(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１０）の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）を交換する方法であって、以下の方法ステップ；  車両タイプを確認するステップ；  少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）の車両内の配置に関するデータを含む、確認された車両タイプの車両データを準備するステップ；  確認された車両タイプの車両データに基づいて、車両（１０）上の空間的基準点（１２ａ；１２ｂ）を決定するステップ；  少なくとも一つの空間的基準点（１２ａ；１２ｂ）に基づいて、車両（１０）の現在の位置を確認するステップ；  車両（１０）の、少なくとも一つの交換すべきエネルギー貯蔵器（１１）を交換するステップ、
を有することを特徴とする、車両（１０）の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）を交換する方法。
【請求項２】
前記車両（１０）の現在の位置を確認するステップが、前記少なくとも一つの空間的基準点（１２ａ；１２ｂ）に、触知式測定手段（５０）を当てることにより行われることを特徴とする、請求項１に記載の車両（１０）の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）を交換する方法。
【請求項３】
前記触知式測定手段（５０）が触知式マニピュレーターであることを特徴とする、請求項２に記載された車両（１０）の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）を交換する方法。
【請求項４】
さらに以下の方法ステップ；  前記交換すべきエネルギー貯蔵器（１１）に割り当てられたロック（１５）を、施解錠ユニット（６０）を用いて開錠するステップ；  充電済みのエネルギー貯蔵器（１１）に割り当てられたロック（１５）を、前記施解錠ユニット（６０）を用いて施錠するステップ、
を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載された車両（１０）の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）を交換する方法。
【請求項５】
さらに以下の方法ステップ；  前記エネルギー貯蔵器（１１）を前記車両（１０）に電気的に接触させるための、前記車両（１０）の電気的接点（１４）を、マニピュレーター（７０）を用いて、クリーニングするステップ、
を有していることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載された、車両（１０）のエネルギー貯蔵器（１１）を交換する方法。
【請求項６】
さらに以下の方法ステップ；  前記車両（１０）の前記少なくとも一つの交換すべきエネルギー貯蔵器（１１）を交換するより時間的に前に、前記車両を、電力系統に接続されたエネルギー源（４０）に接続するステップ、
を有することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載された車両（１０）のエネルギー貯蔵器（１１）を交換する方法。
【請求項７】
前記車両（１０）の現在の位置を確認するステップが、前記少なくとも一つの空間的基準点（１２ａ；１２ｂ）に、触知式マニピュレーター（５０）を当てることにより行われ、  前記触知式マニピュレーター（５０）が、少なくとも２つの接触面（１２１、１２２）を有する少なくとも一つの測定体（５１ａ；５１ｂ）を有しており、  前記方法がさらに少なくとも以下の方法ステップ；  前記空間的基準点（１２ｂ）に、前記触知式マニピュレーター（５０）の前記測定体（５１ｂ）を当てるステップ；  前記測定体（５１ｂ）を、前記基準点（１２ｂ）に割り当てられた、前記車両（１０）の輪郭（１７）に、前記少なくとも２つの接触面（１２１、１２２）が、前記輪郭（１７）の対応する面（５１１、５１２）に接触するように、位置合わせするステップ、
を有していることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載された車両（１０）の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）を交換する方法。
