DE102015107812A1

DE102015107812A1 - Ultraschallortung für ein Elektrofahrzeugaufladesystem

Info

Publication number: DE102015107812A1
Application number: DE102015107812.0A
Authority: DE
Inventors: Christopher W. Bell; John Paul Gibeau; William Christopher TREGO; James A. Lathrop; Karin Lovett
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2015-11-26
Also published as: CN105083046B; CN105083046A; US20150336464A1

Abstract

Ein Ladesystem zum Aufladen eines Fahrzeugs weist eine Ladestation und ein Fahrzeug auf. Die Ladestation weist eine drahtlose Ladespule, mindestens einen Ultraschallsensor, der ausgerichtet ist, um ein Fahrzeug in der Nähe der Spule zu erfassen, sowie eine erste drahtlose Kommunikationsvorrichtung auf. Das Fahrzeug weist eine Ladeplatte, eine zweite drahtlose Kommunikationsvorrichtung in Kommunikation mit der ersten drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, ein fahrzeugseitiges Display und mindestens eine Steuervorrichtung auf. Die Steuervorrichtung ist konfiguriert, um Positionsinformationen über das Display zu präsentieren. Die Positionsinformationen entsprechen einer Fahrzeugposition, die von dem mindestens einen Sensor erfasst wird und über die erste und die zweite drahtlose Kommunikationsvorrichtung übertragen wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft Ladestationen und das Aufladen von Akkumulatoren in Elektro- und Hybridelektrofahrzeugen.
STAND DER TECHNIK
Aufladeverfahren für batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs) und Plugin-Hybridelektrofahrzeuge (PHEVs) herrschen zunehmend vor, während Fortschritte im Fahrzeugantrieb und in der Akkumulatortechnologie aufgetreten sind. Einige Aufladeverfahren weisen drahtloses Aufladen auf, wie zum Beispiel induktives Aufladen. Induktive Aufladesysteme weisen eine Primärladespule auf, die mit einem elektrischen Strom erregt wird. Die Primärladespule induziert einen Strom in einer Sekundärladespule, der zum Aufladen eines Akkumulators verwendet werden kann.
KURZDARSTELLUNG
Ein Aufladesystem zum Aufladen eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Offenbarung weist eine Ladestation und ein Fahrzeug auf. Die Ladestation weist eine drahtlose Ladespule, mindestens einen Ultraschallsensor, der ausgerichtet ist, um ein Fahrzeug in der Nähe der Spule zu erfassen, sowie eine erste drahtlose Kommunikationsvorrichtung auf. Das Fahrzeug weist eine Ladeplatte, eine zweite drahtlose Kommunikationsvorrichtung in Kommunikation mit der ersten drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, ein fahrzeugseitiges Display und mindestens eine Steuervorrichtung auf. Die Steuervorrichtung ist konfiguriert, um Positionsinformationen über das Display zu präsentieren. Die Positionsinformationen entsprechen einer Fahrzeugposition, die von dem mindestens einen Sensor erfasst wird und über die erste und die zweite drahtlose Kommunikationsvorrichtung übertragen wird.
Bei einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung konfiguriert, um ein automatisches Fahrzeugeinparkereignis als Reaktion auf die Positionsinformationen zu koordinieren. Bei einigen Ausführungsformen weist das Ladesystem zusätzlich ein Gehäuse auf, das den mindestens einen Sensor hält, eine Basis, die die Spule trägt, und eine Verbindung, die die Basis und das Gehäuse koppelt. Die Verbindung kann eine längenverstellbare Verbindung sein. Das Gehäuse kann einen ersten Abschnitt auf einer ersten Seite der Spule aufweisen, einen zweiten Abschnitt auf einer zweiten Seite der Spule, und einen dritten Abschnitt auf einer dritten Seite der Spule. Bei einer solchen Ausführungsform wird ein erster Sensor in dem ersten Abschnitt gehalten, ein zweiter Sensor wird in dem zweiten Abschnitt gehalten, und ein dritter Sensor wird in dem dritten Abschnitt gehalten. Einige Ausführungsformen weisen zusätzlich ein Zielelement auf, das sich von dem Gehäuse erstreckt, das eine Fahrerzielhilfe aufweist. Das Zielelement ist von einer Mittenlinie des Gehäuses zu einer Position versetzt, die mit einem Fahrzeugfahrersitz übereinstimmt.
