Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ESTABLISHING A CHARGING COMMUNICATION BETWEEN CHARGING STATION AND VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/062553
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for establishing a wireless communication connection between a vehicle communication unit (350) of a vehicle (100) and a charging station communication unit (351) of a charging station (110, 111). The method comprises the transmission of a low-frequency, short LF request signal by means of a LF transmission unit (201) of the vehicle (100), wherein the LF request signal displays an identifier relating to the vehicle (100). The method also comprises the receiving of the LF request signal via an LF receiving unit (323) of the charging station (110, 111). The method further comprises the transmission of information relating to the identifier in a broadcast message via the charging station communication unit (351), as well as the receiving of the broadcast message via the vehicle communication unit (350). In addition, the method comprises the checking of whether the broadcast message comprises the information relating to the identifier, and the establishing of a wireless communication connection between the vehicle communication unit (350) and the charging station communication unit (351), if the broadcast message comprises the information relating to the identifier.

Inventors:
HERZOG TORSTEN (DE)
TURNER MAX (DE)
VÖLKER LARS (DE)
FALFOUL MOHAMED (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/073277
Publication Date:
April 28, 2016
Filing Date:
October 08, 2015
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
International Classes:
B60L11/18; H04W4/40; H04W4/44; H04W4/80; H04W76/10
Foreign References:
DE102013016880A12014-07-03
DE202010004148U12010-07-22
Other References:
TURITSYN K ET AL: "Robust Broadcast-Communication Control of Electric Vehicle Charging", SMART GRID COMMUNICATIONS (SMARTGRIDCOMM), 2010 FIRST IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 4 October 2010 (2010-10-04), pages 203 - 207, XP031790228, ISBN: 978-1-4244-6510-1
Download PDF:
Claims:
Ansprüche

1) Verfahren zum. Aufbau einer drahtlosen Kommunikationsverbindung

zwischen einer Fahrzeug-Kommunikationseinheit (350) eines Fahrzeugs (100) und einer Ladestation-Kommunikationseinheit (351 ) einer Ladestation (1 10,

1 11); wobei das Verfahren umfasst,

Aussenden eines Niederfrequenz-, kurz 1.1 -, Anfragesignals mittels einer LI '- .Sendeeinheit (201) des Fahrzeugs (100); wobei das 1.1 ·'- Anfragesignal einen Identifier bzgl. des Fahrzeugs (100) anzeigt; - Empfangen des LF- Anfragesignals durch eine LF-Empfangseinheit

(323) der Ladestation (110, 111);

- Aussenden von Informationen bzgl. des Identifiers in einer Broadcast- Nachricht durch die Ladestation-Kommunikationseinheit (351); und Empfangen der Broadcast-Nachricht durch die Fahrzeug- Kommunikationseinheit (350);

- Überprüfen, ob die Broadcast-Nachricht die Informationen bzgl. des Identifiers umfasst; und

Aufbauen einer drahtlosen Kommunikationsverbindung zwischen der

Fahrzeug-Kommunikationseinheit (350) und der Ladestation- Kommunikationseinheit (351), wenn die Broadcast-Nachricht die

Informationen bzgl. des Identifiers umfasst.

2) Verfahren gemäß Anspruch 1, weiter umfassend,

Empfangen durch die Fahrzeug-Kommunikationseinheit (350) von einer Vielzahl von Broadcast-Nachrichten von einer entsprechenden

Viel/ah 1 von Ladestation-Kommunikationseinheiten (35 1 . 45 1 ) einer entsprechenden Vielzahl von Ladestationen (110, 111, 411);

- Ermitteln von ein oder mehreren der Vielzahl von Broadcast- Nachrichten, die die Informationen bzgl. des Identifiers umfassen; und Ermitteln von ein oder mehreren Ladestation-

Kommunikationseinheiten ( 35 i , 45 1 ) aus der Vielzahl von Ladestation-Kommunikationseinheiten (351, 45 1 ), die die ein oder mehreren ermittelten Broadcast-Nachrichten ausgesendet haben; und - Auswählen von einer der ermittelten ein oder mehreren Ladestation- Kommunikationseinheiten (351, 451) für den Aufbau der drahtlosen Kommunikations Verbindung.

3) Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Broadcast-Nachricht einer

Ladestation-Kommunikationseinheit (351 , 451) weiter Informationen bzgl. einer Signalstärke umfasst, mit der das LF- Anfragesignal durch die

Ladestation-Kommunikationseinheit (351, 451) empfangen wurde.

4) Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die Ladestation- Kommunikationseinheiten (351, 451) für den Aufbau der drahtlosen

Kommunikationsverbindung in Abhängigkeit von der .Signal stärke des Anfragesignals ausgewählt wird.

5) Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei

- das Verfahren weiter umfasst, Ermittein von Informationen bzgl. einer Trajektorie des Fahrzeugs (100); und

- die Ladestation-Kommunikationseinheiten (351, 451) für den Aufbau der drahtlosen Kommunikationsverbindung in Abhängigkeit von den Informationen bzgl. der Trajektorie des Fahrzeugs (100) ausgewählt wird. 6) Verfahren gemäß einem der Anspräche 2 bis 5, weiter umfassend, Erzeugen einer optischen Ausgabe, durch welche die Ladestation (110, 111) der ausgewählten Ladestation-Kommunikationseinheit (351, 451) identifiziert wird. 7) Verfahren gemäß einem der Anspräche 2 bis 6, weiter umfassend, Ausgeben von Informationen bzgl. der ein oder mehreren Ladestationen (110, 111), welche den ein oder mehreren ermittelten Ladestation- Kommunikationseinheiten (351, 451) entsprechen.

8) Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das LF- Anfragesignal ein Anfragesignal einer schlüssellosen Zugangsfunktion und/oder einer schlüssellosen Motorstartfunktion des Fahrzeugs (100) umfasst.

9) Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine

Sendefrequenz der LF- Sendeeinheit (201) in einem LF-Frequenzbereich von 20- 140kHz liegt.

10) Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei

- die drahtlose Kommunikationsverbindung eine Wireless LAN

Verbindung umfasst;

- die Ladestation-Kommunikationseinheit (351) einen Wireless LAN Access Point (351) umfasst; und

- die Broadcast-Nachricht eine Wireless LAN Beacon-Nachricht

umfasst.

11) Ladestation (110, 111) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (103) eines Fahrzeugs (100), wobei die Ladestation (110, 111) umfasst,

- eine LF-Empfangseinheit (323), die eingerichtet ist, ein

Niederfrequenz-, kurz LF-, Anfragesignai von einer LI · -Sendeeinheit (201) eines Fahrzeugs (100) in einer Umgebung der Ladestation (110, 111) zu empfangen; wobei das LF- Anfragesignal einen Identifier bzgl. des Fahrzeugs (100) anzeigt; und

- eine Ladestation-Kommunikationseinheit (351), die eingerichtet ist, Informationen bzgl. des Identifiers in einer Broadcast-Nachricht auszusenden; und auf Anfrage von einer Fahrzeug- Kommunikationseinheit (350) des Fahrzeugs (100) eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen der Fahrzeug- Kommunikationseinheit (350) und der Ladestation- Kommunikationseinheit (351) aufzubauen.

12) Fahrzeug (100), welches umfasst,

eine Niederfrequenz-, kurz LF-, Sendeeinheit (201), die eingerichtet ist, ein LF- Anfragesignal auszusenden; wobei das LF- Anfragesignal einen Identifier bzgl. des Fahrzeugs (100) anzeigt; und

■-- eine Fahrzeug-Kommunikationseinheit (350), die eingerichtet ist,

eine Broadcast-Nachricht von einer Ladestation- Kommunikationseinheit (351) einer Ladestation (110, I I I ) /u empfangen;

zu überprüfen, ob die Broadcast-Nachricht Informationen bzgl. des Identifiers umfasst; und

- den Aufbau einer drahtlosen Kommunikationsverbindung zwischen der Fahrzeug-Kommunikationseinheit (350) und der Ladestation-Kommunikationseinheit (351) zu veranlassen, wenn die Broadcast-Nachricht Informationen bzgl. des Identifiers umfasst.

Description:
Auftau einer Ladekonununikation zwischen Ladestation und Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein entsprechendes System zum Aufbau einer Kommunikation zwischen einer Ladestation und einem Fahrzeug.

Fahrzeuge mit Elektroantrieb verfügen typischerweise über eine Batterie, in der elektrische Energie zum Betrieb einer Elektromaschine des Fahrzeugs gespeichert werden kann. Die Batterie des Fahrzeugs kann mit elektrischer Energie aus einem Stromversorgungsnetz aufgeladen werden. Zu diesem Zweck wird die Batterie mit dem Stromversorgungsnetz gekoppelt, um. die elektrische Energie aus dem

Stromversorgungsnetz in die Batterie des Fahrzeugs zu übertragen. Die Kopplung kann drahtgebunden (z.B. über ein Ladekabel) und/oder drahtlos (z.B. anhand einer induktiven Kopplung zwischen einer Ladestation und dem Fahrzeug) erfolgen.

Ein Ansatz zum automatischen, kabeil ose n, induktiven Laden der Batterie des Fahrzeugs besteht darin, dass vom Boden zum. Linterboden des Fahrzeugs über magnetische Induktion über die Unterbodenfreiheit 120 des Fahrzeugs die elektrische Energie zu der Batterie übertragen wird. Dies ist beispielhaft in Figur 1 dargestellt. Insbesondere zeigt Fig. 1 ein Fahrzeug 100 mit einem Speicher 103 für elektrische Energie (z.B. mit einer aufladbaren Batterie 103). Das Fahrzeug 100 umfasst eine sogenannte Sekundärspuie im Fahrzeug-Unterboden, wobei die Sekundärspuie über eine nicht gezeigte Impedanzanpassung und einen

Gleichrichter 101 mit dem Speicher 103 verbunden ist. Die Sekundärspule ist typischerweise Teil einer sogenannten„Wireless Power Transfer" (WPT)

Fahrzeugeinheit 102. Die Sekundärspule der WPT-Fahrzeugeinheit 102 kann über einer Primärspule positioniert werden, wobei die Primärspule z.B. auf dem Boden einer Garage angebracht ist. Die Primärspule ist typischerweise Teil einer sogenannten WPT- Bodeneinheit 1 1 1 . Die Primärspule ist mit einer Stromversorgung 110 (in diesem Dokument auch als Ladeeinheit 110 bezeichnet) verbunden. Die Stromversorgung 110 kann einen Radio-Frequenz-Generator umfassen, der einen AC (Alternating Current) Strom in der Primärspule der WPT-Bodeneinheit I I I erzeugt, wodurch ein magnetisches Feld induziert wird. Dieses magnetische Feld wird in diesem Dokument auch als elektromagnetisches Ladefeld bezeichnet. Das

elektromagnetische Ladefeld kann einen vordefinierten Ladefeld-Frequenzbereich aufweisen. Der Ladefeld-Frequenzbereich kann im 1.1 · (Low Frequency) - Bereich liegen, z.B. bei 80-90kHz (insbesondere bei 85kHz).