【請求項８】
前記空間的基準点（１２ａ；１２ｂ）に当てる際に、前記少なくとも一つの基準点（１２ａ；１２ｂ）と前記測定体（５１ａ；５１ｂ）との間の接触力が、前記触知式マニピュレーター（５０）を用いて決定されることを特徴とする、請求項７に記載された車両（１０）の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）を交換する方法。
【請求項９】
さらに以下の方法ステップ；  少なくとも、前記エネルギー貯蔵器（１１）が取り出されるべき車両の領域をクリーニングするステップ、及び、  前記車両（１０）の少なくとも一つの交換すべきエネルギー貯蔵器を交換するより時間的に前に、その領域を乾燥させるステップ、  を有していることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載された車両（１０）の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）を交換する方法。
【請求項１０】
車両（１０）の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）を交換するためのエネルギー貯蔵器交換装置（１）であって、以下のもの；  車両（１０）の車両タイプを確認するよう設定された、確認ユニット（２０）；  車両（１０）内におけるエネルギー貯蔵器（１１）の配置に関するデータを含む、確認された車両タイプの車両データを準備するよう設定された、データ準備装置（３０）；  確認された車両タイプの車両データに基づいて、車両（１０）上の空間的基準点（１２ａ；１２ｂ）を決定するよう設定された、決定装置（８０）；  車両（１０）の少なくとも一つの基準点（１２ａ；１２ｂ）に基づいて、現在の位置を確認するよう設定された、測定手段（５０）；  車両（１０）の少なくとも一つの交換すべきエネルギー貯蔵器（１１）を交換するよう設定された、エネルギー貯蔵器交換ユニット（９０）、  を有することを特徴とする、車両（１０）の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）を交換するためのエネルギー貯蔵器交換装置（１）。
【請求項１１】
前記測定手段（５０）が触知式測定手段であり、望ましくは触知式マニピュレーターであることを特徴とする、請求項１０に記載された車両（１０）の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）を交換するためのエネルギー貯蔵器交換装置（１）。
【請求項１２】
前記エネルギー貯蔵器交換装置（１）は少なくとも一つの触知式マニピュレーターを有しており、該触知式マニピュレーター（７０）がさらに、前記エネルギー貯蔵器（１１）を前記車両（１０）に電気的に接触させるための、前記車両（１０）の電気的接点（１４）をクリーニングするよう設定されていることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載された、車両（１０）の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）を交換するためのエネルギー貯蔵器交換装置（１）。
【請求項１３】
前記エネルギー貯蔵器交換装置（１）は少なくとも一つの触知式マニピュレーターを有しており、該触知式マニピュレーター（６０）はさらに、前記交換すべきエネルギー貯蔵器（１１）に割り当てられたロック（１５）を施錠及び／又は開錠するよう設定されていることを特徴とする、請求項１０から１２のいずれか一項に記載された、車両（１０）の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）を交換するためのエネルギー貯蔵器交換装置（１）。
【請求項１４】
前記エネルギー貯蔵器交換装置（１）は少なくとも一つの触知式マニピュレーター（５０）を有しており、該少なくとも一つの触知式マニピュレーター（５０）は測定体（５１ｂ）を有しており、該測定体（５１ｂ）は少なくとも２つの接触面（１２１、１２２）を有しており、また、少なくとも一つの基準点（１２ｂ）に割り当てられた、前記車両（１０）の輪郭（１７）に位置合わせされるよう設定されていることを特徴とする、  請求項１０から１３のいずれか一項に記載された、車両（１０）の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）を交換するためのエネルギー貯蔵器交換装置（１）。