Eine drahtlose Ladestation für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung weist eine drahtlose Ladespule auf. Die Station weist zusätzlich ein erstes Gehäuse in der Nähe der Spule und einen ersten Sensor auf, der in dem Gehäuse gehalten wird und ausgerichtet ist, um ein Fahrzeug in der Nähe der Spule zu erfassen. Die Ladestation weist ferner eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung in Kommunikation mit dem Sensor auf und die konfiguriert ist, um Positionsdaten, die einem erfassten Fahrzeug entsprechen, zu einer dazugehörenden Fahrzeugkommunikationsvorrichtung zu übertragen.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Sensor ein Ultraschallsensor. Bei einer Ausführungsform weist die Ladestation ferner ein zweites Gehäuse und ein drittes Gehäuse auf, die an gegenüberliegenden Enden des ersten Gehäuses gekuppelt sind, um ein im Allgemeinen U-förmiges kombiniertes Gehäuse zu definieren. Solche Ausführungsformen weisen einen zweiten Sensor auf, der innerhalb des zweiten Gehäuses gehalten wird, und einen dritten Sensor, der innerhalb des dritten Gehäuses gehalten wird. Einige Ausführungsformen weisen zusätzlich eine Basis auf, die die Spule trägt, und eine Verbindung, die das Gehäuse mit der Basisstation koppelt. Die Verbindung kann eine längenverstellbare Verbindung sein. Einige Ausführungsformen weisen zusätzlich ein Zielelement auf, das sich von dem Gehäuse erstreckt und eine Fahrerzielhilfe aufweist. Das Zielelement ist von einer Mittenlinie des Gehäuses zu einer Position versetzt, die mit einem Fahrzeugfahrersitz übereinstimmt.
Ein Plugin-Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung weist eine drahtlose Ladespule, eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung und ein fahrzeugseitiges Display und mindestens eine Steuervorrichtung auf. Die Steuervorrichtung ist konfiguriert, um Positionsinformationen über das Display zu präsentieren. Die Positionsinformationen werden über eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung von einer dazugehörenden drahtlosen Ladestation empfangen, wobei die dazugehörende Ladestation einen Sensor aufweist, der ausgerichtet ist, um eine Fahrzeugnähe zu der drahtlosen Ladespule zu erfassen. Bei einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung ferner konfiguriert, um ein automatisches Fahrzeugeinparkereignis als Reaktion auf die Positionsinformationen zu koordinieren.
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung können eine Anzahl von Vorteilen bereitstellen. Die vorliegende Offenbarung stellt zum Beispiel eine Ladestation bereit, die Positionsinformationen zu dem Fahrzeug bereitstellt. Diese Informationen können einen Fahrer befähigen, das Fahrzeug in Bezug auf eine drahtlose Ladespule für das Akkumulatoraufladen genauer zu positionieren. Zusätzlich können diese Positionsinformationen in Verbindung mit einem automatischen Einparksystem verwendet werden, um das Fahrzeug in der Nähe einer drahtlosen Ladespule präzis automatisch zu parken. Systeme gemäß der vorliegenden Offenbarung weisen Sensoren auf, die auf einer Ladestation statt auf dem Fahrzeug liegen. Die Sensoren brauchen daher nicht ausgelegt zu sein, um Gefahren unterwegs standzuhalten, und sie können mit verringerten Kosten hergestellt werden.
Die oben stehenden und andere Vorteile sowie Merkmale der vorliegenden Offenbarung ergeben sich klar aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen verbunden mit den begleitenden Zeichnungen genommen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer drahtlosen Ladestation für ein Elektrofahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung,
2 ist eine schematische Darstellung eines drahtlosen Ladesystems gemäß der vorliegenden Offenbarung, das eine Ladestation und ein Plugin-Fahrzeug aufweist, und
3 veranschaulicht ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugladesystems gemäß der vorliegenden Offenbarung in Flussdiagrammform.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie der Durchschnittsfachmann versteht, können unterschiedliche Merkmale der vorliegenden Erfindung, die unter Bezugnahme auf irgendeine der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen veranschaulichter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen der typischen Anwendungen bereit. Unterschiedliche Kombinationen und Änderungen der Merkmale in Übereinstimmung mit den Lehren dieser Offenbarung könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen gewünscht werden.