Bei ausreichender magnetischer Kopplung zwischen Primärspule der WPT- Bodeneinheit 111 und Sekundärspule der WPT-Fahrzeugeinheit 102 über die Unterbodenfreiheit 120 wird durch das magnetische Feld eine entsprechende Spannung und damit auch ein Strom in der Sekundärspule induziert. Der induzierte Strom in der Sekundärspule der WPT-Fahrzeugeinheit 102 wird durch den Gleichrichter 101 gleichgerichtet und im Speicher 103 (z.B. in der Batterie) gespeichert. So kann elektrische Energie kabelios von der Stromversorgung 110 zum Energie- Speicher 103 des Fahrzeugs 100 übertragen werden. Der

Ladevorgang kann im Fahrzeug 100 durch ein Lade-Steuergerät 105 (auch als WPT-Steuergerät 105 bezeichnet) gesteuert werden. Das Lade-Steuergerät 105 kann zu diesem Zweck eingerichtet sein, z.B. drahtlos, mit der Ladeeinheit 110 (z.B. mit einer Wall box ) oder mit der WPT-Bodeneinheit 111 zu kommunizieren.

Für einen effektiven Energietransfer über das elektromagnetische Ladefeld ist es typischerweise erforderlich, dass die WPT-Fahrzeugeinheit 102 relativ genau über der WPT-Bodeneinheit 111 positioniert wird. Diese Positionierung kann dadurch unterstützt werden, dass die Position des Fahrzeugs 100 relativ zur WPT- Bodeneinheit 111 bestimmt wird. Desweiteren ist es für einen effizienten Ladevorgang wünschenswert, dass in effizienter (d.h. möglichst ohne Eingriff eines Fahrers des Fahrzeugs 100) und schneller Weise eine

Kommunikationsverbindung zwischen dem Lade-Steuergerät 105 des Fahrzeugs 100 und der Ladeeinheit 110 aufgebaut wird, z.B. um die Ladekommunikation für den Ladevorgang zu starten.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe eines effizienten und schnellen Aufbaus einer solchen Kommunikationsverbindung, insbesondere bei Vorliegen einer Vielzahl von möglichen WPT-Bodeneinheiten 111 bzw. einer Vielzahl von Ladeeinheiten 110.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprächen beschrieben. Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Aufbau einer drahtlosen

Kommunikationsverbindung zwischen einer Fahrzeug-Kommunikationseinheit eines Fahrzeugs und einer Ladestation-Kommunikationseinheit einer Ladestation beschrieben. Bei der Ladestation kann es sich insbesondere um eine Ladestation zum drahtlosen (insbesondere zum induktiven) und/oder zum berührungsiosen (z.B. anhand von einem, von einem Roboterarm betätigten, Ladekabel) Laden eines elektrischen Energie Speichers des Fahrzeugs handeln. Die Ladestation kann eine WPT-Bodeneinheit zur induktiven Energieübertragung umfassen. Die Kommunikationseinheiten können eingerichtet sein, eine Wireies s LAN (Local Area Network) Verbindung (z.B. gem. IEEE 802.11) aufzubauen. Insbesondere kann die Ladestation-Kommunikationseinheit zu diesem Zweck einen Wireless LAN Access Point (Zugangspunkt) umfassen.

Das Verfahren umfasst das Aussenden eines Niederfrequenz ( LI )-,

Anfragesignais mittels einer LF- Sendeeinheit des Fahrzeugs. Dabei zeigt das LF- Anfragesignal einen Identifier bzgl. des Fahrzeugs oder einen Identifier in Bezug auf das Fahrzeug an. Insbesondere kann das LF- Anfragesignal Informationen bzgl. der Identität des Fahrzeugs umfassen, durch das das LF-Anfragesignal ausgesendet wi d. Das LF-Anfragesignal kann ein Anfragesignal einer schlüssellosen Zugangsfunktion und/oder einer schlüssellosen Motorstartfunktion des Fahrzeugs umfassen. Eine Sendefrequenz der LF-Sendeeinheit und des l .I - Anfragesignals kann in einem LF-Frequenzbereich von 20- 140kHz liegen.

Das Verfahren umfasst weiter das Empfangen des LF- Anfragesignals durch eine 1 .1 '-Empfangseinheit der Ladestation. Die LF-Empfangseinheit der Ladestation kann wie die Empfangseinheit eines Fahrzeugschlüssels mit schlüsselloser Zugangsfunktion und/oder schlüsselloser Motorstartfunktion aufgebaut sein. Typischerweise hat das LF-Anfragesignal nur eine sehr begrenzte Reichweite (z.B. von 5, 4, bzw. 3 Metern oder weniger). Aus dem Empfang des 1 .1 - Anfragesignals durch die LF-Empfangseinheit der Ladestation kann somit geschlossen werden, dass sich das Fahrzeug in einer begrenzten Umgebung (welche der Reichweite des LF- Anfragesignals entspricht) von der Ladestation befindet.