【請求項１５】
前記エネルギー貯蔵器交換ユニット（９０）が少なくとも一つの昇降台（９１）を有しており、該昇降台（９１）は位置合わせユニット（９２）を有しており、該位置合わせユニット（９２）は、施解錠ユニット（６０）及び／又は取り出し装置（９３）を、前記少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）の前記車両（１０）内における位置に関して位置合わせするよう設定されており、前記施解錠ユニット（６０）は、前記交換すべきエネルギー貯蔵器（１１）に割り当てられたロック（１５）を施錠及び／又は開錠するよう設定されており、前記取り出し装置（９３）は、前記交換すべきエネルギー貯蔵器（１１）を前記車両（１０）から取り出し、充電済みのエネルギー貯蔵器を前記車両（１０）に供給するよう設定されていることを特徴とする、請求項１０から１４のいずれか一項に記載された、車両（１０）の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器（１１）を交換するためのエネルギー貯蔵器交換装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器を、エネルギー貯蔵器交換装置を用いて交換する方法に関するものであり、この方法により、少なくとも部分的には電気的に駆動される車両のエネルギー貯蔵器を素早く交換することができる。
【背景技術】
【０００２】
電気的に駆動される車両、又は、ハイブリッド車両など部分的に電気的に駆動される車両の重要性はますます高まっている。これらの車両は、騒音エミッションがわずかであり、また、有害物質排出もわずかであるという特徴があり、このことは都市において好適である。さらに、電気的に駆動される車両は移動のために再生可能エネルギーを使用することができる。それによりＣＯ２排出を低減することができる。
【０００３】
しかしながら、純粋に電気的に駆動される車両は走行距離が短く、また、例えばバッテリーなど、一緒に積んでいくエネルギー貯蔵器の充電時間が比較的長いことから、現在のところ長距離にはそれほど適していない。そのため、電気的に駆動可能な車両には、車両メーカーによりしばしば、追加的な燃焼機関が装備されている（ハイブリッド車両）。それにより、ある限られた走行距離までは純粋に電気的に走行し、例えば電気エネルギー貯蔵器がカラになった場合に燃焼機関駆動に切り替えることができる。今日、純粋に電気的に駆動される車両はその走行距離に制限があり、数時間の充電時間が必要である。そのため、これら純粋に電気的に駆動される車両が適しているのはとりわけ、都心での使用や通勤である。
【０００４】
電気的に駆動される車両の導入分野を拡大するためには、エネルギー貯蔵器の充電時間が長いという短所を回避する必要がある。これについては、交換ステーションという概念が知られており、これにより、放電した車両のエネルギー貯蔵器を、充電済みのエネルギー貯蔵器に簡単に素早く交換することが可能である。放電したエネルギー貯蔵器は、従来通りに、つまり数時間かけて再び充電することができる。それにより、もはやエネルギー貯蔵器の長い充電時間が車両の駆動に結びつかなくなり、車両は、エネルギー貯蔵器の交換後ただちに、再び走行可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、車両のエネルギー貯蔵器の交換を素早く確実に行えるようにするためのより良い方法、及び、より良いエネルギー貯蔵器交換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題は本発明により、請求項１に記載の、車両の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器の交換方法、及び、請求項１０に記載のエネルギー貯蔵器交換装置により解決される。
【０００７】
上述の課題はとりわけ、車両の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器の交換方法により解決され、該方法は以下の方法ステップ；
車両タイプを確認するステップ；
少なくとも一つのエネルギー貯蔵器の車両内での配置に関するデータを含む、確認された車両タイプの車両データを準備するステップ；
