Genaue relative Position des Fahrzeugs zur Ladestation bekannt ist und Abweichungen einer aktuellen Soll- von einer aktuellen Ist-Position unmittelbar korrigiert werden können. Die Halteposition und/oder die aktuelle Position werden bevorzugt fahrzeuggesteuert korrigiert, durch Änderung eines Lenkwinkels des Kraftfahrzeugs und/oder Änderung der Längsposition des Kraftfahrzeugs und/oder durch Änderung der Querposition des Kraftfahrzeugs.In a preferred embodiment of the invention it is provided that a stop position of the motor vehicle and / or a current position of the motor vehicle are checked during positioning relative to the station. This ensures on an ongoing basis that the precise relative position of the vehicle to the charging station is known and deviations of a current desired position from a current actual position can be corrected directly. The holding position and / or the current position are preferably corrected by vehicle control, by changing a steering angle of the motor vehicle and / or changing the longitudinal position of the motor vehicle and / or by changing the transverse position of the motor vehicle.

In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Ladestation mindestens eine Sendeeinrichtung zum Aussenden von Signalen, beispielsweise Funksignalen oder Ultraschallsignalen auf. Das Fahrzeug weist mindestens eine Empfangsvorrichtung zum Empfangen der von der Sendeeinrichtung ausgesendeten Signale auf, wobei die aktuelle Position des Fahrzeugs aus einer Laufzeit der Signale bestimmt wird. Damit kann eine besonders genaue Positionsbestimmung des Fahrzeugs relativ zu der Ladestation erfolgen.In a particularly preferred embodiment of the invention, the charging station has at least one transmitting device for transmitting signals, for example radio signals or ultrasound signals. The vehicle has at least one receiving device for receiving the signals emitted by the transmitting device, wherein the current position of the vehicle is determined from a transit time of the signals. This allows a particularly accurate position determination of the vehicle relative to the charging station.

Bevorzugt wird vor oder unmittelbar nach dem Erreichen der Zielposition durch das Kraftfahrzeug das erste Übertragungsglied und/oder das zweite Übertragungsglied von einer Ruheposition in eine Ladeposition oder von einer Ladeposition in eine Ruheposition überführt wird. Dies erfolgt bevorzugt vollautomatisch und kann beispielsweise durch einen entsprechenden Steuerbefehl des Fahrzeugs ausgelöst werden. Dieser Steuerbefehl kann insbesondere drahtlos, z.B. per Funk an die Ladestation übertragen werden, wodurch die Überführung des ersten Übertragungsglieds von einer Ruheposition in eine Ladeposition oder von einer Ladeposition in eine Ruheposition ausgelöst wird. Dazu kann die Ladestation entsprechende Empfangs- und Verarbeitungsmittel aufweisen, die Aktoren zur Überführung des ersten Übertragungsglieds von einer Ruheposition in eine Ladeposition oder von einer Ladeposition in eine Ruheposition ansteuern können. Zusätzlich oder alternativ kann das zweite Übertragungsglied in der beschriebenen Weise von einer Ruheposition in eine Ladeposition oder von einer Ladeposition in eine Ruheposition überführt werden. Preferably, the first transmission member and / or the second transmission member is transferred from a rest position to a loading position or from a loading position to a rest position before or immediately after reaching the target position by the motor vehicle. This is preferably fully automatic and can be triggered, for example, by a corresponding control command of the vehicle. This control command can be transmitted in particular wirelessly, for example by radio to the charging station, whereby the transfer of the first transfer member is triggered from a rest position to a loading position or from a loading position to a rest position. For this purpose, the charging station can have corresponding receiving and processing means which can actuate actuators for transferring the first transfer member from a rest position into a loading position or from a loading position into a rest position. Additionally or alternatively, the second transmission member can be transferred in the described manner from a rest position to a loading position or from a loading position to a rest position.

Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, dass die Ladestation Mittel aufweist, die vor oder unmittelbar nach dem Erreichen der Zielposition durch das Kraftfahrzeug einen entsprechenden Steuerbefehl auslösen, der das erste Übertragungsglied und/oder das zweite Übertragungsglied von einer Ruheposition in eine Ladeposition oder von einer Ladeposition in eine Ruheposition überführt. Dieser Steuerbefehl kann insbesondere drahtlos, z.B. per Funk von der Ladestation an das Fahrzeug übertragen werden.Additionally or alternatively, it is conceivable that the charging station has means which trigger a corresponding control command before or immediately after reaching the target position by the motor vehicle, the first transmission member and / or the second transmission member from a rest position to a loading position or from a loading position in transferred a resting position. This control command may in particular be wireless, e.g. be transmitted by radio from the charging station to the vehicle.

Durch das Überführen des ersten Übertragungsglieds und/oder des zweiten Übertragungsglieds von einer Ruheposition in eine Ladeposition oder von einer Ladeposition in eine Ruheposition wird bevorzugt eine elektrische Steckverbindung zwischen dem ersten Übertragungsglied und dem zweiten Übertragungsglied hergestellt oder getrennt. Dadurch wird der Ladevorgang kontrolliert gestartet oder beendet.By transferring the first transfer member and / or the second transfer member from a rest position to a loading position or from a loading position to a rest position, an electrical plug connection between the first transfer member and the second transfer member is preferably made or separated. This will start or stop the charging process in a controlled manner.

Bevorzugt wird der Fahrer bei Erreichen der optimalen Position und/oder bei Herstellen oder Trennen der Steckverbindung zwischen dem ersten Übertragungsglied und dem zweiten Übertragungsglied informiert. Die Information kann durch eine visuelle oder akustische Meldung erfolgen.Preferably, the driver is informed upon reaching the optimum position and / or when establishing or disconnecting the connector between the first transmission member and the second transmission member. The information can be given by a visual or acoustic message.

