Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum autonomen Positionieren eines Plug-in-Hybrid- Fahrzeugs oder Elektrofahrzeugs für drahtloses Laden des im Plug-in-Hybrid-Fahrzeug oder Elektrofahrzeug vorhandenen, elektrischen, wiederaufladbaren Energiespeichers mit Hilfe des im Plug-in-Hybrid-Fahrzeug oder Elektrofahrzeug vorhandenen

elektromotorischen Antriebs.

Die heute bekannten Ladeverfahren für Kraftfahrzeuge mit elektrifizierten (etwa bei reinen Elektrofahrzeugen) oder teil-elektrifizierten (etwa bei Plug-in-Hybrid- oder seriellen Hybrid-Fahrzeugen) Antriebssträngen basieren entweder auf steckerbasiertem und somit galvanisch gekoppeltem Laden (etwa bei AC-Laden Mode 1-3, DC-Laden, CHAdeMO) oder auf Induktivladeverfahren.

Beim induktiven Aufladen eines wiederaufladbaren Energiespeichers (sog.

Traktionsbatterie) von Kraftfahrzeugen mit einem elektrifizierten oder teil-elektrifizierten Antriebsstrang wird über einen Luftspalt hinweg über zwei Spulen nach dem Trafoprinzip Energie übertragen. Hierbei wird mittels Wechselstrom in einer in aller Regel ortsfesten Primärspule (Ladeplatte) ein Wechselmagnetfeld erzeugt und durch dieses eine

Spannung in einer fahrzeugseitigen Sekundärspule induziert. Die fahrzeugseitige

Sekundärspule ist mittels eines elektrisch leitenden Kabels mit der Traktionsbatterie verbunden und kann diese daher durch die in der fahrzeugseitigen Sekundärspule erzeugte elektrische Spannung (wieder) aufladen. Die fahrzeugseitige Sekundärspule ist oftmals im Bereich des Fahrzeugbodens und die Primärspule im oder auf dem Boden angeordnet. Daneben sind Lösungen bekannt, bei denen die Primärspule etwa in/an einer Ladesäule oder in/an einer Wand angeordnet ist und die fahrzeugseitige Sekundärspule an einer dazu entsprechenden Stelle des Kraftfahrzeugs. Um ein induktives Aufladen zu ermöglichen und um dabei einen möglichst großen Wirkungsgrad zu erzielen ist es erforderlich, dass für einen Aufladevorgang die Primär- und die Sekundärspule möglichst genau zueinander ausgerichtet sind und einen Abstand innerhalb eines vorgebbaren Bereichs zueinander aufweisen.

Vor diesem Hintergrund ist aus dem Stand der Technik bereits eine Reihe von Lösungen bekannt, mit denen eine möglichst genaue Ausrichtung zwischen Primär- und

Sekundärspule erreicht werden soll.

So beschreibt bspw. die DE 10 2010 053 058 A1 eine Kraftfahrzeugvorrichtung für ein Elektro- und/oder Hybridkraftfahrzeug, mit einer Ladeeinheit, die zum Laden einer Akkuvorrichtung eine Energieübertragungseinrichtung aufweist, die für eine kontaktlose Energieübertragung vorgesehen ist, und mit einer Positioniereinheit, die dazu vorgesehen ist, das Elektro- und/oder Hybridkraftfahrzeug autonom für einen Ladevorgang zu positionieren und die zumindest eine Führungsspule aufweist, die zur Ermittlung einer Position des Elektro- und/oder Hybridkraftfahrzeug dazu vorgesehen ist, ein induktiven Kontakt zu einem induktiven Leitelement einer Ladevorrichtung aufzunehmen.