Fahrzeuge können durch Akkumulatorelektrizität (BEWs) sowie durch eine Kombination von Leistungsquellen, darunter Akkumulatorelektrizität, mit Leistung versorgt werden. Es werden zum Beispiel Hybridelektrofahrzeuge (HEVs) in Betracht gezogen, bei welchen der Antriebsstrang sowohl durch einen Akkumulator als auch durch eine Brennkraftmaschine mit Leistung versorgt wird. Bei diesen Konfigurationen ist der Akkumulator aufladbar und ein Fahrzeugaufladegerät stellt Leistung bereit, um den Akkumulator nach Entladen wiederherzustellen.
Einige Fahrzeuge und dazugehörende Ladestationen sind für drahtloses Freihand-Aufladen ausgestattet. Zum Aufladen von Fahrzeugen unter Verwendung eines solchen Systems muss das Fahrzeug präzis in Bezug zu dem Auflader aufgestellt werden. Eine Sekundärladespule in dem Fahrzeug muss innerhalb einer bestimmten Entfernung und Ausrichtung einer Primärladespule positioniert sein, um einen Fahrzeugakkumulator effektiv aufzuladen.
Eine mögliche Lösung weist das Bereitstellen von Sensoren auf dem Fahrzeug auf, die ausgestattet sind, um eine Lage der Ladestation zu erfassen. Solche Umsetzungen müssen jedoch ausreichend robust sein, um in Gegenwart verstreuten Straßenschutts zu funktionieren, darunter von Reifen geschleuderter Schlamm, Eis oder Schmutz. Robuste Sensoren, die fähig sind, solchen Gefahren unterwegs standzuhalten, können kostspielig sein.
Unter Bezugnahme auf 1 ist in schematischer Form eine Draufsicht einer drahtlosen Ladestation gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Die Ladestation ist zum induktiven Aufladen konfiguriert und weist eine Primärladespule 10 auf, die in einer Primärinduktions-Ladeplatte 12 untergebracht ist. Die Primärladespule 10 ist elektrisch mit einer elektrischen Leistungsquelle 14 verbunden. Die Leistungsquelle 14 stellt Strom zu der Primärladespule 10 bereit, die ein elektromagnetisches Feld um die Primärinduktions-Ladeplatte 12 erzeugt. Wenn eine entsprechende Sekundärspule in die Nähe der mit Leistung versorgten Primärinduktions-Ladeplatte 12 platziert wird, empfängt sie Leistung dadurch, dass sie sich in dem erzeugten elektromagnetischen Feld befindet. Die Primärinduktions-Ladeplatte 12 kann bei einigen Ausführungsformen mit einer angelenkten Anordnung versehen sein, um die Primärladespule in Bezug zu einem Fahrzeug zum Laden zu heben und zu senken.
Die drahtlose Ladestation weist zusätzlich ein Gehäuse 16 auf. Das Gehäuse befindet sich in der Nähe der Primärinduktions-Ladeplatte 12. Das Gehäuse 16 weist einen zentralen Abschnitt 18 mit einer langen Seite auf, die zu der Primärinduktions-Ladeplatte 12 zeigt. Das Gehäuse 16 weist zusätzlich einen ersten Arm 20 und einer zweiten Arm 22 auf, der sich von gegenüberliegenden Enden des zentralen Abschnitts 18 erstreckt. Das Gehäuse 16 ist daher im Allgemeinen U-förmig. Die Breite des zentralen Abschnitts 18 überschreitet vorzugsweise die Breite der Primärinduktions-Ladeplatte 12, so dass sich der erste Arm 20 und der zweite Arm 22 auf gegenüberliegenden Seiten der Primärinduktions-Ladeplatte 12 erstrecken. Zusätzlich sollte die Breite des zentralen Abschnitts 18 vorzugsweise die Breite irgendeines Kraftfahrzeugs überschreiten, das für den Gebrauch mit der Ladestation bestimmt ist. Wenn ein Fahrzeug daher richtig in Bezug zu der Primärinduktions-Ladeplatte 12 zum Aufladen liegt, erstrecken sich der erste Arm 20 und der zweite Arm 22 auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs.
Das Gehäuse 16 ist mit der Primärinduktions-Ladeplatte 12 über eine Verbindung 24 verbunden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindung 24 eine längenverstellbare Verbindung. Die Verbindung 24 kann basierend auf Maßen eines Fahrzeugs, das für den Gebrauch mit der Ladestation bestimmt ist, und der Lage einer Sekundärladespule in dem Fahrzeug eingestellt werden. Die Verbindung wird daher verwendet, um eine passende Entfernung zwischen dem Gehäuse 16 und der Primärinduktions-Ladeplatte 12 bereitzustellen.