Es ist von besonderem Vorzug, wenn Objekte, insbesondere andere Fahrzeuge, oder Personen/Tiere, in der Umgebung des Kraftfahrzeugs während des Positionierens erfasst werden. Dadurch können Kollisionen des Fahrzeugs beim fahrzeuggesteuerten Positionieren vermieden 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. As a result, collisions of the vehicle during vehicle-controlled positioning can be avoided.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs relativ zu einer Ladestation vorgeschlagen. Diese weist Erfassungsmittel zum Erfassen der Umgebung des Kraftfahrzeugs und einem Steuergerät auf, das dazu ausgebildet ist, das oben beschriebene Verfahren auszuführen.According to a further aspect of the invention, a device for positioning a motor vehicle relative to a charging station is proposed. This has detection means for detecting the surroundings of the motor vehicle and a control unit which is designed to carry out the method described above.

Für den automatischen Anschluss an das Stromnetz und/oder das Internet ist ein genaues Einparken notwendig. Das kann zum einen bei autonomen Fahrzeugen durch eine genaue Bestimmung der Trajektorie zwischen dem Fahrzeug und der Gegenstelle ermöglicht werden. Laufzeitunterschiede von ausgetauschten Funksignalen oder Ultraschallsignalen könnten benutzt werden, um die Gegenstelle genau zu orten. Alternativ kann bei nicht autonomen Fahrzeugen durch die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Gegenstelle dem Fahrer über ein Human-Machine-Interface (HMI, Kombiinstrument) Anweisungen gegeben werden, so dass die mittige Parkposition gefunden wird. For the automatic connection to the mains and / or the Internet, a precise parking is necessary. This can be made possible on the one hand in autonomous vehicles by an accurate determination of the trajectory between the vehicle and the remote station. Delays of exchanged radio signals or ultrasound signals could be used to accurately locate the remote station. Alternatively, in non-autonomous vehicles through the communication between the vehicle and the remote station, instructions may be given to the driver via a human-machine interface (HMI, instrument cluster) so that the central parking position is found.

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente gegebenenfalls verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same elements are denoted by the same reference numerals, wherein a repeated description of these elements is optionally omitted. The figures illustrate the subject matter of the invention only schematically.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt in schematischer Form ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zum Positionieren des Kraftfahrzeugs relativ zu einer Ladestation; 1 shows in schematic form a motor vehicle with a device for positioning the motor vehicle relative to a charging station;

2a–c drei unterschiedliche Einparksituationen zum Positionieren des Kraftfahrzeugs relativ zu einer Batterieladestation; 2a C three different parking situations for positioning the motor vehicle relative to a battery charging station;

3a) zeigt schematisch eine mögliche Ausführung des ersten Übertragungsglieds und 3b) zeigt schematisch eine mögliche Ausführung des zweiten Übertragungsglieds auf, die zusammen eine Übertragungseinheit zum Laden des elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs bilden. 3a) schematically shows a possible embodiment of the first transmission member and 3b) schematically shows a possible embodiment of the second transmission member, which together form a transmission unit for charging the electrical energy storage of a motor vehicle.

4 zeigt eine schematische Darstellung des Parkplatzes der mit einer Ladestation nach einer Ausführung der Erfindung ausgerüstet ist. 4 shows a schematic representation of the parking lot which is equipped with a charging station according to an embodiment of the invention.

5 eine schematische Darstellung von Aus- und Eingabesignalen des erfindungsgemäßen Verfahrens; 5 a schematic representation of output and input signals of the method according to the invention;

6 ein schematisches Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und 6 a schematic flow diagram for explaining the method according to the invention; and

7 ein detailliertes Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 7 a detailed flow chart for explaining the method according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist ein Kraftfahrzeug beispielhaft schematisch dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet.In 1 is a motor vehicle exemplified schematically and generally with 10 designated.

Das Kraftfahrzeug 10 weist einen Antriebsstrang 12 auf, der eine elektrische Maschine 14 zur Bereitstellung von Antriebsleistung beinhaltet. Der Antriebsstrang 12 dient zum Antreiben von angetriebenen Rädern 16 des Fahrzeugs 10. Die elektrische Maschine 14 wird über einen elektrischen Energiespeicher 18, wie z.B. einer Batterie mit elektrischer Energie versorgt. Der elektrische Energiespeicher 18 ist verbunden mit einer Ladeeinheit 20, die dazu dient, mit einer Ladestation verbunden zu werden, um elektromagnetische Energie zu empfangen und den elektrischen Energiespeicher 18 auszuladen.The car 10 has a drive train 12 on top of an electric machine 14 for providing drive power. The powertrain 12 is used to drive driven wheels 16 of the vehicle 10 , The electric machine 14 is via an electrical energy storage 18 , such as a battery supplied with electrical energy. The electrical energy storage 18 is connected to a charging unit 20 , which serves to be connected to a charging station to receive electromagnetic energy and the electrical energy storage 18 unload.

Das Fahrzeug 10 weist ferner eine Steuereinheit 22 auf, die mit Sensoren 24 des Kraftfahrzeugs 10 und der Ladeeinheit 20 verbunden ist. Die Steuereinheit 22 ist ferner verbunden mit einer Antriebssteuereinheit, einer Bremssteuereinheit und einer Lenksteuereinheit, um die gesamte Bewegung des Kraftfahrzeugs 10 selbständig zu steuern. Ferner ist die Steuereinheit 22 mit einem Parkassistenten des Kraftfahrzeugs 10 verbunden, um Synergien der beiden Systeme zu nutzen. Die Steuereinheit 22 empfängt ferner von einem Empfangsmodul 26 Daten zum Positionieren des Kraftfahrzeugs 10. Das Empfangsmodul 26 ist dazu ausgebildet, im Allgemeinen terrestrische Signale 28 und/oder Satellitensignale 30 zu empfangen, um das Kraftfahrzeug 10 entsprechend zu positionieren. Die terrestrischen Signale 28 können beispielsweise von Funksendern 32 bereitgestellt werden und die Satellitensignale 30 können beispielsweise von GPS-Satelliten 34 bereitgestellt werden.The vehicle 10 also has a control unit 22 on that with sensors 24 of the motor vehicle 10 and the loading unit 20 connected is. The control unit 22 is further connected to a drive control unit, a brake control unit and a steering control unit to the entire movement of the motor vehicle 10 to control independently. Further, the control unit 22 with a parking assistant of the motor vehicle 10 connected to exploit synergies between the two systems. The control unit 22 also receives from a receiving module 26 Data for positioning the motor vehicle 10 , The receiving module 26 is designed to be generally terrestrial signals 28 and / or satellite signals 30 to receive the motor vehicle 10 position accordingly. The terrestrial signals 28 for example, from radio transmitters 32 be provided and the satellite signals 30 for example, from GPS satellites 34 to be provided.