確認された車両タイプの車両データに基づいて、車両上における空間的基準点を決定するステップ；
少なくとも一つの空間的基準点に基づいて、車両の現在の位置を確認するステップ；
車両の少なくとも一つの交換すべきエネルギー貯蔵器を交換するステップ；
を有している。
【０００８】
車両の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器を交換するこの方法により、任意の車両タイプのためのエネルギー貯蔵器を素早く交換することができる。車両タイプを検知し、確認された車両タイプの車両データを準備することにより、さまざまな車両タイプについてエネルギー貯蔵器の車両内での配置が統一的に実現されていない場合でも、エネルギー貯蔵器交換が可能である。そのためこの方法は特定の車両タイプに依存せず、また、新しい車両タイプにも簡単に適応可能である。
【０００９】
エネルギー貯蔵器とは、エネルギーを、電気的、化学的、電気化学的、機械的、及び／又は、熱的に貯蔵する目的で取り込み、時間的に後で使用するために再び提供する装置である。取り込まれたエネルギーは、望ましくは電気的エネルギーの形で使用するために再び提供される。エネルギー貯蔵器は、特に望ましくは蓄電池、バッテリー、又は、コンデンサーである。エネルギー貯蔵器はまた、複数のエネルギー貯蔵器を組み合わせて、一つの総合エネルギー貯蔵器にまとめたものとすることもできる。貯蔵容量を高めるため、又は、エネルギー出力能力を高めるために、例えば一つのエネルギー貯蔵器は、再充電可能な複数のバッテリー（蓄電池）を有することができる。
【００１０】
車両タイプの確認は、例えば、カメラ及び画像分析システムを有する光学的検知ユニットにより行える。また、車両タイプは、記憶媒体から読み出すこともでき、記憶媒体は好ましくはＲＦＩＤチップであり、これは例えば車両自体の上に取り付けることも、又は、携帯可能に形成することもできる。また、読み出し可能な記憶媒体はチップカード又は車両キーに組み込むこともできる。さらに、車両タイプの確認は入力装置を介して行うこともでき、それにより、ユーザーは車両タイプを手動で入力することができる。
【００１１】
車両データの準備は、車両タイプの確認前、確認中、又は確認後に、さまざまな方法で行うことができる。車両データは、例えば各過程においてオンラインで呼び出すこと、又は、予め記憶しておくことができる。このとき車両データの保管もしくは記憶は、複数のエネルギー貯蔵器交換装置がアクセスできる中央サーバー上で、又は、エネルギー貯蔵器交換装置のローカルな記憶装置上で行うことができる。また、データは車両タイプと一緒に読み出し可能な記憶媒体上に記憶させておくことなどもできる。
【００１２】
少なくとも一つのエネルギー貯蔵器の配置に関するデータには、車両内又は車両上におけるエネルギー貯蔵器の位置情報及び向きの情報、つまり、エネルギー貯蔵器座標に加えて、エネルギー貯蔵器カバー、及び、車両内又は車両上のエネルギー貯蔵器ロックの種類及び形状に関する情報も含むことができる。エネルギー貯蔵器カバー及びエネルギー貯蔵器ロックの種類及び形状に関する情報には例えば、ロックするために使用されたネジの数及びそのタイプが含まれている。例えばバヨネット式ロック、又は、スライド可能なロックボルトによるロックといった他の種類のロックも可能である。
【００１３】
車両上の空間的基準点の決定は「オフライン」で行われる。車両データに基づいてエネルギー貯蔵器交換装置の座標系における少なくとも一つの基準点のおおよその位置が確認され、それにより次のステップにおいて、この基準点を利用して車両の正確な実際の位置を決定することができる。基準点は車両タイプに依存し、好ましくは車両の、良好に測定可能な輪郭に割り当てられる。
【００１４】
少なくとも一つの空間的基準点に基づいて、車両の現在の位置を確認することは、例えばカメラシステムのような光学的システムにより行うことができる。通常、車両の位置を確認するためには一つの基準点で十分である。しかしながら複数の基準点を使用することにより好適に、車両位置をより正確に決定することができる。
【００１５】