Die drahtlose Ladestation weist zusätzlich Sensoren 26, 28 und 32 auf, die mit dem Gehäuse assoziiert sind und im Allgemeinen zu der Primärinduktions-Ladeplatte ausgerichtet sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor 26 mit dem zentralen Abschnitt 18 assoziiert, der Sensor 28 ist mit dem ersten Arm 20 assoziiert, und der Sensor 30 ist mit dem zweiten Arm 22 assoziiert. Die drahtlose Ladestation weist ferner einen Sensor 32 auf, der operativ mit der Primärinduktions-Ladeplatte 12 gekuppelt ist. Wenn sich daher ein Fahrzeug der Primärinduktions-Ladeplatte 12 zum Aufladen nähert, stellt der Sensor 32 eine erste Sensorablesung bereit, die auf das sich annähernde Fahrzeug hinweist. Während das Fahrzeug weiter zu einer passenden Lage zum Aufladen vorwärts fährt, wird der Sensor 26 zu einer ersten Seite des Fahrzeugs ausgerichtet, der Sensor 28 zu einer zweiten Seite des Fahrzeugs und der Sensor 30 zu einer dritten Seite des Fahrzeugs. Der Sensor 26 stellt eine Messung der Fahrzeuglage in eine Längsrichtung, das heißt von vorn nach hinten bereit, und die Sensoren 28 und 30 stellen eine Messung der Fahrzeuglage in eine seitliche Richtung, das heißt von Seite zu Seite, bereit. Die Kombination der Sensoren stellt daher präzise Positionsinformationen für das Fahrzeug bereit.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Sensoren 26, 28, 30 und 32 Ultraschallsensoren. Solche Sensoren strahlen Ultraschallwellen aus, die von Objekten auf ihrem Weg reflektiert werden können. Durch Messen von Zeit zwischen dem Übertragen der Ultraschallwelle und dem Empfangen des reflektierten Signals, kann die Entfernung des Objekts berechnet werden. Bei einigen Ausführungsformen können andere Typen von Sensoren verwendet werden, oder eine Kombination von Ultraschall- und anderen Sensoren kann verwendet werden. Zusätzliche Sensoren über die drei veranschaulichten hinaus können natürlich verwendet werden.
Die Sensoren 26, 28, 30 und 32 sind mit einem Prozessor 34 in Kommunikation. Der Prozessor 34 ist konfiguriert, um eine Position eines Fahrzeugs zu berechnen, darunter Verlagerung längs und seitlich in Bezug zu der Primärinduktions-Ladeplatte 12 als Reaktion auf Signale von den Sensoren 26, 28, 30 und 32. Der Prozessor 34 ist zusätzlich in Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 36. Der Prozessor 34 ist konfiguriert, um Positionsinformationen eines Fahrzeugs zu dem Fahrzeug über die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 36 zu übertragen. Der Prozessor 34 und die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 36 können innerhalb des Gehäuses 16, der Primärinduktions-Ladeplatte 12 oder einer anderen geeigneten Stelle gehalten werden. Kommunikationskabel können durch die Verbindung 24 zwischen Bauteilen, die innerhalb des Gehäuses 16 und Bauteilen, die innerhalb der Primärinduktions-Ladeplatte 12 gehalten werden, verlegt werden.
Die Ladestation kann zusätzlich ein Zielelement 38 aufweisen. Das Zielelement 38 stellt eine visuelle Bezugsstelle bereit, durch die ein Fahrer die Position des Fahrzeugs in Bezug auf die Ladestation ausrichten kann und dient daher gemeinsam mit Positionsinformationen von den Sensoren 26, 28, 30 und 32. Das Zielelement 38 kann eine von dem Gehäuse 16 getrennte Vorrichtung sein, wie veranschaulicht, oder kann mit dem Gehäuse 16 gekoppelt werden oder sich von ihm erstrecken. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Zielelement 38 zu der Fahrerseite versetzt und nicht in Bezug auf die Ladestation zentriert. Das verringert die Gefahr der fehlerhaften Berechnung der Fahrerposition aufgrund eines Paralallaxenfehlers, der auftreten kann, wenn ein Fahrer versucht, die Entfernung oder Richtung eines Punkts zu bestimmen, der von der direkten Blicklinie des Fahrers versetzt ist.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Ladesystem veranschaulicht, das eine Ladestation 40 aufweist. Die Ladestation 40 kann im Wesentlichen wie oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben sein. Die Ladestation 40 weist eine Primärinduktions-Ladeplatte 42 auf, die eine Primärinduktionsspule 44, ein Gehäuse 46 und einen dazugehörenden Sensor 48, der ein Ultraschallsensor sein kann, eine Verbindung 50, die das Gehäuse 46 mit dem Primärinduktions-Ladeplatte 42 koppelt, hält. Die Ladestation weist einen Prozessor 52 in Kommunikation mit dem Sensor 48 auf. Der Prozessor 52 ist auch in Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 54. Der Prozessor 52 und die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 54 können innerhalb des Gehäuses 46, der Primärinduktions-Ladeplatte 42 oder einer anderen geeigneten Stelle gehalten werden. Kommunikationskabel können durch die Verbindung 50 verlegt werden.