Die Steuereinheit 22 ist ferner über eine HMI-Schnittstelle 36 mit dem Fahrer verbunden, über die der Fahrer beispielsweise ein automatisches Positionieren einleiten oder abbrechen kann.The control unit 22 is also via an HMI interface 36 connected to the driver over which the driver can initiate or cancel automatic positioning, for example.

In 1 ist ferner eine Ladestation schematisch dargestellt und allgemein mit 38 bezeichnet. Die Station 38 weist eine Ladeeinheit 40, die dazu ausgebildet ist die Ladeeinheit 20 des Kraftfahrzeugs 10 mit elektromagnetischer Energie zu versorgen. Dazu umfasst die Ladestation 38 ein erstes Übertragungsglied 54. Das erste Übertragungsglied kann zumindest zwischen einer Ruheposition und einer Ladeposition verstellbar ausgebildet sein und befindet sich in der Darstellung gemäß 1 in einer Ruheposition.In 1 Furthermore, a charging station is shown schematically and generally with 38 designated. The station 38 has a loading unit 40 , which is designed for the loading unit 20 of the motor vehicle 10 to supply with electromagnetic energy. This includes the charging station 38 a first transmission member 54 , The first transmission member may be designed to be adjustable at least between a rest position and a loading position and is located in the representation according to 1 in a resting position.

Die Ladeeinheit 20 des Fahrzeugs weist ein zweites Übertragungsglied 52 auf, das in diesem Beispiel zumindest zwischen einer Ruheposition und einer Ladeposition verstellbar ausgebildet ist und sich in der Darstellung gemäß 1 in einer Ruheposition befindet. The loading unit 20 the vehicle has a second transmission member 52 on, which is designed adjustable in this example, at least between a rest position and a loading position and in the illustration according to 1 is in a rest position.

Die Ladestation 38 weist ferner einen Signalgeber 42 auf, der ein Positionierungssignal 44 aussendet, das beispielsweise von den Sensoren 24 oder anderen dafür vorgesehenen Empfängern erfasst wird und dazu genutzt wird, das Kraftfahrzeug 10 in eine optimale Position relativ zu der Ladestation 38 zu bewegen.The charging station 38 also has a signal generator 42 on, which is a positioning signal 44 For example, from the sensors 24 or other intended receivers is detected and used to the motor vehicle 10 in an optimal position relative to the charging station 38 to move.

In 1 ist ferner eine aktuelle Position des Kraftfahrzeugs 10 gezeigt und mit 46 bezeichnet. Ferner ist in 1 eine optimale Position, also die Zielposition des Kraftfahrzeugs 10 relativ zu der Station 38 gezeigt und mit 48 bezeichnet.In 1 is also a current position of the motor vehicle 10 shown and with 46 designated. Furthermore, in 1 an optimal position, ie the target position of the motor vehicle 10 relative to the station 38 shown and with 48 designated.

Die Ladeeinheit 40 weist ein erstes elektromagnetisches Übertragungsglied auf, das vorzugsweise als Induktionsspule ausgebildet ist. Die Ladeeinheit 20 weist ein zweites Übertragungsglied auf. Sofern die Ladeeinheit 20 in der Nachbarschaft der Ladeeinheit 40 angeordnet ist, kann von dem ersten Übertragungsglied der Station 38 elektrische Energie auf das zweite Übertragungsglied des Kraftfahrzeugs 10 übertragen werden, um den elektrischen Energiespeicher 18 zu laden.The loading unit 40 has a first electromagnetic transmission member, which is preferably designed as an induction coil. The loading unit 20 has a second transmission link. Unless the loading unit 20 in the neighborhood of the loading unit 40 can be arranged from the first transmission link of the station 38 electrical energy to the second transmission member of the motor vehicle 10 be transferred to the electrical energy storage 18 to load.

Die Steuereinheit 20 ist dazu ausgebildet, mit Daten des Empfangsmoduls 26 und der Sensoren 24 die optimale Position, also die Zielposition 48 relativ zu der Station 38 zu erfassen bzw. zu bestimmen und selbständig ohne Steuerung, Lenkung oder dergleichen durch den Fahrer das Fahrzeug 10 an der Zielposition 48 zu positionieren, so dass die aktuelle Position 46 und die Zielposition 48 übereinstimmen.The control unit 20 is designed to work with data from the receiving module 26 and the sensors 24 the optimal position, ie the target position 48 relative to the station 38 to detect and determine and independently without control, steering or the like by the driver, the vehicle 10 at the target position 48 to position so that the current position 46 and the target position 48 to match.

Das erste Übertragungsglied und das zweite Übertragungsglied werden durch das Positionieren des Kraftfahrzeugs 10 zu der Ladestation 38 zusammengeführt, so dass insbesondere elektrische Energie von der Ladestation zu dem Energiespeicher 18 übertragen werden kann. Dazu können das erste und/oder das zweite Übertragungsglied 54, 52 zunächst, vorzugsweise automatisch und ausgelöst durch einen Steuerbefehl des Fahrzeugs oder der Ladestation von einer Ruheposition in eine Ladeposition verfahren werden. Dies erfolgt entweder nachdem das Fahrzeug 10 die Zielposition 48 erreicht hat oder zeitlich unmittelbar davor. Dazu können das erste und/oder das zweite Übertragungsglied 54, 52 entsprechende Aktoren aufweisen. The first transmission member and the second transmission member are by the positioning of the motor vehicle 10 to the charging station 38 merged, so that in particular electrical energy from the charging station to the energy storage 18 can be transferred. For this purpose, the first and / or the second transmission link 54 . 52 first, preferably automatically and triggered by a control command of the vehicle or the charging station are moved from a rest position to a loading position. This is done either after the vehicle 10 the target position 48 has reached or immediately before. For this purpose, the first and / or the second transmission member 54 . 52 have corresponding actuators.