Bei aktuellen Lösungen ist die Positionierungsgenauigkeit für ein induktives (drahtloses) Laden aber oftmals nicht genau genug, d.h. es wird die Ladeposition nicht optimal erreicht. Darüber hinaus kann der Anhaltevorgang für die Insassen des Fahrzeugs als unkomfortabel (da bspw. zu abrupt) wahrgenommen werden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile des Stands der Technik zumindest abzumildern oder gar vollständig zu überwinden. Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des

Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird Verfahren zum autonomen, hinreichend genauen Positionieren einer ersten, fahrzeugseitigen Ladeeinrichtung eines Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs in Bezug auf eine ortsfeste zweite Ladeeinrichtung vorgeschlagen, wobei die erste und zweite Ladeeinrichtung jeweils für eine kontaktlose

Energieübertragung eingerichtet sind, umfassend die aufeinanderfolgenden Schritte: a) Aktivieren eines autonomen Positioniervorgangs, sobald das Plug-in-Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug einen vorgebbaren ersten Abstand zu der zweiten

Ladeeinrichtung erreicht hat; b) Verbringen oder Halten des Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs in einen rein elektromotorischen Fahrtmodus und Herstellen oder Beibehalten einer drehfesten Verbindung zwischen dem Elektromotor/den Elektromotoren und dem Getriebe des Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs;

c) Durchführen einer drehzahlgeführten Annäherung an die zweite Ladeeinrichtung; d) Einleiten eines finalen Bremsvorgangs, sobald das Plug-in-Hybridfahrzeug oder

Elektrofahrzeug einen zweiten Abstand zur zweiten Ladeeinrichtung erreicht hat, wobei der zweite Abstand kleiner ist als der erste Abstand; und

e) Anhalten des Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs bei hinreichend

genauem Positionieren der ersten Ladeeinrichtung in Bezug auf die zweite

Ladeeinrichtung und Beenden des autonomen Positioniervorgangs.

Bei kleinen Drehzahlen des Elektromotors/der Elektromotoren (elektrischer/elektrische Antriebsmotor(en)) eines Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs und einer drehfesten Verbindung zwischen dem Elektromotor/den Elektromotoren und dem

Getriebe kann ein Plug-in-Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug sehr genau und komfortabel Zentimeter-weise bewegt und positioniert werden. Dabei kann in

Abhängigkeit vom bekannten Abstand der zweiten Ladeeinrichtung (Primärspule, ortsfeste Ladeplatte) die Solldrehzahl des Elektromotors/der Elektromotoren so eingestellt werden, dass die gewünschte Position genau erreicht wird und ein nahezu unmerkliches Abbremsen möglich ist, was von Insassen des Plug-in-Hybridfahrzeugs oder

Elektrofahrzeugs als sehr komfortabel empfunden wird.

Auch können durch das erfindungsgemäße Verfahren Änderungen beim Fahrwiderstand, wie sie bspw. durch kleine Steine oder eine unebene Fahrbahn verursacht werden, automatisch ausgeglichen werden. Der Vorgang des Positionierens des Plug-in- Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs in Bezug auf die zweite Ladeeinrichtung, der oftmals auch im Rahmen eines Einparkvorgang erfolgen kann, erfolgt somit immer auf die gleiche und zuverlässige Weise.

Bei einem Plug-in-Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug, das mit einem automatischen Schaltgetriebe ausgestattet ist, kann das Herstellen oder Beibehalten einer drehfesten Verbindung zwischen dem Elektromotor/den Elektromotoren und dem Getriebe in vorteilhafter Weise durch ein Schließen der Wandlerkupplung des automatischen

Schaltgetriebes erfolgen. Ebenso kann bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass der Vorgang der autonomen Positionierung durch eine Bedienhandlung eines Fahrzeuginsassen aktiviert wird.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden

Erfindung in einem Vorverfahren mittels geeigneter Sensorik und/oder kurzreichweitiger Kommunikationsmittel die Position einer zweiten Ladeeinrichtung in Bezug auf das Plugin-Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug ermittelt wird.

Des Weiteren kann bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise in einem Vorverfahren mittels eines satellitengestützten Navigationssystems die Position des Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs ermittelt und durch einen (rechnergestützten) Vergleich der ermittelten Position des Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs mit in einer Tabelle oder Datenbank verzeichneten Positionen von zweiten Ladeeinrichtungen die zweiten Ladeeinrichtungen ermittelt werden, die sich in einer vorgebbaren Entfernung zum aktuellen Standort des Piug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs befinden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und

Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen

Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 Ein beispielhaftes Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß der

vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 Ein Diagramm zur Veranschaulichung eines beispielhaften Verlaufs der

Drehzahl des Elektromotors/der Elektromotoren (n) in Abhängigkeit von der Entfernung des Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs zu einer zweiten Ladeeinrichtung.