Das Ladesystem weist zusätzlich ein Zielelement 56 auf, das eine Fahrerzielhilfe 58 aufweist. Die Fahrerzielhilfe 58 ist ein visueller Bezug für den Fahrer, der eine Zielscheibenmitte, ein Fadenkreuz oder eine andere geeignete Zielidentifikationsvorrichtung aufweisen kann.
Das Ladesystem weist zusätzlich ein Fahrzeug 60 auf. Das Fahrzeug 60 ist ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) oder ein Plugin-Hybridelektrofahrzeug (PHEV). Das Fahrzeug 60 weist einen Akkumulator 62 und eine Sekundärinduktionsspule 64 auf. Die Sekundärinduktionsspule 64 erzeugt Strom als Reaktion auf ein elektromagnetisches Feld, das von der Primärinduktionsspule 44 erzeugt wird. Das Fahrzeug 60 weist zusätzlich einen AC-DC-Wandler 66 auf. Der Wandler 66 richtet Wechselstrom, der von der Sekundärinduktionsspule 64 erzeugt wird, in Gleichspannung gleich und filtert sie, um den Akkumulator 62 aufzuladen.
Das Fahrzeug 60 weist zusätzlich mindestens eine Steuervorrichtung 68 auf. Obwohl sie als eine einzige Steuervorrichtung gezeigt ist, kann die Fahrzeugsteuervorrichtung 68 mehrere Steuervorrichtungen aufweisen, die verwendet werden, um mehrere Fahrzeugsysteme zu steuern. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 68 kann zum Beispiel ein(e) Fahrzeugsystemsteuervorrichtung/Antriebsstrangsteuermodul (VCS/PSM) sein. In diesem Hinblick kann der Fahrzeugladesteuerabschnitt des VCS/PSM Software sein, die in dem VCS/PSM eingebettet ist, oder kann in einer getrennten Hardwarevorrichtung umgesetzt werden. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 68 weist im Allgemeinen eine beliebige Anzahl von Mikroprozessoren, ASICs, ICs, Speicher (zum Beispiel FLASH, ROM, RAM, EPROM und/oder EEPROM) sowie Softwarecode auf, um gemeinsam miteinander zu wirken, um eine Reihe von Vorgängen auszuführen. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 68 kommuniziert zusätzlich mit anderen Steuervorrichtungen und Bauteilen über eine Hardline-Fahrzeugverbindung unter Verwendung eines gemeinsamen Busprotokolls (zum Beispiel CAN).
Die Steuervorrichtung 68 ist in elektrischer Kommunikation mit einer drahtlosen Fahrzeugkommunikationsvorrichtung 70. Die drahtlose Fahrzeugkommunikationsvorrichtung 70 ist in drahtloser Kommunikation mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 54 der Ladestation. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 54 der Ladestation und die drahtlose Fahrzeugkommunikationsvorrichtung 70 beide WiFi-Vorrichtungen. Andere drahtlose Kommunikationsverfahren können natürlich verwendet werden, wie zum Beispiel Bluetooth. Die Steuervorrichtung 68 ist konfiguriert, um Positionsinformationen von der Ladestation 40 über die drahtlose Fahrzeugkommunikationsvorrichtung 70 zu empfangen. Die drahtlose Kommunikation zwischen der drahtlosen Fahrzeugkommunikationsvorrichtung 70 und Ladestation 40 kann verwendet werden, um auch andere Informationen zu übertragen. Zum Beispiel kann die drahtlose Kommunikation verwendet werden, um eine Assoziationsvorgehensweise zwischen dem Fahrzeug 60 und der Ladestation 40 zu vervollständigen, auf die als Reaktion das Fahrzeugaufladen initiiert werden kann.