Wenn das Fahrzeug seine Zielposition 48 erreicht hat und sich beide Übertragungsglieder 52, 54 in einer Ladeposition befinden, bilden das erste und das zweite Übertragungsglied 54, 52 zusammen eine Übertragungseinheit durch eine Steckverbindung aus über die elektrische Energie übertragen werden kann. Zusätzlich zu elektrischer Energie können über die Steckverbindung auch Daten übertragen werden, insbesondere kann eine Verbindung des Fahrzeugs zu einem Datennetzwerk, z.B. zum Internet oder einem anderen Netzwerk hergestellt werden. Über das Netzwerk können beispielsweise Kartendaten ausgetauscht werden, die für das autonome Fahren verwendet werden können.When the vehicle is at its destination 48 has reached and both transfer elements 52 . 54 are in a loading position, forming the first and the second transmission member 54 . 52 together a transmission unit can be transmitted through a plug connection via the electrical energy. In addition to electrical energy, data can also be transmitted via the plug connection, in particular a connection of the vehicle to a data network, for example to the Internet or another network can be established. Over the network, for example, map data can be exchanged, which can be used for autonomous driving.

Die Steuereinheit 22 ist ferner dazu ausgebildet, zu prüfen, ob die aktuelle Position 46 mit der Zielposition 48 übereinstimmt. Dazu kann das terrestrische Signal 28, das Satellitensignal 30, das Positionssignal 44 verwendet werden. The control unit 22 is also designed to check if the current position 46 with the target position 48 matches. This can be the terrestrial signal 28 , the satellite signal 30 , the position signal 44 be used.

Sofern festgestellt wird, dass die aktuelle Position 46 mit der Zielposition 48 nicht übereinstimmt, kann die Steuereinheit 22 die aktuelle Position 46 des Kraftfahrzeugs 10 korrigieren. Dies erfolgt vorzugsweise durch Ändern eines Lenkwinkels, Ändern der Längsposition oder Ändern der Querposition des Kraftfahrzeugs 10.Unless it is determined that the current position 46 with the target position 48 does not match, the control unit can 22 the current position 46 of the motor vehicle 10 correct. This is preferably done by changing a steering angle, changing the longitudinal position or changing the transverse position of the motor vehicle 10 ,

Die Signalgeber 42 sind vorzugsweise elektrische, elektromagnetische, magnetische, mechanische oder optische Signalgeber, die das entsprechende Positionssignal 44 abgeben. Das Fahrzeug 10 ist folglich dazu ausgebildet, autonom bzw. selbständig ohne Eingreifen des Fahrers die Ladeeinheit 20 relativ zu der Ladeeinheit 40 zu positionieren, so dass die Übertragungsglieder 52, 54 durch das Positionieren 80 des Kraftfahrzeugs 10 relativ zu der Ladestation 38 zusammengeführt werden.The signalers 42 are preferably electrical, electromagnetic, magnetic, mechanical or optical signal transmitter, the corresponding position signal 44 submit. The vehicle 10 is therefore designed to autonomously or independently without intervention of the driver, the charging unit 20 relative to the loading unit 40 to position so that the transmission links 52 . 54 by positioning 80 of the motor vehicle 10 relative to the charging station 38 be merged.

In den 2a–c sind unterschiedliche Positionierungsszenarien dargestellt, die einen Positionierungsvorgang des Kraftfahrzeugs 10 relativ zu der Ladestation 38 darstellen.In the 2a C different positioning scenarios are shown, a positioning process of the motor vehicle 10 relative to the charging station 38 represent.

In 2a ist ein Positionierungsvorgang des Fahrzeugs 10 relativ zu der Ladestation 38 schematisch dargestellt, wobei das Kraftfahrzeug 10 zunächst in einem rechten Winkel zu der optimalen Parkposition relativ zu der Station 38 angeordnet ist. Dabei müssen die Sensoren 24 des Kraftfahrzeugs 10 sowohl die Station 38 erfassen als auch andere Fahrzeuge, die in 2a allgemein mit 49 bezeichnet sind.In 2a is a positioning operation of the vehicle 10 relative to the charging station 38 shown schematically, wherein the motor vehicle 10 initially at a right angle to the optimum parking position relative to the station 38 is arranged. The sensors must 24 of the motor vehicle 10 both the station 38 capture as well as other vehicles that are in 2a generally with 49 are designated.

In 2b ist eine vergleichbare Situation zum Positionieren des Kraftfahrzeugs 10 dargestellt, wobei das Kraftfahrzeug 10 parallel zu der optimalen Parkposition positioniert ist und demnach im Prinzip vorwärts in die Parklücke einfahren kann.In 2 B is a comparable situation for positioning the motor vehicle 10 illustrated, wherein the motor vehicle 10 is positioned parallel to the optimal parking position and therefore can in principle move forward into the parking space.

In 2c ist eine Situation dargestellt, bei der ein seitwärts Einparken in eine Parklücke dargestellt ist. Dabei ist das Kraftfahrzeug 10 parallel zu der optimalen Parkposition relativ zu der Station 38 angeordnet. Das Kraftfahrzeug 10 muss rückwärts in die Parklücke einfahren, um das Kraftfahrzeug 10 in die Zielposition 48 zu bewegen. Für diese Einparkszenarien wird vorzugsweise ein vorhandenes Parkassistenzsystem verwendet.In 2c a situation is shown in which a sideways parking is shown in a parking space. In this case, the motor vehicle 10 parallel to the optimum parking position relative to the station 38 arranged. The car 10 must drive backwards into the parking space to the motor vehicle 10 in the target position 48 to move. An existing parking assistance system is preferably used for these parking scenarios.