In den Figuren sind gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Sofern in der vorliegenden Anmeldung von einem Elektrofahrzeug gesprochen wird, ist darunter ein Kraftfahrzeug zu verstehen, bei dem der Antrieb des Rades/der Räder ausschließlich mit Hilfe von einem oder mehreren Elektromotoren erfolgt, d.h. reine Elektrofahrzeuge oder sog. serielle Hybrid-Fahrzeuge. Unter einem Plug-in- Hybridfahrzeug sind solche Kraftfahrzeuge zu verstehen, bei denen wahlweise oder nach vorgebbaren Kriterien der Antrieb mittels eines oder mehrerer Elektromotoren, einer oder mehrerer Verbrennungskraftmaschinen oder einer Kombination davon erfolgt.

Die vorliegende Erfindung macht kann Gebrauch machen von einer autonomen

Steuerung eines Kraftfahrzeugs, wie sie bspw. bereits aus dem Stand der Technik für autonome Ein- und Ausparkvorgänge bekannt ist. Daher können bei dem Plug-in- Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug auch alle technischen Lösungen (Vorrichtungen und Verfahren) zum Einsatz kommen, die für eine sichere und zuverlässige autonome Steuerung von Kraftfahrzeugen entwickelt wurden oder noch werden. Dazu zählen beispielsweise die Vorrichtungen und Verfahren zur Abstandsmessung,

Kollisionsvermeidung, Berechnung und Abfahrung geeigneter Trajektorien, zum

Erkennen von geeigneten Parkflächen und zur autonomen Steuerung und Regelung von fahrzeugseitigen Antriebs-, Lenk- und Bremssystemen.

Da die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit der genauen Positionierung eines Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs in Bezug auf eine induktive

Ladevorrichtung steht, können bei dem Plug-in-Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug auch alle technischen Lösungen (Vorrichtungen und Verfahren) zum Einsatz kommen, die für eine möglichst genaue Positionierung der fahrzeugseitigen, ersten Ladeeinrichtung in Bezug auf die ortsfeste zweite Ladeeinrichtung entwickelt wurden oder noch werden, bspw. solche, die in der oben erwähnten DE 10 2010 053 058 A1 beschrieben sind.

Selbstverständlich können bei dem Plug-in-Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug alle diesen technischen Lösungen (Vorrichtungen und Verfahren) in jeder geeigneten

Kombination zum Einsatz kommen. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, setzt das Verfahren voraus, dass sich das Plug-in- Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug einer ortsfesten, für eine induktive

Energieübertragung vorgesehenen, zweiten Ladeeinrichtung bis auf einen ersten vorgebbaren Abstand annähert SO. Da derartige Ladeeinrichtungen oftmals in Form von plattenähnlichen Gebilden ausgestaltet sind, wird die zweite Ladeeinrichtung nachfolgend der Einfachheit halber als„Ladeplatte" bezeichnet.

Das Erkennen einer Ladeplatte und somit das Erkennen, dass sich das Plug-in- Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug innerhalb eines vorgebbaren ersten Abstands zu der Ladeplatte befindet, kann auf jede geeignete Art und Weise erfolgen. So können bspw. für einen Menschen sichtbare oder auch unsichtbare Markierungen am Boden oder Wänden angebracht sein, wobei diese Markierungen bspw. mittels fahrzeugseitiger Sensorik (etwa 3D-Kameraeinrichtungen, Ultraschall-, Laser-, Radar-, Lidar-Sensorik, etc.) erkannt werden können. Weitere Beispiele zur Erkennung einer Position einer Ladeplatte wäre die Verwendung kurzreichweitiger Kommunikationsmittel, etwa mittels Funk (etwa Car-to-X-Kommunikation, WLAN, Bluetooth) oder Licht (etwa Infrarotlicht, Laserlicht), etc. Bei all diesen Lösungen können selbstverständlich 3D-Vorrichtungen und 3D-Verfahren zum Einsatz kommen.

