本發(fā)明涉及用于在電動(dòng)車(chē)輛和感應(yīng)式充電站之間建立關(guān)聯(lián)連接（Assoziationsverbindung）的裝置和方法。

背景技術(shù)：

為了在充電站處給電動(dòng)車(chē)輛充電，感應(yīng)式充電系統(tǒng)是已知的。在此情況下，線圈系統(tǒng)不僅位于電動(dòng)車(chē)輛的下側(cè)處，而且位于地面?zhèn)瘸潆娬局?。能量?jīng)由穿過(guò)所述線圈系統(tǒng)的交變磁場(chǎng)以感應(yīng)方式從充電站被傳輸?shù)诫妱?dòng)車(chē)輛。

可以在將電動(dòng)車(chē)輛在充電站上定位之后執(zhí)行感應(yīng)式充電過(guò)程，而為此不需要車(chē)輛駕駛員下車(chē)或者利用充電電纜連接。為了交換定位信息、標(biāo)識(shí)信息和結(jié)算信息，在充電站和電動(dòng)車(chē)輛之間的通信連接證明有效，所述通信連接在起動(dòng)過(guò)程期間以及當(dāng)電動(dòng)車(chē)輛停止時(shí)在充電過(guò)程期間保持維持。

為了以低損耗和小散射以感應(yīng)方式對(duì)電動(dòng)車(chē)輛充電，有必要的是將充電站的線圈系統(tǒng)和電動(dòng)車(chē)輛的線圈系統(tǒng)盡可能精確地重疊地定位。此外，必須在電動(dòng)車(chē)輛和充電站之間進(jìn)行明確的分配。所述明確的分配或者“關(guān)聯(lián)連接”是需要的，以便確保：僅與應(yīng)當(dāng)在預(yù)先確定的充電站上以感應(yīng)方式被充電的該電動(dòng)車(chē)輛的通信連接被保持（unterhalten）。

為了保證在電動(dòng)車(chē)輛和所設(shè)置的充電站之間的明確的分配，方法已經(jīng)是已知的。按照申請(qǐng)人的在出版物DE 102012012860 A1 中公開(kāi)的提議規(guī)定，經(jīng)由車(chē)輛側(cè)天線與充電站側(cè)天線的耦合來(lái)提供在電動(dòng)車(chē)輛和充電站之間的關(guān)聯(lián)連接，其中通過(guò)相對(duì)于充電站側(cè)天線布置車(chē)輛側(cè)天線應(yīng)當(dāng)保證：僅所述兩個(gè)天線可以構(gòu)建共同的連接。為此，充電站側(cè)天線的方向特性被形成，使得由充電站側(cè)天線所發(fā)射的信號(hào)僅僅能夠在圍繞兩個(gè)天線之間的直接照準(zhǔn)線的可預(yù)先給定的區(qū)域中被接收。此外規(guī)定，只有在到達(dá)可預(yù)先給定的區(qū)域、尤其充電位置時(shí)才將充電站側(cè)天線的運(yùn)行激活，以便使關(guān)聯(lián)連接的折衷（Kompromittieren）變得困難。

在上述出版物中所談及的關(guān)聯(lián)連接折衷的問(wèn)題領(lǐng)域在進(jìn)一步的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中證明是問(wèn)題。因此存在以下風(fēng)險(xiǎn)，即在充電站的無(wú)線電區(qū)域中的發(fā)送器以惡意的方式起作用（vorgibt），假裝為要構(gòu)建的關(guān)聯(lián)連接的對(duì)方站，并且為此以其自身的發(fā)射功率超過(guò)充電站的本身設(shè)置的天線的發(fā)射功率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)是提供以下措施，所述措施保證電動(dòng)車(chē)輛與為了對(duì)電動(dòng)車(chē)輛充電而設(shè)置的充電站的防折衷式關(guān)聯(lián)連接。

按照本發(fā)明，通過(guò)具有專利權(quán)利要求1的特征的方法來(lái)解決所述任務(wù)。

按照本發(fā)明設(shè)置用于在電動(dòng)車(chē)輛和充電站之間建立（Herstellung）關(guān)聯(lián)連接的方法，所述方法包括隨后闡述的步驟。在第一步驟中，在構(gòu)造定向無(wú)線電連接的情況下在電動(dòng)車(chē)輛和充電站之間構(gòu)建（Aufbau）關(guān)聯(lián)連接。定向無(wú)線電連接可被理解為以下無(wú)線電連接，即其中不僅在發(fā)送器側(cè)而且在接收器側(cè)在預(yù)定義的方向上設(shè)置方向特性。定向無(wú)線電連接例如棒狀地從放置于充電站的地面附近的發(fā)送器朝電動(dòng)車(chē)輛的下側(cè)方向延伸。在第二步驟中，與全向發(fā)射器共同作用地檢驗(yàn)在電動(dòng)車(chē)輛和充電站之間的關(guān)聯(lián)連接。所述的全向發(fā)射器可被理解為具有非定向、也即例如球狀方向特性的發(fā)射器、也即例如天線。