Das zweite Übertragungsglied 52 des Fahrzeugs ist beispielhaft in 3b) dargestellt. Dieser kann beispielsweise an der Front des Fahrzeugs oder aber am Heck oder wie im Beispiel der 1 in etwa mittig am Unterboden des Fahrzeugs 10 angebracht sein. Das zweite Übertragungsglied 52 weist in diesem Beispiel einen Kolben 64 auf, an dessen Ende ein Stecker 66 angeordnet ist. Das Übertragungsglied 52 ist beispielsweise so ausgebildet, dass es eine vertikale Bewegung des Kolbens ermöglicht, damit eine optimale Höhe des Kolbens eingestellt werden kann, wie durch den Pfeil 69 angedeutet ist. Weiterhin weist der Kolben 64 ein Kugelgelenk 68 auf, durch den der Kolben schwenkbar in vertikaler und lateraler Richtungen ist, so dass auch bei kleinen Ungenauigkeiten beim Einparken die Steckverbindung zu dem ersten Übertragungsglied 54 hergestellt werden kann.The second transmission link 52 of the vehicle is exemplary in 3b) shown. This can, for example, at the front of the vehicle or at the rear or as in the example of 1 approximately in the middle of the underbody of the vehicle 10 to be appropriate. The second transmission link 52 has a piston in this example 64 on, at the end of a plug 66 is arranged. The transmission link 52 For example, it is designed to allow vertical movement of the piston so that an optimum height of the piston can be adjusted, as indicated by the arrow 69 is indicated. Furthermore, the piston 64 a ball joint 68 on, by which the piston is pivotable in the vertical and lateral directions, so that even with small inaccuracies when parking the connector to the first transmission link 54 can be produced.

Das erste Übertragungsglied 54 verfügt in diesem Ausführungsbeispiel über einen Aufbau der schematisch in 3a) dargestellt ist. Das erste Übertragungsglied 54 ist sowohl am Boden über ein Gelenk 58 als auch am Hals 59 durch ein Gelenk 51 schwenkbar aufgehängt, wodurch ein etwaiger Impuls beim Herstellen der Verbindung abgefedert werden kann. Wie in 3a) dargestellt kann das erste Übertragungsglied 54 im Bereich des Gegensteckers 56 über einen kegelförmigen Mantel 53 verfügen, der bewirkt, dass ein Stecker 66 des zweiten Übertragungsglieds 52 zu dem Gegenstecker 56 hingeführt werden kann. Ähnliche Anordnungen sind beispielsweise bei der Flugbetankung von Kampfflugzeugen bekannt.The first transmission link 54 has in this embodiment has a structure of schematically in 3a) is shown. The first transmission link 54 is both on the ground over a joint 58 as well as on the neck 59 through a joint 51 pivotally suspended, whereby any impulse when connecting can be cushioned. As in 3a) the first transmission element can be represented 54 in the area of the mating connector 56 over a cone-shaped coat 53 feature, which causes a plug 66 of the second transmission link 52 to the mating connector 56 can be guided. Similar arrangements are known, for example, in the flight refueling of fighter aircraft.

Um eine Beschädigung der Anschlussverbindung bzw. des ersten und/oder des zweiten Übertragungsglieds 52, 54 zu verhindern, sollte die Steckverbindung derart ausgebildet sein, dass sie durch mechanischen Zug zerstörungsfrei gelöst werden kann. Alternativ könnte durch die Steuerungseinheit 22 des Fahrzeugs 10 jeglichen Versuch das Fahrzeug zu bewegen durch die Parkbremse solange unterbinden, bis die Verbindung zwischen dem ersten und/oder des zweiten Übertragungsglieds 52, 54 gelöst ist.To damage the terminal connection or the first and / or second transmission member 52 . 54 To prevent the connector should be designed so that it can be solved by mechanical train non-destructive. Alternatively, by the control unit 22 of the vehicle 10 any attempt to move the vehicle through the parking brake until the connection between the first and / or the second transmission link 52 . 54 is solved.

In einem Ausführungsbeispiel kann die Erfindung in Garagen eingesetzt werden. Auch denkbar ist der Einsatz der Erfindung im Zuge einer großflächigen Einführung von Elektrofahrzeugen in Parkhäusern und an öffentlichen Ladestationen bzw. öffentlichen Parkplätzen. In 4 ist beispielhaft ein Parkplatz 1 dargestellt, der eine Ladestation 38, die nach einer möglichen Ausführung der Erfindung ausgebildet ist, aufweist. Die Ladestation 38 umfasst eine Steuereinheit (nicht dargestellt), die durch einen entsprechenden Steuerbefehl das in diesem Beispiel als Steckdose ausgebildete erste Übertragungsglied 54 ein und ausfahren, also von einer Ruheposition in eine Ladeposition und zurück verbringen kann und die Steckdose öffnen und schließen kann. Weiterhin kann die Steuereinheit insbesondere drahtlos mit dem Fahrzeug 10 kommunizieren und dem Fahrzeug 10 Koordinaten und Informationen zur Verfügung stellen, damit die Steckverbindung möglichst präzise hergestellt werden kann. Die Anschlussstelle für das erste Übertragungsglied 54 ist in diesem Beispiel mittig vorne in dem Parkplatz 1 angeordnet. Dadurch können sowohl Kleine als auch große Fahrzeuge den Mechanismus nutzen. Der Parkplatz weist zudem Stopper 3 auf, welche die Aufgabe haben zu verhindern, dass ein Fahrzeug ungehindert auf die Anschlussstelle der Ladestation 38 auffährt und diese möglicherweise beschädigt. Das Prinzip kann sowohl für das Vorwärts- wie auch das Rückwärtseinparken verwendet werden, abhängig davon wo am Fahrzeug das zweite Übertragungsglied 52 angeordnet ist.In one embodiment, the invention can be used in garages. Also conceivable is the use of the invention in the course of a large-scale introduction of electric vehicles in parking garages and public charging stations or public parking lots. In 4 is an example parking spot 1 shown, which is a charging station 38 , which is designed according to a possible embodiment of the invention comprises. The charging station 38 comprises a control unit (not shown), which by a corresponding control command formed in this example as a socket first transmission member 54 in and out, so from a rest position to a loading position and spend back and can open and close the socket. Furthermore, the control unit can in particular wirelessly with the vehicle 10 communicate and the vehicle 10 Provide coordinates and information to make the connector as accurate as possible. The connection point for the first transmission link 54 in this example is centered in the front of the parking lot 1 arranged. This allows both small and large vehicles to use the mechanism. The parking lot also has stoppers 3 on which have the task of preventing a vehicle from unhampered to the junction of the charging station 38 ascends and may damage them. The principle can be used for both forward and reverse parking, depending on where on the vehicle the second transmission link 52 is arranged.