Die Steuervorrichtung 68 ist zusätzlich in Kommunikation mit einem Fahrerdisplay 72. Das Fahrerdisplay kann ein Multifunktionsdisplay des Armaturenbretts oder passende andere Displays sein. Die Steuervorrichtung ist konfiguriert, um die Positionsinformationen zu einem Fahrer über das Fahrerdisplay 72 bereitzustellen. Das Fahrerdisplay kann irgendeine geeignete Darstellung der Positionsinformationen des Fahrzeugs aufweisen, um die Fahrzeugposition und Ausrichtung in Bezug auf die Primärinduktions-Ladeplatte 42 zu veranschaulichen. Als Reaktion auf diese Informationen kann der Fahrer das Fahrzeug präziser mit der Sekundärinduktionsspule 64 in der Nähe der Primärinduktions-Ladeplatte 42 einparken.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Fahrzeug 60 mit einem automatischen Einparksystem ausgestattet. Bei einigen Ausführungsformen gibt eine Steuervorrichtung, die die Steuervorrichtung 68 oder andere geeignete Steuervorrichtungen sein kann, Befehle zu unterschiedlichen Fahrzeugsystemen aus, um ein automatisches Einparkereignis zu koordinieren. Während eines automatischen Einparkereignisses werden die Lenk-, Beschleunigungs- und Bremssysteme (nicht veranschaulicht) automatisch gesteuert, um das Fahrzeug in einer passenden Parklage und -ausrichtung einzuparken. Die Steuervorrichtung verwendet Positionsinformationen von der Ladestation 40, um die unterschiedlichen Systeme zu koordinieren und das Fahrzeug mit der Sekundärinduktionsspule 64 in der Nähe der Primärinduktions-Ladeplatte 42 zum Aufladen einzuparken.
Variationen des oben stehenden Systems sind natürlich möglich. Die Ladestation kann zum Beispiel nur einen einzigen Ultraschallsensor aufweisen statt der Konfiguration zu drei Sensoren, die in 1 veranschaulicht ist. Als ein anderes Beispiel kann eine Mehrzahl von Sensoren innerhalb eines einzigen länglichen Gehäuses an Stelle der U-förmigen Konfiguration, die in 1 veranschaulicht ist, gehalten werden. Als noch ein anderes Beispiel kann die Ladestation elektrisch mit einem visuellen Display gekuppelt sein, wie zum Beispiel mit einem LCD, und kann konfiguriert sein, um die Positionsinformationen des Fahrzeugs auf dem visuellen Display anzuzeigen. Eine solche Variante hat den Vorteil, dass sie ungeachtet der Existenz der drahtlosen Kommunikation zwischen der Ladestation und einem Fahrzeug arbeitet.
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugladesystems gemäß der vorliegenden Offenbarung in Flussdiagrammform veranschaulicht. Daten werden von akustischen Sensoren gesammelt, die in einer Ladestation angeordnet sind, wie an Block 80 veranschaulicht. Die Position und Ausrichtung eines erfassten Fahrzeugs werden wie an Block 82 veranschaulicht berechnet. Positionsinformationen werden zu dem Fahrzeug übertragen, wie an Block 84 veranschaulicht. Positionsinformationen werden dem Fahrer über ein fahrzeugseitiges Display bereitgestellt, wie an Block 86 veranschaulicht. Bei Fahrzeugen, die mit einem automatischen Einparksystem ausgestattet sind, wird das Fahrzeug automatisch basierend auf den Positionsinformationen, die von der Ladestation empfangen werden, wie an Block 88 veranschaulicht, eingeparkt.
Bei einer Variation des oben stehenden Verfahrens kann ein Fahrzeug mit einem automatischen Einparksystem konfiguriert sein, um dem Fahrer keine Positionsinformationen anzuzeigen, da der Fahrer mit dem Fahrzeug während des Einparkprozesses nicht zu interagieren braucht.
Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen, die hier offenbart sind, können von einer Verarbeitungsvorrichtung zu einer Steuervorrichtung oder einem Computer, die irgendeine existierende programmierbare elektronische Steuereinheit oder dedizierte elektronische Steuereinheit aufweisen können, zu/umgesetzt werden. Auf ähnliche Art können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert sein, die von einer Steuervorrichtung oder einem Computer in vielen Formen ausführbar sind, darunter aber nicht auf diese beschränkt, Informationen, die dauerhaft auf nicht beschreibbaren Speicherträgern gespeichert sind, wie zum Beispiel ROM-Vorrichtungen, und Informationen, die veränderlich auf beschreibbaren Speicherträgern gespeichert sind, wie zum Beispiel Floppydisks, Magnetbänder, CDs, RAM-Vorrichtungen und andere magnetische und optische Medien. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem in Software ausführbaren Objekt umgesetzt werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung geeigneter Hardwarebauteile verkörpert werden, wie zum Beispiel Application Specific Integrated Circuits (ASICs, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen), Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs, feldprogrammierbare Gate-Arrays), Zustandsmaschinen, Steuervorrichtungen oder irgendwelche andere Hardwarekomponenten oder -vorrichtungen oder eine Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten.