好ましくは車両の現在の位置の確認は、少なくとも一つの空間的基準点に触知式測定手段を当てることにより行われる。触知式測定手段は好ましくは触知式マニピュレーターである。ここでマニピュレーターとは、３つ以上の、自由にプログラム可能な移動軸を装備した、自動的に案内される多目的マニピュレーターであり、これは定置式又は移動式とすることができる。触知式マニピュレーターは、センサーが装備されたマニピュレーターであり、これらのセンサーにより、例えばマニピュレーターの軸に作用する力及び／又はモーメントを確認することが可能である。望ましくは触知式マニピュレーターは、触知式多関節マニピュレーターもしくは多関節ロボットである。
【００１６】
触知式測定手段を用いて現在の位置を確認することは好適であり、それは、照明の状態が良くない場合又は基準点が汚れで覆われている場合でも、基準点に当てて、見つけることができるためである。また、少なくとも一つの基準点に当てることは、その少なくとも一つの基準点の位置を決定するための非常に正確な可能性を提供するものである。さらなるステップにおいて、基準点の位置から、エネルギー貯蔵器交換装置の座標系における車両の位置が確認され、それにより交換すべきエネルギー貯蔵器の正確な位置及び向きが確認される。
【００１７】
好ましくは車両の現在の位置の確認は、少なくとも一つの空間的基準点に触知式マニピュレーターを当てることにより行われ、触知式マニピュレーターは少なくとも一つの測定体を有しており、この測定体は少なくとも２つの接触面を有しており、本方法はさらに、少なくとも以下の方法ステップを有している。触知式マニピュレーターの測定体を空間的基準点に当てるステップ；少なくとも２つの接触面が、輪郭の対応面に接触するように、基準点に割り当てられた車両の輪郭に測定体を位置合わせするステップ。
【００１８】
少なくとも２つの接触面を持つ測定体の形状により、基準点の位置が確認されるだけでなく、基準点の向きも確認される。接触面は好適には、接触面が、車両の適切な輪郭に適合し、例えば形状結合的にこの輪郭内に挿入できるか又はこの輪郭に密接できるように形作られている。適切な輪郭とは例えば車両のシャーシ、車両のアクスル、又は車両のブレーキディスクならびにホイールにおけるものとすることができる。しかしながら本方法はこれらの輪郭の利用に限定されるわけではない。好ましくは測定体は、測定体の位置合わせが車両タイプ及び測定体に依存しないように形作られている。代替的に、さまざまな車両タイプのためにさまざまな測定体を用意することもできる。この場合、触知式マニピュレーターには、確認された車両データに応じて、その車両に割り当てられた測定体を準備する必要がある。
【００１９】
空間的基準点に当てる際、好ましくは少なくとも一つの基準点と測定体との間の接触力が、触知式マニピュレーターを用いて決定される。接触力の決定により、測定体の正しい位置合わせを確認すること、及び／又は、制御することができる。また、接触力を監視することは好適であり、それは、接触力が、決定された値を超えた場合に、その少なくとも一つの基準点に当てることを中断することにより、車両を損傷することを回避できるからである。
【００２０】
また望ましくは、マニピュレーター及びとりわけ触知式マニピュレーターは、以下に述べるように、車両のエネルギー貯蔵器の交換の際に、さらなる役割を受け持つことができる。触知式マニピュレーターを複数の方法ステップのために利用することにより、エネルギー貯蔵器交換ユニットの構造を「スリム」に、もしくは省スペース的にすることができる。
【００２１】
好ましくは、車両の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器を交換する方法はさらに以下の方法ステップを有している；
交換すべきエネルギー貯蔵器に割り当てられたロックを、好ましくは触知式マニピュレーターである施解錠ユニットを用いて開錠するステップ；充電済みのエネルギー貯蔵器に割り当てられたロックを、施解錠ユニットを用いて施錠するステップ。ロック開錠後は、エネルギー貯蔵器を車両から取り出すことができる。施錠することにより、新たに挿入された、充電済みのエネルギー貯蔵器を車両内又は車両上にしっかりと固定することができる。
【００２２】
一般的に、車両のエネルギー貯蔵器を交換するための本方法には、望ましくはさらに、エネルギー貯蔵器を車両に電気的に接触させるための、車両の電気的接点を、マニピュレーター、及び、好ましくは触知式マニピュレーターを用いてクリーニングすることが含まれている。
【００２３】
車両の電気的接点をクリーニングすることにより、腐食が回避され、エネルギー貯蔵器と車両との電気的接触が確実に行われる。クリーニングには、汚れを単純に除去することに加えて、例えば接点潤滑剤などの適切な手段で車両の接点を処理することも含まれる。