In 5 ist der Datenaustausch der Steuereinheit 22 in einem schematischen Flussdiagramm vereinfacht beispielhaft dargestellt. Das schematische Flussdiagramm ist in 3 allgemein mit 150 bezeichnet. In 5 is the data exchange of the control unit 22 simplified in a schematic flowchart shown as an example. The schematic flowchart is in 3 generally with 150 designated.

Die Steuereinheit 22 erhält von dem Satelliten 134 GPS-Daten, die mit 152 bezeichnet sind. Die Steuereinheit 22 erhält ferner vom Parkpilotsensor Positionsdaten 154, vom Lenkwinkelsensor Lenkwinkeldaten 156, von dem Signalgeber 42 der Ladestation Positionsdaten 158 und von der Ladeeinheit 20 Energietransferdaten 160. Auf Grundlage der Daten 152 bis 158 bestimmt die Steuereinheit 122 die Position des Fahrzeugs 10 relativ zu der Ladestation 38 und positioniert das Kraftfahrzeug 10 in die Zielposition 48. Unter Umständen ist zur Erreichung der Zielposition 48 noch eine Korrektur des Fahrzeugs 10 durch Verändern der Längsposition, der Querposition oder lediglich des Lenkwinkels nötig. Um diese Korrektur der aktuellen Position 46 durchzuführen und um die Zielposition 48 zu erreichen, steuert die Steuereinheit 22 über ein Steuersignal 162 den Fahrzeugantrieb 12 an, der entweder das Fahrzeug 10 in eine Vorwärtsrichtung oder eine Rückwärtsrichtung antreibt. Ferner steuert die Steuereinheit 22 zur Korrektur der Fahrzeugposition 46 den Lenkwinkelantrieb mittels eines Steuersignals 164 an. Dadurch ist alleine oder im Zusammenhang mit dem Steuersignal 162 für den Fahrzeugantrieb 12 eine Korrektur der Fahrzeugposition 46 möglich. Die Steuereinheit 22 steuert ferner mittels eines Steuersignals 166 die Bremse des Kraftfahrzeugs 10 an, um das Kraftfahrzeug 10 zum Erreichen der Zielposition 48 entsprechend zu verzögern.The control unit 22 gets from the satellite 134 GPS data with 152 are designated. The control unit 22 also receives position data from the parking pilotsensor 154 , from the steering angle sensor steering angle data 156 , from the signaler 42 the charging station position data 158 and from the loading unit 20 Energy Transfer Data 160 , Based on the data 152 to 158 determines the control unit 122 the position of the vehicle 10 relative to the charging station 38 and positions the motor vehicle 10 in the target position 48 , May be to achieve the target position 48 another correction of the vehicle 10 by changing the longitudinal position, the transverse position or only the steering angle needed. To this correction of the current position 46 perform and around the target position 48 to reach, controls the control unit 22 via a control signal 162 the vehicle drive 12 to either the vehicle 10 in a forward direction or a reverse direction. Further, the control unit controls 22 to correct the vehicle position 46 the steering angle drive by means of a control signal 164 at. This is alone or in conjunction with the control signal 162 for the vehicle drive 12 a correction of the vehicle position 46 possible. The control unit 22 further controls by means of a control signal 166 the brake of the motor vehicle 10 to the motor vehicle 10 to reach the target position 48 to delay accordingly.

Auf diese Weise kann die Steuereinheit 22 mit den erfassten Eingangssignalen 152 bis 158 die Position des Kraftfahrzeugs 10 bestimmen und über die Steuersignale 62 bis 66 das Kraftfahrzeug 10 in die Zielposition 48 bewegen. Die Steuereinheit kann außerdem Steuersignale an das erste und/oder an das zweite Übertragungsglied 52, 54 senden.In this way, the control unit 22 with the detected input signals 152 to 158 the position of the motor vehicle 10 determine and over the control signals 62 to 66 the car 10 in the target position 48 move. The control unit may also control signals to the first and / or to the second transmission member 52 . 54 send.

In 6 ist ein Ablaufdiagramm zum Positionieren des Kraftfahrzeugs 10 schematisch und beispielhaft dargestellt und allgemein mit 170 bezeichnet.In 6 is a flowchart for positioning the motor vehicle 10 schematically and exemplified and generally with 170 designated.

Der Positionierungsvorgang wird eingeleitet mit einem Schritt des Messens der Größe der Parklücke, der bei 172 gezeigt ist. Ferner wird die Position des ersten Übertragungsgliedes 42 der Ladeeinheit 40 grob erfasst, wie es bei 174 gezeigt ist. Auf Grundlage der Informationen aus Schritt 172 und 174 wird bei 176 geprüft, ob das Fahrzeug 10 in die Zielposition 48 gebracht werden kann, d.h. ob das zweite Übertragungsglied 54 optimal zum ersten Übertragungsglied 52 angeordnet werden kann. Ist eine Positionierung in die Zielposition 48 nicht möglich, wird bei 178 der Fahrer informiert und der Positionierungsvorgang abgebrochen bzw. nicht eingeleitet. Sofern eine Positionierung des Kraftfahrzeugs 10 in die Zielposition 48 möglich ist, wird die Positionierung eingeleitet, wie es bei 80 gezeigt ist. Der Positionierungsvorgang 80 beinhaltet die Schritte des autonomen Manövrierens des Kraftfahrzeugs 10 in die Parklücke, wie es bei 182 gezeigt ist, die Positionierung relativ zu der Ladeeinheit 40, wie es bei 184 gezeigt ist und eine abschließende Justierung der Ladeeinheit 20 über der Ladeeinheit 40, zur Optimierung der aktuellen Position 46, wie es bei 186 gezeigt ist.The positioning operation is initiated with a step of measuring the size of the parking space at 172 is shown. Further, the position of the first transmission member becomes 42 the loading unit 40 roughly recorded, as with 174 is shown. Based on the information from step 172 and 174 is at 176 checked if the vehicle 10 in the target position 48 can be brought, ie whether the second transmission member 54 optimally to the first transmission element 52 can be arranged. Is a positioning in the target position 48 not possible, will be included 178 the driver informed and the positioning process aborted or not initiated. If a positioning of the motor vehicle 10 in the target position 48 is possible, the positioning is initiated, as with 80 is shown. The positioning process 80 includes the steps of the autonomous maneuvering of the motor vehicle 10 in the parking space, as with 182 is shown, the positioning relative to the loading unit 40 as with 184 is shown and a final adjustment of the charging unit 20 above the loading unit 40 , to optimize the current position 46 as with 186 is shown.