Außerdem umfasst das Verfahren das Aussenden von Informationen bzgl. des Identifiers in einer B roadcast - N ach rieh t durch die Ladestation- Kommunikationseinheit. Die B roadcast- N ach rieh t kann periodisch (z.B. 10 Mal pro Sekunde) durch die Ladestation-Kommunikationseinheit ausgesendet werden, um darauf hinzuweisen, dass sich die Ladestation-Kommunikationseinheit in einer Reichweite befindet, die es ermöglicht, eine Kommunikationsverbindung aufzubauen. Die Broadcast-Nachricht kann neben den Informationen bzgl. des Identifiers des Fahrzeugs auch Informationen zur Identifizierung der

aussendenden Ladestation- Kommunikationseinheit (z.B. eine WLAN SSID) umfassen. Die Broadcast-Nachricht kann insbesondere eine Wireless LAN Beacon- ach i cht umfassen b/w. eine Beacon-Nachricht sein. Die In ormationen bzgl. des Identifiers des Fahrzeugs können in einer Vendor Extension der Beacon- Nachricht angeordnet sein. Das Verfahren um asst außerdem das Empfangen der B oadeast-N ach i cht durch die Fahrzeug-Kommunikationseinheit. Die Fahrzeug-Kommunikationseinheit b/w. das Fahrzeug können dann überprüfen, ob die B roadcas t- N ach ri h t die

Informationen bzgl. des Identifiers umfasst. Eine drahtlose

Kommunikationsverbindung zwischen der Fahrzeug-Kommunikationseinheit und der Ladestation-Kommunikationseinheit kann (ggf. nur dann) aufgebaut werden, wenn ermittelt wi d, dass die Broadcast-Nachricht die Informationen bzgl. des Identifiers umfasst. Insbesondere kann durch die Fahrzeug- Kommunikationseinheit eine Anfrage zum Aufbau einer drahtlosen

Kommunikationsverbindung zwischen der Fahrzeug-Kommunikationseinheit und der Ladestation-Kommunikationseinheit ausgesendet werden.

Das Einfügen von Informationen bzgl. des Identifiers in die Broadeast-Naehricht ermöglicht es dem Fahrzeug in kosten- und zeiteffizienter Weise zu ermitteln, welche Ladestationen sich in der unmittelbaren Umgebung des Fahrzeugs befinden. Des weiteren wi d so ein schneller Aufbau einer

Kommunikationsverbindung zwischen Ladestation und Fahrzeug ermöglicht (z.B. zur Durchführung der Ladekommunikation für einen Ladevorgang). Das Verfahren kann weiter das Empfangen durch die Fahrzeug- Kommunikationseinheit von einer Vielzahl von Broadcast-Nachrichten von einer entsprechenden Vielzahl von Ladestation-Kommunikationseinheiten einer entsprechenden Vielzahl von Ladestationen um assen. Beispielsweise können au einem. Parkplatz oder in einem Parkhaus Ladestationen au benachbarten

Parkplätzen liegen. In diesem Fall kann das LF- Anfragesignal ggf. von mehreren Ladestation-Kommunikationseinheiten von mehreren Ladestationen empfangen werden. Desweiteren kann die Fahrzeug-Kommunikationseinheit in diesem Fall eine Vielzahl, von Broadcast-Nachrichten von unterschiedlichen Ladestation- Kommunikationseinheiten empfangen, wobei ein oder mehrere der Broadcast- Nachrichten die Informationen bzgl. des Identifiers des Fahrzeugs enthalten können. Das Verfahren kann weiter umfassen, das Ermitteln von ein oder mehreren der Vielzahl von Broadcast-Nachrichten, die die Informationen bzgl. des Identifiers umfassen. Desweiteren können entsprechende ein oder mehrere Ladestation- Kommunikationseinheiten aus der Vielzahl von Ladestation- Kommunikationseinheiten ermittelt werden, die die ein oder mehreren ermittelten Broadcast-Nachrichten ausgesendet haben. Es können somit die ein oder mehreren Ladestationen ermittelt werden, die sich in einer Entfernung von dem Fahrzeug befinden, die kleiner oder gleich der Reichweite des LF- Anfragesignals ist.

Außerdem kann das Verfahren das Auswählen von einer der ermittelten ein oder mehreren Ladestation-Kommunikationseinheiten für den Aufbau der drahtlosen Kommunikationsverbindung umfassen. Die Auswahl kann z.B. manuell durch einen Insassen des Fahrzeugs erfolgen. Zu diesem Zweck können Informationen bzgl. der ein oder mehreren Ladestationen, welche den ein oder mehreren ermittelten Ladestation-Kommunikationseinheiten entsprechen, ausgegeben werden, so dass der Insasse des Fahrzeugs eine geeignete Ladestation auswählen kann. Ggf. kann eine optische Ausgabe erzeugt werden, durch welche die Ladestation der ausgewählten Ladestation-Kommunikationseinheit identifiziert wird, um eine Positionierung an der ausgewählten Ladestation zu erleichtern.

Die Broadcast-Nachricht einer Ladestation-Kommunikationseinheit kann weiter Informationen bzgl. einer Signalstärke umfassen, mit der das LF- Anfragesignal durch die Ladestation-Kommunikationseinheit empfangen wurde. Auf Basis der Signalstärke kann z.B. die relative Position und/oder die Entfernung zwischen Fahrzeug und Ladestation ermittelt werden. Die Auswahl der Ladestation- Kommunikationseinheit für den Aufbau der drahtlosen

Kommunikationsverbindung kann in Abhängigkeit von der Signalstärke des LF- Anfragesignals erfolgen. Insbesondere kann eine Ladestation ausgewählt werden, die in vorteilhafter Weise durch das Fahrzeug angefahren werden kann.