【００２４】
好ましくは、車両のエネルギー貯蔵器を交換する本方法はまた、車両の少なくとも一つの交換すべきエネルギー貯蔵器を交換するより時間的に前に、車両を、電力系統に接続されたエネルギー源に接続することを含んでいる。交換すべきエネルギー貯蔵器が取り出された後、場合によっては短時間の間、車両に十分な電気的エネルギー源が提供されないことがあるため、エネルギー貯蔵器を取り出す前に、代替的なエネルギー源を用意して、車両のオンボードシステムにエネルギーを供給できるようにすることが好適である。
【００２５】
電力系統に接続されたエネルギー源とは、代表的には電力網である。電力系統に接続されたエネルギー源と車両との接続は、ケーブルを介して行うことができ、マニピュレーター、好ましくは触知式マニピュレーターを用いて実施することができる。代替的にエネルギー源のエネルギーは、例えば誘導を介してワイヤレスで車両に供給することもできる。
【００２６】
好ましくは本方法はまた、少なくとも、車両の、エネルギー貯蔵器が取り出される領域をクリーニングすること、及び、エネルギー貯蔵器交換より時間的に前に、この領域を乾燥することを含んでいる。クリーニングにより、基準点及びロックから汚れが取り除かれ、それにより参照及びロック開錠が容易になる。そのうえ、それによりエネルギー貯蔵器保持具、もしくは、交換過程において電気的接点が汚れることが回避される。領域を乾燥させることは、電気的接点の領域において湿気により短絡又は表面漏れが引き起こされないようにするために好適である。また、接点の腐食も回避することができる。
【００２７】
車両の少なくとも一つのエネルギー貯蔵器を交換するためのエネルギー貯蔵器交換装置は以下のものを有している；
車両の車両タイプを確認するよう設定された、確認ユニット；
エネルギー貯蔵器の車両内での配置に関するデータを含む、確認された車両タイプの車両データを準備するよう設定された、データ準備装置；
確認された車両タイプの車両データに基づいて、車両上の空間的基準点を決定するよう設定された、決定装置；
車両の少なくとも一つの基準点に基づいて現在の位置を確認するよう設定された、測定手段；
少なくとも一つの交換すべき車両のエネルギー貯蔵器を交換するよう設定された、エネルギー貯蔵器交換ユニット。
【００２８】
エネルギー貯蔵器を実際に交換する前に車両の車両タイプ確認を行うエネルギー貯蔵器交換装置が好適であり、それは、それにより、エネルギー貯蔵器の車両内での配置を素早く決定できるからである。そのことにより、エネルギー貯蔵器の交換を素早く確実に行うことが可能となる。
【００２９】
確認ユニットは、車両タイプを自立的に検知できるシステムを含むことができる。確認ユニットはまた代替的に、車両タイプの確認のために、ユーザーの手動入力又は読み出し可能な記憶媒体を利用するシステムを含むこともできる。読み出し可能な記憶媒体は、車両自体の上に取り付けることも、又は携帯可能に形成することもできる。
【００３０】
データ準備装置は、車両タイプに応じて車両データを準備する。これは、車両タイプの確認前、確認中、確認後に行うことができる。データ準備装置は、例えば中央サーバーにアクセスすることも、又は、ローカルな記憶媒体に記憶されたデータを呼び出すこともできる。代替的に車両データは、車両タイプに関するデータも記憶されている、読み出し可能な記憶媒体から呼び出すことができる。
【００３１】
決定装置は、車両データから、少なくとも一つの基準点の、エネルギー貯蔵器交換装置の座標系におけるおおよその位置を決定する。測定手段は、少なくとも一つの基準点に基づいて、基準点の実際の正確な位置を確認するのに適している。基準点の実際の位置から、エネルギー貯蔵器交換装置の座標系における車両の正確な位置を決定することができる。測定手段は、例えば光学的な測定方法など、さまざまな測定方法に基づくものとすることができる。しかしながら測定手段は、好ましくは、触知式測定手段、特に望ましくは触知式マニピュレーターである。
【００３２】
触知式マニピュレーターはさらに、エネルギー貯蔵器を車両に電気的に接触させるための、車両の電気的接点をクリーニングするよう、及び／又は、交換すべきエネルギー貯蔵器に割り当てられたロックを施錠及び／又は開錠するよう、設定することができる。
【００３３】