In 7 ist ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch und beispielhaft dargestellt und allgemein mit 90 bezeichnet. Bei 92 wird die Absicht des Fahrers zum Aufladen des Energiespeichers 18 angezeigt. Bei 94 wird die Größe der Parklücke gemessen und die Position des ersten Übertragungsglieds 54 bestimmt. Danach wird bei 96 geprüft, ob ein Positionieren des Kraftfahrzeugs 10 möglich ist. Sofern dies nicht möglich ist, wird bei 98 dies dem Fahrer mitgeteilt. Sofern dies möglich ist, wird bei 100 um Bestätigung des automatischen Positionierens durch den Fahrer ersucht. Diese Bestätigung erfolgt üblicherweise über die HMI-Schnittstelle 36. Die Bestätigung durch den Fahrer mittels der HMI-Schnittstelle 36 erfolgt bei 102. Danach wird bei 104 geprüft, ob die Eingabe des Fahrers erfolgt ist bzw. korrekt erfolgt ist. Sofern die Fahrerbestätigung bei 102 nicht oder nicht korrekt erfolgt ist, wird der automatische Positionierungsvorgang des Fahrzeugs 10 bei 106 abgebrochen. Sofern die Fahrerbestätigung positiv erfolgt ist, wird bei 108 geprüft, ob Hindernisse in der Parklücke erfasst wurden. Sofern bei 108 Hindernisse positiv erfasst wurden, wird bei 110 der automatische Positionierungsvorgang des Fahrzeugs 10 abgebrochen. Sofern keine Hindernisse bei 108 erfasst wurden, wird der Positionierungsvorgang bei 112 fortgesetzt. Der Fahrer hat jederzeit die Möglichkeit, diesen Positionierungsvorgang abzubrechen, wie es durch die Rekursionsschleife 114 angedeutet ist. Sofern über die HMI-Schnittstelle 36 eine entsprechende Abbrucheingabe durch den Fahrer erfolgt (dies kann auch durch Betätigen des Bremspedals erfolgen), wird bei 106 der Positionierungsvorgang abgebrochen. Sofern diese Eingabe nicht erfolgt, wird bei 114 überprüft, ob die Halteposition oder die Zielposition 48 erreicht wurde. Sofern die Zielposition 48 nicht erreicht wurde, wird wiederum geprüft, ob Hindernisse in der Parklücke vorliegen, wie es durch eine Schleife 116 angedeutet ist. Sofern die Zielposition 48 erreicht ist, wird bei 118 das Kraftfahrzeug 10 angehalten und eine entsprechende Rückmeldung an den Fahrer gegeben.In 7 is a flow diagram of the method according to the invention schematically and exemplified and generally with 90 designated. at 92 is the intention of the driver to charge the energy storage 18 displayed. at 94 the size of the parking space is measured and the position of the first transfer member 54 certainly. After that, at 96 checked whether a positioning of the motor vehicle 10 is possible. If this is not possible, it will be included 98 communicated this to the driver. If this is possible, it will be included 100 requested confirmation of automatic positioning by the driver. This confirmation usually takes place via the HMI interface 36 , The confirmation by the driver via the HMI interface 36 takes place at 102 , After that, at 104 Checked whether the driver input has been made or has been carried out correctly. If the driver confirmation at 102 is not or not done correctly, the automatic positioning process of the vehicle 10 at 106 canceled. Provided the driver confirmation is positive, is added 108 checked whether obstacles in the parking space were detected. If at 108 Obstacles that have been detected positively will be added 110 the automatic positioning process of the vehicle 10 canceled. Unless there are obstacles 108 are detected, the positioning process at 112 continued. The driver always has the opportunity to cancel this positioning process, as it did by the recursion loop 114 is indicated. If via the HMI interface 36 a corresponding abort input by the driver takes place (this can also be done by pressing the brake pedal) is at 106 the positioning process is aborted. If this entry is not made, is at 114 Checks whether the stop position or the target position 48 was achieved. Unless the target position 48 is not reached, it is again checked whether there are obstacles in the parking space, as by a loop 116 is indicated. Unless the target position 48 is reached is at 118 the car 10 stopped and given a corresponding feedback to the driver.

Sofern Hindernisse erfasst werden, kann ein akustisches Warnsignal an den Fahrer gegeben werden oder das Fahrzeug 10 automatisch gestoppt werden. Zusätzlich kann eine visuelle Warnung erfolgen.If obstacles are detected, an audible warning signal can be given to the driver or the vehicle 10 be stopped automatically. Additionally, a visual warning can be given.

Das beschriebene Verfahren kann nach denselben Prinzipien auch zum Ausparken aus einem Parkplatz mit einer Ladestation bei einer hergestellten Ladeverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsglied erfolgen. Dabei wird die optimale Position derart durch das Parkassistenzsystem bestimmt, dass z.B. ein möglichst schneller, reibungsloser Ausparkvorgang erfolgt, der das Fahrzeug 10 in eine Position verbringt von der aus es möglichst problemlos wieder am Verkehr teilnehmen kann. Dazu wird zunächst die Ladeverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsglied zunächst kontrolliert getrennt. Dazu sendet beispielsweise die Steuereinheit 22 ein Steuersignal an die Ladeeinheit und dann die Ladestation, wodurch eine Trennung der Steckverbindung vorbereitet wird oder beispielsweise durch entsprechende Aktoren aktiv durchgeführt wird. Das erste und/oder das zweite Übertragungsglied werden von einer Ladeposition in eine Ruheposition gebracht, woraufhin der automatische oder durch das Parkassistenzsystem unterstützte Ausparkvorgang in die Zielposition 48 erfolgt.The method described can also take place according to the same principles for parking out of a parking space with a charging station in the case of an established charging connection between the first and the second transmission link. In this case, the optimum position is determined by the parking assistance system in such a way that, for example, the fastest, smoother parking operation possible takes place of the vehicle 10 in a position from which it can participate as easily as possible in the traffic again. For this purpose, first the charging connection between the first and the second transmission member is first separated controlled. For example, the control unit transmits this 22 a control signal to the charging unit and then the charging station, whereby a separation of the connector is prepared or is actively performed, for example, by appropriate actuators. The first and / or the second transmission member are brought from a loading position to a rest position, whereupon the automatic or assisted by the parking assistance system Ausparkvorgang to the target position 48 he follows.