Wie aus den verschiedenen Ausführungsformen ersichtlich, stellt die vorliegende Erfindung ein System zum drahtlosen Aufladen eines Fahrzeugs bereit, das präzise Fahrzeugeinparken in Bezug zu einer Ladestation ermöglicht. Ferner weisen Systeme gemäß der vorliegenden Offenbarung Sensoren auf der Ladestation statt auf dem Fahrzeug auf, und die Sensoren brauchen daher Gefahren unterwegs nicht standzuhalten. Die Kosten werden daher verringert.
Obwohl oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, wird nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Die Wörter, die in der Patentschrift verwendet werden, sind vielmehr beschreibender und nicht einschränkender Art, und es ist klar, dass verschiedene Änderungen erfolgen können, ohne vom Sinn und vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können die Merkmale verschiedener implementierender Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
Es wird ferner beschrieben:

A. Ladesystem zum Aufladen eines Fahrzeugs, das Folgendes umfasst: eine Ladestation, die eine drahtlose Ladespule, mindestens einen Ultraschallsensor, der ausgerichtet ist, um ein Fahrzeug in der Nähe der Spule zu erfassen, sowie eine erste drahtlose Kommunikationsvorrichtung aufweist, und ein Fahrzeug, das eine Ladeplatte, eine zweite drahtlose Kommunikationsvorrichtung in Kommunikation mit der ersten drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, ein fahrzeugseitiges Display und mindestens eine Steuervorrichtung aufweist, die konfiguriert ist, um über das Display Positionsinformationen zu präsentieren, wobei die Positionsinformationen einer Fahrzeugposition entsprechen, die von mindestens einem Sensor erfasst und zwischen der ersten und der zweiten drahtlosen Kommunikationsvorrichtung übertragen wird.
B. Ladesystem nach A, das ferner ein Gehäuse aufweist, das den mindestens einen Sensor hält, eine Basis, die die Spule trägt, und eine Verbindung, die die Basis und das Gehäuse koppelt.
C. Ladesystem nach B, wobei die Verbindung eine längenverstellbare Verbindung ist.
D. Ladesystem nach B, wobei das Gehäuse einen ersten Abschnitt auf einer ersten Seite der Spule, einen zweiten Abschnitt auf einer zweiten Seite der Spule und einen dritten Abschnitt auf einer dritten Seite der Spule aufweist, und wobei der mindestens eine Sensor einen ersten Sensor umfasst, der in dem ersten Abschnitt gehalten wird, einen zweiten Sensor, der in dem zweiten Abschnitt gehalten wird, und einen dritten Sensor, der in dem dritten Abschnitt gehalten wird.
E. Ladesystem nach B, das ferner ein Zielelement in der Nähe des Gehäuses umfasst und eine Fahrerzielhilfe aufweist, wobei das Gehäuse eine Mittenlinie hat und das Zielelement von der Mittenlinie zu einer Position versetzt ist, die einem Fahrzeugfahrersitz entspricht.
F. Ladesystem nach A, wobei die mindestens eine Steuervorrichtung ferner konfiguriert ist, um ein automatisches Fahrzeugeinparkereignis als Reaktion auf die Positionsinformationen zu koordinieren.
G. Drahtlose Ladestation für ein Fahrzeug, die Folgendes umfasst: eine drahtlose Ladespule, ein erstes Gehäuse in der Nähe der Spule, einen ersten Sensor, der innerhalb des Gehäuses gehalten wird und ausgerichtet ist, um ein Fahrzeug in der Nähe der Spule zu erfassen, und eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung in Kommunikation mit dem Sensor und konfiguriert, um Positionsdaten, die einem erfassten Fahrzeug entsprechen, zu einer dazugehörenden drahtlosen Fahrzeugkommunikationsvorrichtung zu übertragen.