好ましくは触知式マニピュレーターはさらに測定体を有しており、この測定体は少なくとも２つの接触面を有しており、また、少なくとも一つの基準点に割り当てられた、車両の輪郭に位置合わせされるように設定されている。測定体は好ましくは、車両の輪郭に適合するよう、及び、例えば形状結合的にこの輪郭内に挿入できるか又はこの輪郭に密接できるよう、つまり、この少なくとも２つの接触面が、対応する輪郭の面に接触するよう、形作られている。
【００３４】
一般的に、エネルギー貯蔵器交換装置は望ましくは昇降台を有しており、この昇降台は位置合わせユニットを有しており、位置合わせユニットは、施解錠ユニット及び／又は取り出し装置を、少なくとも一つのエネルギー貯蔵器の車両内の位置に関して位置合わせするように設定されており、
施解錠ユニットは、交換すべきエネルギー貯蔵器に割り当てられたロックを施錠及び／又は開錠するように設定されており、
取り出し装置は、交換すべきエネルギー貯蔵器を車両から取り出し、及び、充電済みのエネルギー貯蔵器を車両に供給するように設定されている。
【００３５】
施解錠ユニット及び取り出し装置を昇降台の位置合わせユニット上に配置することにより、正確で素早い位置決めを行うことができる。位置合わせユニットは、例えば施解錠ユニット及び／又は取り出し装置など、位置合わせユニット上に装着された構成要素を、少なくとも２つの方向、望ましくはＸ方向及びＹ方向（つまり水平方向）において位置決めするよう設定されている。昇降台は、位置合わせユニットを第３の方向、好ましくはＺ方向（つまり垂直方向）において位置決めするよう設定されている。施解錠ユニット及び取り出し装置を昇降台の位置合わせユニット上に配置することにより、ロックの開錠及び施錠、ならびにエネルギー貯蔵器の取り出し、及び、エネルギー貯蔵器のセット、という方法ステップを、昇降台から直接的に行うことができる。これらの方法ステップを実施する前に、昇降台を所望の作業高さにし、対応する方法ステップを実施することができる。これらの方法ステップの完了後は昇降台を下げることができる。このことにより、交換過程毎の昇降台の手続きが一回で十分となり、それにより、エネルギー貯蔵器の交換に必要な時間が縮小される。昇降台は例えば油圧式昇降台とすることができる。取り出し装置は、エネルギー貯蔵器を掴み、その保持具から取り出すよう設定された、グリッパーとすることができる。
【００３６】
以下に本発明の望ましい実施形態について図を用いて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】エネルギー貯蔵器交換装置を図式的に表した図である。
【図２】施解錠ユニットを図式的に表した図である。
【図３】クリーニングユニットを図式的に表した図である。
【図４】測定体を有する触知式測定手段を図式的に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１に図示されたエネルギー貯蔵器交換装置１は、車両１０のエネルギー貯蔵器１１を交換するよう設定されている。車両１０は電気的に駆動可能な車両であり、少なくとも一つのエネルギー貯蔵器１１を有している。本図においてはエネルギー貯蔵器１１は車両１０の下側に配置されている。
【００３９】
車両１０はまず、エネルギー貯蔵器交換装置１の交換位置まで、例えば車両の前輪が機械的なストッパー２０ａにぶつかるまで、走行される。それにより、エネルギー貯蔵器交換装置の座標系における車両の少なくともおおよその相対的な位置が与えられる。次に、交換過程が開始する。第１の方法ステップにおいて、確認ユニット２０により車両１０の車両タイプが確認される。図１の図においては、車両タイプは、読み出し可能な記憶媒体１３上に記憶されている。読み出し可能な記憶媒体１３は好ましくは車両上に配置されている。確認ユニット２０は、記憶媒体１３を読み出すことにより、車両タイプを確認する。次に、点線で示されているように、データ準備ユニット３０により、確認された車両タイプに応じて、エネルギー貯蔵器交換装置１のさまざまなステーションに対して、データが準備される。これらのデータは少なくとも、車両１０内におけるエネルギー貯蔵器１１の配置に関するデータを有している。さらに、決定装置８０が、車両タイプに基づいて車両１０上の空間的基準点１２ａを決定する。
【００４０】
車両１０の実際の正確な位置を確認するために、図１に図示されたように、基準点１２ａに、触知式測定手段５０により測定体５１ａが当てられる。本図においては、触知式測定手段５０は触知式マニピュレーターである。
【００４１】