Das Verfahren kann weiter das Ermitteln von Informationen bzgl. einer

Trajektorie des Fahrzeugs umfassen. Insbesondere kann eine Fahrtrichtung und/oder ein Lenkwinkel des Fahrzeugs ermittelt werden. Die Ladestation- Kommunikationseinheiten für den Aufbau der drahtlosen

Kommunikationsverbindung kann dann (ggf. auch) in Abhängigkeit von den Informationen bzgl. der Trajektorie des Fahrzeugs ausgewählt werden. So kann die Auswahl einer„anfahrbaren" Ladestation weiter verbessert werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Ladestation zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs beschrieben. Die Ladestation umfasst eine LF-Empfangseinheit, die eingerichtet ist, ein Niederfrequenz-, kurz LF-, Anfragesignal von einer 1 .1 •' -.Sendeeinheit eines Fahrzeugs in einer

Umgebung der Ladestation zu empfangen. Dabei ist die Umgebung der

Ladestation typischerweise durch eine Reichweite des LF- Anfragesignals begrenzt. Das LF- Anfragesignal umfasst einen Identifier (bzw. eine ID) bzgl. des Fahrzeugs. Die Ladestation umfasst weiter eine Ladestation-Kommunikationseinheit, die eingerichtet ist, Informationen bzgl. des Identifiers in einer Broadcast-Nachricht auszusenden. Die Ladestation-Kommunikationseinheit ist weiter eingerichtet, auf Anfrage von einer Fahrzeug-Kommunikationseinheit des Fahrzeugs eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen der Fahrzeug-Kommunikationseinheit und der Ladestation-Kommunikationseinheit aufzubauen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (insbesondere ein

Straßenfahrzeug z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben. Das Fahrzeug umfasst eine Niederfrequenz-, kurz LF-, Sendeeinheit, die eingerichtet ist, ein LF- Anfragesignal auszusenden, wobei das LF- Anfragesignal einen Identifier bzgl. des Fahrzeugs anzeigt. Desweiteren umfasst das Fahrzeug eine Fahrzeug-Kommunikationseinheit, die eingerichtet ist, eine Broadcast-Nachricht von einer Ladestation-Kommunikationseinheit einer Ladestation zu empfangen. Die Fahrzeug-Kommunikationseinheit ist weiter eingerichtet, zu überprüfen, ob die Broadcast-Nachricht Informationen bzgl. des Identifiers umfasst. Desweiteren ist die Fahrzeug-Kommunikationseinheit eingerichtet, den Aufbau einer drahtlosen Kommunikationsverbindung zwischen der Fahrzeug-Kommunikationseinheit und der Ladestation- Kommunikationseinheit zu veranlassen, wenn die Broadcast-Nachricht

Informationen bzgl. des Identifiers umfasst.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf ein oder mehreren

Prozessoren (z.B. teilweise auf einem Prozessor der Ladestation und teilweise auf einem Prozessor des Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem

Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt Figur I ein Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugs und einer

beispielhaften Ladestation;

Figur 2a beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs;

Figur 2b beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugschlüssels;

Figur 3 einen Positionierungsvorgang eines Fahrzeugs über einer WPT- Bodeneinheit; und

Figur 4 einen Positionierungsvorgang eines Fahrzeugs bei Vorliegen einer Vielzahl von WPT-Bodeneinheiten. Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit dem effizienten und zügigen Aufbau einer drahtlosen Kommunikationsverbindung zwischen einem Fahrzeug 100 und einer Ladestation 110. Die Erkennung von verfügbaren Ladestationen 110 und ggf. auch die Positionierung eines Fahrzeugs 100 über der WPT-Bodeneinheit 111 einer Ladestation 110 kann mittels Low- Frequency (LF) Funktechnologie erfolgen, wie sie z.B. für schlüssellose

Zugangsfunktionen zu Fahrzeugen 100 verwendet wird.

Verschiedene Fahrzeughersteiler bieten eine derartige schlüssellose

Zugangsfunktion (auch als„Smart Key" bezeichnet) zu einem Fahrzeug 100 an (bei BMW z.B. unter dem Namen„Com fort Access", CA). Die schlüssellose

Zugangsfunktion erlaubt es einem Fahrer, ohne Benutzung des Schiüssel-Schloss- Prinzips, eine Fahrzeugtür 210 zu öffnen oder den Motor des Fahrzeugs 100 zu starten (siehe Figur 2a). Zum Öffnen der Tür 210 greift der Fahrer zum Türgriff 211. Ein Annäherungssensor 212 am oder in der Nähe von dem Türgriff 211 erfasst diese Bewegung. Daraufhin wird ein spezifisches LI •' -Signal (LF: Low Frequency) über ein oder mehrere Sendeeinheiten 201 des Fahrzeugs 100 versandt. Dieses Signal kann auch als Anfragesignal bezeichnet werden. Mit anderen Worten, die ein oder mehreren Sendeeinheiten 201 können eingerichtet sein, ein elektromagnetisches Feld (insbesondere im LF Bereich), d.h. das Anfragesignal, auszusenden. Beispielhafte Sendefrequenzen der ein oder mehreren Sendeeinheiten 201 liegen im Frequenzbereich von 20- 140kl 1 (z.B. 20 kHz, 124kHz, 125kHz, 127 kHz, 133kHz oder 135kHz).

Das von den ein oder mehreren Sendeeinheiten 201 ausgesendete

elektromagnetische Feld umfasst das Anfragesignal. Das ausgesendete

Anfragesignai kann mehrere Teile umfassen. Ein erster Teil des Anfragesignals kann darauf ausgelegt sein, eine Empfangseinheit 223 in einem Schlüssel 220 des Fahrers aufzuwecken, d.h. für den Empfang weiterer Informationen vorzubereiten (siehe Fig. 2b). Ein weiterer Teil des Anfragesignals kann Informationen zur Identifikation des Fahrzeugs 100 umfassen. Die verschiedenen Teile des von den ein oder mehreren Sendeeinheiten 201 ausgesendeten Anfragesignals können zeitversetzt gesendet werden.