Ebenso kann vorgesehen sein, dass in einem Vorverfahren mittels eines

satellitengestützten Navigationssystems die Position des Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs ermittelt und durch einen (rechnergestützten) Vergleich der ermittelten Position des Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs mit in einer Tabelle oder Datenbank verzeichneten Positionen von Ladeplatten die Ladeplatten ermittelt werden, die sich in einer vorgebbaren Entfernung zum aktuellen Standort des Plug-in- Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs befinden. Gegebenenfalls kann dann das Plug-in- Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug mittels des satellitengestützten Navigationssystems zu einer geeigneten oder der nächstgelegenen Ladeplatte geleitet oder gesteuert werden.

Hat das Plug-in-Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug einen vorgebbaren ersten Abstand erreicht, wird der Vorgang des autonomen Positionierens aktiviert S1.

Der erste Abstand zwischen Plug-in-Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug und der Ladeplatte, ab dem das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung aktiviert wird (gestartet wird), unterliegt keiner besonderen Einschränkung und kann bspw. einige„zig" Zentimeter oder einen oder mehrere Meter (bspw. 50 cm, 75 cm, 1 m, 5 m, 10 m, 15 m) betragen. In vorteilhafter Weise wird ein solcher Abstand gewählt, bei dem dem

jeweiligen Plug-in-Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug in der Regel ein genaues

Positionieren in Bezug auf die Ladeplatte durch ein (gegebenenfalls autonomes)

Abfahren einer geeigneten Trajektorie ohne mehrfaches Vor- und Zurücksetzen des Plugin-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs möglich ist.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei Erreichen des ersten vorgebbaren Abstands entweder automatisch gestartet werden oder aber auch durch eine Bedienhandlung eines Fahrzeuginsassen aktiviert werden, bspw. im Zusammenhang mit einer Bedienhandlung eines Fahrers zum Starten eines autonomen Einparkvorgangs.

Mit der Aktivierung des Verfahrens zur autonomen Positionierung S1 wird

erfindungsgemäß ein rein elektromotorischer Fahrtmodus hergestellt und/oder dafür gesorgt, dass ein solcher (bis zum Ende des Verfahrens gemäß der vorliegenden

Erfindung) beibehalten wird S2.

Des Weiteren wird bei dem Plug-in-Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug eine drehfeste Verbindung zwischen dem/den Elektromotor(en) und dem Getriebe hergestellt oder beibehalten S2. Hierbei wird gegebenenfalls selbstverständlich eine für das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung geeignete Fahrstufe gewählt. Gegebenenfalls muss hierfür vorab die Geschwindigkeit des Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs auf eine vorgebbare Geschwindigkeit verringert werden.

Auf diese Weise kann unter Berücksichtigung der Größe (des Umfangs) der

angetriebenen Räder, des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes, gegebenenfalls des Übersetzungsverhältnisses eines Differentials und der Drehzahl des Elektromotors/der Elektromotoren sehr genau die Strecke berechnet werden, die das Plug-in- Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug je Umdrehung des Elektromotors/der

Elektromotoren zurücklegt bzw. zurücklegen wird. Bei einem bekannten Abstand von Plug-in-Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug (genauer der darin/daran angeordneten ersten Ladeeinrichtung) zu der Ladeplatte und einer gegebenenfalls bereits berechneten Trajektorie bis zur Ladeplatte kann somit auf einfache Weise berechnet werden, wie viele Umdrehungen des Elektromotors/der Elektromotoren erforderlich sein werden, bis das Plug-in-Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug mit hinreichender Genauigkeit bei der Ladeplatte positioniert sein wird. Diese erforderliche Anzahl an Umdrehungen des Elektromotors/der Elektromotoren wird erfindungsgemäß dazu verwendet, eine drehzahlgeführte Annäherung des Plug-in- Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs an die Ladeplatte durchzuführen S3. Die

Steuerung der Drehzahl (wie auch das Lenken des Fahrzeugs zur Ladeplatte) erfolgt dabei automatisch mittels eines oder mehrerer geeigneten Steuergeräte.