車両１０のエネルギー貯蔵器１１の交換は、エネルギー貯蔵器交換ユニット９０により行われる。図示されたエネルギー貯蔵器交換ユニット９０は、昇降台９１、位置合わせユニット９２、及び、グリッパー９４を有する取り出し装置９３を有している。昇降台９１は好ましくは油圧式昇降台であり、取り出し装置９３ならびに触知式測定手段５０をＺ方向において動かすことができる。位置合わせユニット９２は、取り出し装置９３及び／又は触知式測定手段５０をＸ方向及びＹ方向において位置決めするよう設定されている。グリッパー９４を用いてエネルギー貯蔵器１１を掴んで取り出すことができる。新しいエネルギー貯蔵器のセットも同様に行うことができる。望ましくは位置合わせユニット９２は、軸周りに回転可能に実施することもできる。
【００４２】
図１に図示された車両１０に、交換過程中に電気的エネルギーを供給できるようにするため、車両１０はプラグ受入部１６を有している。プラグ受入部１６は、電力系統に接続されたエネルギー源４０のプラグ４１を受け入れることができる。プラグ４１と電力系統に接続されたエネルギー源４０とは、ケーブル４２を介して互いに接続されている。
【００４３】
図２には施開錠ユニット６０が図示されており、これは好ましくは触知式マニピュレーターである。施開錠ツール６１を用いて、施開錠ユニット６０は、車両１０のエネルギー貯蔵器１１のロック１５を開錠及び施錠することができる。確認された車両１０の位置、及びエネルギー貯蔵器１１の配置から、ならびに、車両データに基づいて、施開錠ユニット６０は、ロック１５の位置に到達し、このロックの種類に応じてこれを開錠もしくは施錠することができる。とりわけ、施解錠ツール６１はロックの種類に応じて交換することができる。
【００４４】
図３には、クリーニングユニット７０が図示されており、これは好ましくは触知式マニピュレーターである。クリーニングツール７１を用いてクリーニングユニット７０は、エネルギー貯蔵器１１を車両１０に電気的に接触させる、車両１０の電気的接点１４をクリーニングすることができる。
【００４５】
特に望ましくは、触知式測定手段５０、施開錠ユニット６０、ならびに、クリーニングユニット７０は、測定、施開錠、及び、クリーニングするために設定された、ただ一つの触知式マニピュレーターである。触知式マニピュレーターはそのために、適用に応じて、測定体５１ａ；５１ｂ、施開錠ツール６１、クリーニングツール７１の受け入れ、及び、取り外しを行い、つまり、触知式マニピュレーターはそれぞれ必要なツールを好ましくは自動的に交換することができる。
【００４６】
図４には、２つの接触面５１１、５１２を持つ測定体５１ｂを有する触知式測定手段５０が図示されている。触知式測定手段５０は、少なくとも一つの空間的基準点１２ｂに基づいて、車両１０の現在の位置を確認するものである。基準点１２ｂには、２つの面１２１、１２２を持つ輪郭１７が割り当てられている。車両１０の現在の位置を確認するために、触知式測定手段５０の測定体５１ｂが空間的基準点１２ｂに当てられる。測定体５１ｂは、接触面５１１が輪郭１７の面１２１に、接触面５１２が輪郭１７の面１２２に接触するように、基準点１２ｂに割り当てられた輪郭１７に位置合わせされている。好ましくは空間的基準点１２ｂに当てる際に、測定体５１ｂに作用する接触力が決定され、それにより、測定体５１ｂの正しい位置合わせが確認される。
【符号の説明】
【００４７】
１  エネルギー貯蔵器交換装置
１０  車両
１１  エネルギー貯蔵器
１２ａ；１２ｂ  基準点
１２１、１２２  輪郭面
１３  読み出し可能な記憶媒体
１４  電気的接点
１５  ロック
１６  プラグ受入部
１７  輪郭
２０  確認ユニット
３０  データ準備ユニット
４０  電力系統に接続されたエネルギー源
４１  プラグ
４２  ケーブル
５０  触知式測定手段
５１ａ；５１ｂ  測定体
５１１、５１２  接触面
６０  施解錠ユニット
６１  施解錠ツール
７０  クリーニングユニット
７１  クリーニングツール
８０  決定装置
９０  エネルギー貯蔵器交換ユニット
９１  昇降台
９２  位置合わせユニット
９３  取り出し装置
９４  グリッパー
２０ａ  機械的ストッパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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