Die Steuerungseinheit 22 des Fahrzeugs kann beispielsweise selbständig erkennen, wenn beabsichtigt ist, das Fahrzeug auszuparken, also von der Ladestation 38 wegzubewegen. Dazu könnte das Fahrzeug beispielsweise mittels geeigneter Sensoren registrieren, dass sich jemand auf den Fahrersitz gesetzt hat und/oder ein Zündschlüssel eingesteckt wurde.The control unit 22 of the vehicle, for example, recognize automatically when it is intended to park the vehicle, ie from the charging station 38 move away. For this purpose, the vehicle could register, for example by means of suitable sensors, that someone has sat on the driver's seat and / or an ignition key has been inserted.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2010/0117596 A1 [0004]
US 2009/0040068 A1 [0005]
DE 102008046215 A1 [0008]

Claims

Procedure ( 70 ; 90 ) for positioning a motor vehicle ( 10 ) relative to a charging station ( 38 ), wherein the motor vehicle ( 10 ) an electric drive ( 14 ) and an electrical energy store ( 18 ), wherein the electrical energy store ( 18 ) is adapted to the electric drive ( 14 ) to supply with electrical energy and / or from the electric drive ( 14 ), the charging station ( 38 ) a first transmission element ( 54 ) and the motor vehicle ( 10 ) a second transmission element ( 52 ), which together form a transmission unit which is designed to supply electrical energy from the charging station ( 38 ) to the motor vehicle ( 10 ), in particular to the energy store ( 18 ), with the steps: - determining ( 94 ) of a target position ( 48 ) of the motor vehicle ( 10 ) relative to the charging station ( 38 ), - check whether a vehicle-controlled positioning of the motor vehicle ( 10 ) into this target position ( 48 ) is possible ( 76 ; 96 ), - vehicle-controlled positioning ( 80 ) of the motor vehicle ( 10 ) to the target position ( 48 ), the transmission elements ( 52 . 54 ) by positioning ( 80 ) of the motor vehicle ( 10 ) relative to the charging station ( 38 ) are merged or separated.

The method of claim 1, wherein said determining ( 94 ) of a target position ( 48 ) and / or vehicle-based positioning based on radio signals ( 28 ) or satellite signals ( 30 ) he follows.

Method according to one of claims 1 or 2, wherein a stop position of the motor vehicle ( 10 ) and / or a current position ( 46 ) of the motor vehicle ( 10 ) during positioning ( 80 ) relative to the station ( 38 ) is checked ( 84 ).

Method according to claim 3, wherein the holding position and / or the current position ( 46 ) is corrected by vehicle ( 86 ) by changing a steering angle of the motor vehicle ( 10 ) and / or changing the longitudinal position of the motor vehicle ( 10 ) and / or by changing the transverse position of the motor vehicle ( 10 ).

Method according to one of claims 3 or 4, wherein the charging station ( 38 ) at least one transmitting device ( 42 ) for sending signals ( 44 ) and the vehicle ( 10 ) at least one receiving device ( 24 ) for receiving the signals transmitted by the transmitting device, wherein the current position ( 46 ) of) a transit time of the signals ( 44 ) is determined.

Method according to one of claims 1 to 5, wherein before or immediately after reaching the target position ( 48 ) by the motor vehicle ( 10 ) the first transmission element ( 54 ) and / or the second transmission element ( 52 ) is transferred from a rest position to a loading position or from a loading position to a rest position.

Method according to claim 6, characterized in that by the transfer of the first transfer element ( 54 ) and / or the second transmission element ( 52 ) from a rest position to a loading position or from a loading position to a rest position, a plug connection between the first transmission element ( 54 ) and the second transmission element ( 52 ) or separated.

Method according to one of claims 1 to 7, wherein upon reaching the target position ( 48 ) is reported back to the driver.

Method according to one of claims 1 to 8, wherein an environment of the charging station ( 38 ) by means of environment sensors ( 24 ) of the vehicle ( 10 ) is detected.

Method according to claim 9, wherein objects, in particular other motor vehicles ( 49 ), Persons or animals in the vicinity of the motor vehicle ( 10 ) during positioning ( 80 ).

Method according to one of the claims or 10 , taking necessary measures to reach the target position ( 48 ) before initiating vehicle-controlled positioning ( 80 ).

Device for positioning a motor vehicle ( 10 ) relative to a charging station ( 38 ), with recording means ( 24 ) for detecting the environment of the motor vehicle ( 10 ) and a control unit ( 22 ), which is designed to simplify the procedure ( 70 ; 90 ) according to one of claims 1 to 11.

Motor vehicle comprising an electric drive ( 14 ) and an electrical energy store ( 18 ), wherein the electrical energy store ( 18 ) is adapted to the electric drive ( 14 ) to supply with electrical energy and / or from the electric drive ( 14 ) stored energy, wherein the motor vehicle ( 10 ) a second transmission element ( 20 ), which is formed together with a first transmission member form a transmission unit which is adapted to electrical energy from a charging station ( 38 ) to the motor vehicle ( 10 ), in particular to the energy store ( 18 ), characterized in that the motor vehicle comprises a device according to claim 12.

Charging station for an electrical energy store ( 18 ) of a motor vehicle ( 10 ), comprising a first transmission element ( 54 ) which is formed together with a second transmission member ( 52 ) form a transmission unit which is designed to supply electrical energy from a charging station ( 38 ) to the motor vehicle ( 10 ), in particular to the energy store ( 18 ), characterized in that the charging station is adapted for use in a method according to any one of claims 1 to 11.