Die Empfangseinheit 223 im Schlüssel 220 ist eingerichtet, die von den ein oder mehreren Sendeeinheiten 201 gesendeten Signale oder Signalteile zu empfangen und die Signalstärke oder Feldstärke der Signale oder Signalteile zu ermitteln. Desweiteren kann die Empfangseinheit 223 eingerichtet sein, einen Identifikator bzw. eine Kennung der Sendeeinheit 201 zu ermitteln, die das Anfragesignal ausgesendet hat. Eine Schlüsselsendeeinheit 221 des Schlüssels 200 antwortet auf das empfangene Anfragesignal mit einem Antwortsignal. Das Antwortsignal wird typischerweise in einem anderen (typischerweise höheren) Frequenzbereich übertragen als das Anfragesignal. Beispielsweise kann das Antwortsignal mit einer Antwortfrequenz von 433MHz (d.h. im HF (High Frequency) Bereich) übertragen werden.

Wie in Fig. 2a dargestellt, umfasst das Fahrzeug 100 typischerweise eine Vielzahl von Sendeeinheiten 201. Die Sendeeinheiten 201 können an unterschiedlichen Stellen im Fahrzeug 100 angeordnet sein. Jede Sendeeinheit 201 der Vielzahl von Sendeinheiten 201 kann ein Anfragesignal (z.B. einen Signalpuls) versenden. Die Anfragesignale können zeitlich zueinander versetzt sein, und ggf. eine

vordefinierte Reihenfolge aufweisen. Alternativ oder ergänzend können die Anfragesignale eine eindeutige Kennung aufweisen, aus der hervorgeht, von welcher Sendeeinheit 201 das Anfragesignai ausgesendet wurde. Der Schlüssel 220 und/oder die Empfangseinheit 204 des Fahrzeugs 100 können mittels der Keimung und/oder mittels der Reihenfolge die Anfragesignale eindeutig jeweils einer Sendeeinheit 201 der Vielzahl von Sendeeinheiten 201 zuordnen. Somit kann die jeweilige Signalstärke der einzelnen Anfragesignale und damit auch der jeweilige Abstand zwischen Sendeeinheit 201 und Empfangseinheit 223 ermittelt werden. Da sich die Sendeeinheiten 201 an unterschiedlichen Stellen im Fahrzeug 100 befinden, ergibt sich somit eine Vielzahl von Abständen für die

entsprechende Vielzahl von Sendeeinheiten 201. Anhand von

Triangulationsverfahren kann so die Relativposition zwischen Fahrzeug 100 und Empfangseinheit 223 bestimmt werden. Ggf. kann auch eine Orientierung des Fahrzeugs 100 in Bezug auf die Empfangseinheit 223 bestimmt werden. Wie oben dargelegt, kann das Verfahren zur Positionierung eines Schlüsseis 220 relativ zum Fahrzeug 100 in analoger Weise für die Positionierung eines

Fahrzeugs 100 über einer Bodeneinheit 111 angepasst werden. Dazu kann die Bodeneinheit 111 mit ein oder mehreren Empfangseinheiten 323 (analog zu der Empfangseinheit 223 eines Schlüssels 220) für die Anfragesignale der

Sendeeinheiten 201 eines sich nähernden Fahrzeugs 100 versehen werden. Dies ist in Fig. 3 dargestellt. Insbesondere zeigt Fig. 3 ein Fahrzeug 100, das sich einer Bodeneinheit I I I nähert. Das Fahrzeug 100 soll derart positioniert werden, dass sich ein möglichst geringer Abstand zwischen der Bodeneinheit 111 und der Fahrzeugeinheit 102 ergibt.

Die in Fig. 3 dargestellte Bodeneinheit 111 umfasst zwei Empfangseinheiten 323 für Anfrage signale der Sendeeinheiten 201 des Fahrzeugs 100. Durch die Verwendung einer Vielzahl von Empfangseinheiten 323, die sich an einer entsprechenden Vielzahl von unterschiedlichen Stellen an der Bodeneinheit 111 befinden, kann die Genauigkeit der Bestimmung der Position des Fahrzeugs 100 relativ zu der Bodeneinheit 111 erhöht werden. Im Prinzip ist aber eine einzige Empfangseinheit 323 ausreichend, um die Position und/oder die Drehung des Fahrzeugs 100 relativ zu der Bodeneinheit 111 zu bestimmen (insbesondere wenn das Fahrzeug 100 eine Vielzahl von Sendeeinheiten 201 umfasst). In einem alternativen Beispiel kann das Fahrzeug 100 eine einzige .Sendeeinheit 201 umfassen. In diesem Fall kann mittels einer Vielzahl von Empfangseinheiten 323 eine Vielzahl von Signalstärken zur Positionsbestimmung erfasst werden.