H. Drahtlose Ladestation nach G, wobei der erste Sensor ein Ultraschallsensor ist.
I. Drahtlose Ladestation nach G, die ferner ein zweites Gehäuse und ein drittes Gehäuse umfasst, die an gegenüberliegenden Enden des ersten Gehäuses gekoppelt sind, um ein im Allgemeinen U-förmiges kombiniertes Gehäuse zu definieren, einen zweiten Sensor, der innerhalb des zweiten Gehäuses gehalten wird, und einen dritten Sensor, der innerhalb des dritten Gehäuses gehalten wird.
J. Drahtlose Ladestation nach G, die ferner eine Basis umfasst, die die Spule trägt, und eine Verbindung, die das Gehäuse mit der Basis koppelt.
K. Drahtlose Ladestation nach J, wobei die Verbindung eine längenverstellbare Verbindung ist.
L. Drahtlose Ladestation nach G, die ferner ein Zielelement in der Nähe des Gehäuses umfasst und eine Fahrerzielhilfe aufweist, wobei das Gehäuse eine Mittenlinie hat und das Zielelement von der Mittenlinie zu einer Position versetzt ist, die mit einem Fahrzeugfahrersitz übereinstimmt.
M. Drahtlose Ladestation nach G, die ferner einen zweiten Sensor umfasst, der operativ mit der Spule gekoppelt ist und ausgerichtet ist, um ein Fahrzeug in der Nähe der Spule zu erfassen, wobei die Positionsdaten, die einem erfassten Fahrzeug entsprechen, auf Signale von dem ersten und dem zweiten Sensor basieren.
N. Plugin-Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine drahtlose Ladespule, eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, ein fahrzeugseitiges Display, und mindestens eine Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, um über das Display Positionsinformationen zu präsentieren, wobei die Positionsinformationen über die drahtlose Kommunikationsvorrichtung von einer dazugehörenden drahtlosen Ladestation empfangen werden, die einen Sensor aufweist, der ausgerichtet ist, um ein Fahrzeug in der Nähe der drahtlosen Ladespule zu erfassen.
O. Plugin-Fahrzeug nach N, wobei die mindestens eine Steuervorrichtung ferner konfiguriert ist, um ein automatisches Fahrzeugeinparkereignis als Reaktion auf die Positionsinformationen zu koordinieren.

Claims

Drahtlose Ladestation für ein Fahrzeug, die Folgendes umfasst: eine drahtlose Ladespule, ein erstes Gehäuse in der Nähe der Spule, einen ersten Sensor, der innerhalb des Gehäuses gehalten wird und ausgerichtet ist, um ein Fahrzeug in der Nähe der Spule zu erfassen, und eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung in Kommunikation mit dem Sensor und konfiguriert, um Positionsdaten, die einem erfassten Fahrzeug entsprechen, zu einer dazugehörenden drahtlosen Fahrzeugkommunikationsvorrichtung zu übertragen.
Drahtlose Ladestation nach Anspruch 1, wobei der erste Sensor ein Ultraschallsensor ist.
Drahtlose Ladestation nach Anspruch 1, die ferner ein zweites Gehäuse und ein drittes Gehäuse umfasst, die an gegenüberliegenden Enden des ersten Gehäuses gekoppelt sind, um ein im Allgemeinen U-förmiges kombiniertes Gehäuse zu definieren, einen zweiten Sensor, der innerhalb des zweiten Gehäuses gehalten wird, und einen dritten Sensor, der innerhalb des dritten Gehäuses gehalten wird.
Drahtlose Ladestation nach Anspruch 1, die ferner eine Basis umfasst, die die Spule trägt, und eine Verbindung, die das Gehäuse mit der Basis koppelt.
Drahtlose Ladestation nach Anspruch 4, wobei die Verbindung eine längenverstellbare Verbindung ist.
Drahtlose Ladestation nach Anspruch 1, die ferner ein Zielelement in der Nähe des Gehäuses umfasst und eine Fahrerzielhilfe aufweist, wobei das Gehäuse eine Mittenlinie hat und das Zielelement von der Mittenlinie zu einer Position versetzt ist, die mit einem Fahrzeugfahrersitz übereinstimmt.
Drahtlose Ladestation nach Anspruch 1, die ferner einen zweiten Sensor umfasst, der operativ mit der Spule gekoppelt ist und ausgerichtet ist, um ein Fahrzeug in der Nähe der Spule zu erfassen, wobei die Positionsdaten, die einem erfassten Fahrzeug entsprechen, auf Signale von dem ersten und dem zweiten Sensor basieren.