Selbstverständlich muss dabei - wie bei allen autonomen Fahrvorgängen - immer gewährleistet sein, dass der Fahrer jederzeit in den Vorgang eingreifen kann, ihn bspw. abbrechen kann.

Wie in Fig. 2 beispielhaft dargestellt ist, wird dabei in bevorzugter Weise die Solldrehzahl des Elektromotors/der Elektromotoren umso kleiner gewählt, umso mehr sich das Plug-in- Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug der Ladeplatte nähert. Hierbei kann der Abstand des Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs auch während des Vorgangs des autonomen Positionierens laufend oder in vorgebbaren Zeitabständen unter

Zuhilfenahme von hierzu bekannten Vorrichtungen und Verfahren neu ermittelt oder überprüft werden.

Bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wie ebenfalls in Fig. 2 beispielhaft dargestellt ist, die Verringerung der Drehzahl pro vorgebbarer Streckeneinheit (bspw. Meter, cm) umso geringer ausfallen, je mehr sich das Plug-in-Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug der Ladeplatte nähert. Und es ist in bevorzugter Weise weiter

vorgesehen, dass bei einem nur noch geringen Abstand des Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs von der Ladeplatte die Solldrehzahl des Elektromotors/der

Elektromotoren sich asymptotisch einer sehr kleinen Drehzahl (gegebenenfalls bis zu einer Drehzahl von 0) nähert.

Wird das Erreichen des Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs in einem

Zielbereich (wobei der Zielbereich als ein vorgebbarer zweiter Abstand definiert ist, der kleiner ist als der erste Abstand) erkannt, wird bevorzugt automatisch ein finaler

Bremsvorgang durchgeführt S4, das Plug-in-Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug damit genau bei der Ladeplatte positioniert und der Vorgang des autonomen Positionierens beendet S5. Bei dem Bremsvorgang kann gegebenenfalls die drehfeste Verbindung zwischen dem Elektromotor/den Elektromotoren und der Kupplung wieder rückgängig gemacht werden.

Durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird in vorteilhafter und erfinderischer Weise von dem Umstand Gebrauch gemacht, das bei kleinen Drehzahlen eines Elektromotors/von Elektromotoren und einer drehfesten Verbindung zwischen dem Elektromotor/den Elektromotoren und dem Getriebe eines Plug-in-Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs derartige Fahrzeuge genau und komfortabel Zentimeter-weise positioniert werden können. Dadurch kann bspw. in Abhängigkeit von einem bekannten Abstand der Ladeplatte einer drahtlosen Ladeeinrichtung die Solldrehzahl des

Elektromotors/der Elektromotoren so eingestellt werden, dass die gewünschte Position genau erreicht wird und das Anhalten des Fahrzeugs für die Insassen des Fahrzeugs nahezu unmerklich erfolgt.

Durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine genaue

Positioniermöglichkeit etwa für ein autonomes Anfahren einer Ladeplatte zur Verfügung gestellt. Es erfolgt eine als von den Fahrzeuginsassen als komfortabel empfundene Regelung der Fahrzeugposition und Geschwindigkeit. Es werden Änderungen beim Fahrwiderstand (etwa durch kleine Steine oder eine unebene Fahrbahn) automatisch ausgeglichen und so es kann der Vorgang des Annäherns an eine Ladeplatte, der oftmals auch ein Einparkvorgang ist, immer auf die gleiche Weise durchgeführt werden.

Vorrichtungen und Verfahren, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und ihrer vorteilhaften Weiterbildungen erforderlich und/oder hilfreich sind, sind dem Fachmann bekannt, so dass hierauf nicht näher eingegangen zu werden braucht.

Bezugszeichenliste

50 Annäherung an Ladeplatte

51 Aktivierung autonomes Positionieren

^2 rein elektromotorischer Antrieb und drehfeste Verbindung zwischen Elektromotor(en) und Getriebe

53 Drehzahlgeführte Annäherung an Ladeplatte

54 Erkennen von Zielbereich und Bremsvorgang

55 Anhalten und Beenden des autonomen Positionierens