Das Steuergerät 202 des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, ein Verfahren zur Positionierung des Fahrzeugs 100 einzuleiten. Insbesondere kann das Steuergerät 202 veranlassen, dass Anfragesignale von den Sendeeinheiten 201 des Fahrzeugs 100 versendet werden. Beispielsweise kann ein Fahrer des Fahrzeugs 100 veranlassen, dass der Position ierungspro/css eingeleitet werden soll (z.B. durch Drücken einer Taste im Fahrzeug 100 oder durch eine Menuauswahl). Die ein oder mehreren Empfangseinheiten 323 der Bodeneinheit 11 1 sind eingerichtet, die Anfragesignale zu empfangen und eine Signalstärke der empfangenen Anfragesignale zu ermitteln und an das Fahrzeug 100

zurückzusenden. Da/u kann ein weiteres Kommunikationsverfahren verwendet werden. Insbesondere kann das Fahrzeug 100 eine Kommunikationseinheit 350 umfassen, die eingerichtet ist, mit einer entsprechenden Kommunikationseinheit 3 I der Bodeneinheit 1 1 I oder der Ladeeinheit 110 zu kommunizieren. Die Kommunikationseinheiten 350, 35 1 können da/u ein drahtloses

Kommunikationsverfahren (z.B. WLAN oder Bluetooth) verwenden. Über die Kommunikationseinheiten 350, 35 I kann die Ladeeinheit 110 mit dem Fahrzeug 100 kommunizieren. Insbesondere können die ermittelten Signalstärken über die Kommunikationseinheiten 35 1 , 350 (z.B. über WLAN) an das Fahrzeug 100 übermittelt werden. Die Verwendung der Kommunikationseinheiten 350, 35 1 zur Bereitstellung eines Rückkanals von der Ladeeinheit 110 zum Fahrzeug 100 ist vorteilhaft, da so au den Verbau von Schlüsselsendeeinheit 221 in der

Ladeeinheit 110 verzichtet werden kann. Die Kommunikationseinheiten 35 1 , 350 sind typischerweise auch für die Ladekommunikation zur Durchführung eines Ladevorgangs erforderlich.

Das Steuergerät 202 des Fahrzeugs 100 ist eingerichtet, anhand der Signalstärken der Anfragesignaie die Abstände zwischen den einzelnen Sendeeinheiten 201 des Fahrzeugs 100 und den einzelnen Empfangseinheiten 323 der Bodeneinheit 111 zu ermittein. Aus den Abständen können dann (z.B. unter Verwendung von Triangulationsverfahren) die Position des Fahrzeugs 100 relativ zur Bodeneinheit 111 und/oder die Drehung des Fahrzeugs 100 relativ zur Bodeneinheit 111 bestimmt werden.

Insbesondere bei öffentlichen Ladeeinrichtungen kann es vorkommen, dass eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Ladestationen 110 mit entsprechenden WPT-Bodeneinheiten 111 vorliegt. In einem solchen Szenario kann nicht ohne weiteres sichergestellt werden, dass die Kommunikationseinheit 350 des

Fahrzeugs 100 eine Kommunikationsverbindung mit der Kommunikationseinheit 351 der Ladestation 110 aus der Vielzahl von Ladestationen 110 einleitet, zu der das Fahrzeug 100 positioniert werden soll. Ein solches Szenario ist beispielhaft in Fig. 4 dargestellt. Insbesondere zeigt Fig. 4 zwei zu der Bodeneinheit 111 benachbarte WPT-Bodeneinheiten 411 mit Empfangseinheiten 423 für

Anfragesignale der Sendeeinheiten 201 des Fahrzeugs 100 und mit

Kommunikationseinheiten 451 zur Kommunikation mit der

Kommunikationseinheit 350 des Fahrzeugs 100. Wie oben dargelegt ist die Sendeeinheit 201 (auch als 1 .1 '-Sendeeinheit 201 bezeichnet) des Fahrzeugs 100 eingerichtet, ein Anfragesignal mit einer Kennung des Fahrzeugs 100 und/oder der Sendeeinheit 201 zu versenden. Dieses

Anfragesignal kann insbesondere von der LF-Empfangseinheit 323 der ersten Bodeneinheit 111 bzw. der ersten Ladestation 110 empfangen und ausgewertet werden. Die Kommunikationseinheit 351 der ersten Bodeneinheit I I I kann eingerichtet sein, ein oder mehrere Beacon-Nachrichten zu versenden. Derartige Beacon- Nachrichten können in regelmäßigen Abständen (z.B. 10 Mal pro Sekunde) versendet werden. Innerhalb einer Beacon-Nachricht kann z.B. ein Name der Kommunikationseinheit 351 mitgeteilt werden (z.B. eine SSID, d.h. ein Service set identifier). Bei der Kommunikationseinheit 351 kann es sich um einen Access Point (AP), insbesondere um einen WLAN AP handeln.

Die Kommunikationseinheit 351 der ersten Bodeneinheit I I I kann eingerichtet sein, Informationen bzgl. der Kennung der LF-Sendeeinheit 201 bzw. des

Fahrzeugs 100 im Rahmen einer Beacon-Nachricht zu versenden. Die

entsprechende Kommunikationseinheit 350 des Fahrzeugs 100 kann die Kennung aus der Beacon-Nachricht entnehmen, und somit erkennen, dass die erste

Bodeneinheit I I I das Anfragesignal erhalten hat. Andererseits enthalten die Beacon-Nachrichten der benachbarten Bodeneinheiten 411 typischerweise nicht die Kennung der LF-Sendeeinheit 201 bzw. des Fahrzeugs 100. Somit kann die Kommunikationseinheit 350 des Fahrzeugs 100 eindeutig erkennen, mit welcher Bodeneinheit 111 eine Kommunikationsverbindung aufzubauen ist. Das Fahrzeug 100 sendet somit über die ein oder mehreren verbauten 1.1 -

Sendeeinheiten 201 Nachrichten (d.h. Anfragesignale) aus. Unterschiedliche LF- Sendeeinheiten 201 können durch zusätzliche Bits bzw. Sub-IDs und/oder durch den zeitlichen Verlauf der Anfragesignale unterschieden werden. Ein oder mehrere LF-Empfangseinheiten 323, 423 in den Bodeneinheiten I I I, 411 suchen nach diesen Anfragesignalen. Eine Bodeneinheit 111, 411, die zumindest ein

Anfragesignal empfängt, kann die Präsenz des Fahrzeugs 100 detektieren und ggf. die relative Position des Fahrzeugs 100 zu der jeweiligen Bodeneinheit 111, 411 ermitteln (auf Basis der Signalstärke eines empfangenen Anfragesignals). In Abhängigkeit von der Position des Fahrzeugs 100 und/oder in Abhängigkeit von der Reichweite der Anfrage signale kann ggf. nur eine Untermenge der verfügbaren Bodeneinheiten 1 1 1 , 4 1 1 Anfragesignale empfangen. Die

Bodeneinheiten 1 1 1 , 4 1 1 können (ggf. in kooperativer Weise) auf Basis der empfangenen Anfragesignale ermitteln, welcher Bodeneinheit I I I aus der Vielzahl von Bodeneinheiten 111, 411 sich das Fahrzeug 100 nähert, bzw. über welcher Bodeneinheit I I I sich das Fahrzeug 100 positioniert. Diese ermittelte Bodeneinheit 111 kann dann mitteis der Ladestation-Kommunikationseinheit 351 (insbesondere über eine WLAN- Verbindung) Daten bzgl. der ein oder mehreren empfangenen Anfragesignale aussenden. Insbesondere kann eine ID des

Fahrzeugs 100 bzw. der LF-Sendeeinheit 201 ausgesendet werden. Desweiteren können Informationen bzgl. der Signalstärke eines empfangenen Anfragesignals versendet werden. Die ausgesendeten Informationen können in einer

regelmäßigen Beacon-Nachricht (z.B. mittels einer sogenannten Vendor

Extension) verwendet werden. Ggf. können die ausgesendeten Informationen zur Erhöhung des Privatsphärenschutzes verschlüsselt werden (z.B. mittels eines Nonce und eines Hash- Wertes aus Nonce und ID).

Das Fahrzeug 100 scant nach Beaeon- Nachrichten . Insbesondere kann die Fahrzeug-Kommunikationseinheit 350 nach Beacon-Nachrichten scannen.

Desweiteren können die Beacon-Nachrichten herausgefiltert werden, die eine ID des Fahrzeugs 100 und/oder der LF-Sendeeinheit 201 umfassen. So kann die

Bodeneinheit I I I und die entsprechende Ladestation-Kommunikationseinheit 351 ermittelt werden, mit der eine Ladekommunikation aufgebaut werden soll.

Optional kann das Fahrzeug 100 (d.h. die Fahrzeug-Kommunikationseinheit 350) empfangene Beacon-Nachrichten in Abhängigkeit von der Signalstärke der

Anfragesignal sortieren. Insbesondere können ggf. mehrere Bodeneinheiten I I I, 411, die Anfragesignale empfangen haben, entsprechende Beacon-Nachrichten aussenden. Die Beacon-Nachrichten können Informationen über die Signalstärke der empfangenen Anfrage signale enthalten. Auf Basis der Signalstärke kann dann das Fahrzeug 100 (d.h. die Fahrzeug-Kommunikationseinheit 350) die

Bodeneinheit I I I auswählen, über der das Fahrzeug 100 positioniert werden soll, und mit der eine Ladekommunikations- Verbindung aufgebaut werden soll.

Beispielsweise kann das Fahrzeug 100 anhand der .Signalstärken und/oder anhand eines eigenen Bewegungsvektors und/oder anhand eines Lenkwinkels ermitteln, auf weiche Bodeneinheit 111 das Fahrzeug 100 zugeführt wi d. Mit der

Ladestation- ommunikationseinheit 351 dieser Bodeneinheit 1 I I kann dann eine Verbindung aufgebaut werden.

Es kann somit eine ggf. sortierte Liste von verfügbaren Bodeneinheiten 111,411 ermittelt werden. Die Fahrzeug-Kommunikationseinheit 350 des Fahrzeugs 100 kann ggf. nach und nach mit den Ladestation-Kommunikationseinheiten 351, 451 der Bodeneinheiten 111.411 aus der Liste von verfügbaren Bodeneinheiten III , 41 I eine Kommunikations Verbindung aufbauen, um ein Positionierung zu ermöglichen und/oder um einen Ladevorgang zu vereinbaren. Sobald eine geeignete Bodeneinheit 111 identifiziert wi d, kann das scannen der

Bodeneinheiten aus der Liste von verfügbaren Bodeneinheiten 111,411

abgebrochen werden.

Die ausgewählte Bodeneinheit I II kann eingerichtet sein, einem Fahrer des Fahrzeugs 100 visuell (z.B. durch eingebaute Leuchtmittel) zu signalisieren, dass der Ladevorgang mittels der ausgewählten Bodeneinheit I I 1 erfolgen soll.

Alternativ oder ergänzend kann das Fahrzeug 100 auf einer Anzeige dem Fahrer Informationen über die ausgewählte Bodeneinheit 111 (bzw. über die Liste von identifizierten Bodeneinheiten 111, 411) darstellen. Du ch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren kann in kosten- und zeiteffizienter Weise eine Kommunikationsverbindung zwischen einem Fahrzeug 100 und einer Ladestation 110 aus einer Vielzahl von benachbarten Ladestationen 110 aufgebaut werden. Das beschriebene Verfahren ist einfach nutzbar und ermöglicht den Aufbau von sicheren Kommunikationsverbindungen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.