已經(jīng)預(yù)先已知的定向無(wú)線電連接如下支持電動(dòng)車(chē)輛的定位，即例如在車(chē)輛側(cè)測(cè)量的傳輸強(qiáng)度隨著累進(jìn)（fortschreitend）接近所設(shè)置的充電位置由于方向特性累進(jìn)地增加，并且最終在到達(dá)所設(shè)置的充電位置時(shí)采取最大值，而利用在車(chē)輛側(cè)測(cè)量的傳輸強(qiáng)度單獨(dú)地基于定向無(wú)線電連接不能區(qū)別：無(wú)線電連接是由對(duì)此設(shè)置的充電站還是由另一折衷型發(fā)送器引起的。與全向發(fā)射器共同作用地檢驗(yàn)在電動(dòng)車(chē)輛和充電站之間的關(guān)聯(lián)連接的按照本發(fā)明的該步驟消除所述缺點(diǎn)。在使用全向發(fā)射器的情況下利用優(yōu)選地在電動(dòng)車(chē)輛側(cè)測(cè)量的傳輸強(qiáng)度使得能夠在全向無(wú)線電連接的傳輸強(qiáng)度和定向無(wú)線電連接的傳輸強(qiáng)度之間比較。

此外，通過(guò)具有專利權(quán)利要求8的特征的按照本發(fā)明的連接單元解決所述任務(wù)。

按照本發(fā)明設(shè)置用于在電動(dòng)車(chē)輛和充電站之間建立關(guān)聯(lián)連接的連接單元，其包括隨后闡述的功能組。連接單元擁有到至少一個(gè)第一發(fā)射器的第一接口，所述第一發(fā)射器具有基本上定向的傳輸特性。此外，連接單元擁有到至少一個(gè)第二發(fā)射器的第二接口，所述第二發(fā)射器具有基本上全向的、也即非定向的傳輸特性。連接單元與第一發(fā)射器共同作用地被設(shè)立用于在電動(dòng)車(chē)輛和充電站之間構(gòu)建關(guān)聯(lián)連接，以及此外被設(shè)立用于與第二發(fā)射器共同作用地檢驗(yàn)所述關(guān)聯(lián)連接。

此外，本發(fā)明包括具有按照本發(fā)明的連接單元的電動(dòng)車(chē)輛以及具有按照本發(fā)明的連接單元的充電站。

本發(fā)明的其它構(gòu)型是從屬權(quán)利要求的主題。

按照本發(fā)明的一種優(yōu)選構(gòu)型規(guī)定，在充電站側(cè)布置的定向發(fā)射器和在電動(dòng)車(chē)輛側(cè)布置的定向發(fā)射器之間進(jìn)行定向無(wú)線電連接。

按照本發(fā)明的另一構(gòu)型規(guī)定，全向發(fā)射器布置在電動(dòng)車(chē)輛側(cè)。

可替代地，以下構(gòu)型是有利的，即在所述構(gòu)型情況下全向發(fā)射器不僅布置在電動(dòng)車(chē)輛側(cè)而且布置在充電站側(cè)。上述構(gòu)型保證在兩側(cè)、也就是說(shuō)在充電站側(cè)和在電動(dòng)車(chē)輛側(cè)對(duì)稱地進(jìn)行傳輸、也即分別相對(duì)的發(fā)送運(yùn)行和接收運(yùn)行。所述有利的措施使得能夠不僅在電動(dòng)車(chē)輛的側(cè)上而且在充電站的側(cè)上設(shè)置相同的連接單元。

按照本發(fā)明的另一構(gòu)型規(guī)定，定向發(fā)射器以距全向發(fā)射器小的距離布置。所述構(gòu)型優(yōu)選地涉及電動(dòng)車(chē)輛，可替代地也涉及充電站。由于按照所述構(gòu)型小的距離，關(guān)聯(lián)連接的檢驗(yàn)如下被簡(jiǎn)化，即基本上類(lèi)似的運(yùn)行條件不僅對(duì)于定向無(wú)線電連接而且對(duì)于全向無(wú)線電連接占優(yōu)勢(shì)，所述運(yùn)行條件使關(guān)聯(lián)連接的檢驗(yàn)容易。

按照本發(fā)明的另一構(gòu)型規(guī)定，為了檢驗(yàn)關(guān)聯(lián)連接，將定向無(wú)線電連接的傳輸強(qiáng)度與經(jīng)由全向發(fā)射器傳輸或者確定的傳輸強(qiáng)度比較。按照本發(fā)明的該構(gòu)型，因此將全向無(wú)線電連接的傳輸強(qiáng)度、也即信號(hào)強(qiáng)度或者場(chǎng)強(qiáng)與定向無(wú)線電連接的傳輸強(qiáng)度比較。傳輸強(qiáng)度的檢驗(yàn)在此是關(guān)聯(lián)連接的最有利的檢驗(yàn)。

按照本發(fā)明的另一構(gòu)型規(guī)定，為了檢驗(yàn)關(guān)聯(lián)連接，如果利用全向發(fā)射器傳輸?shù)幕蛘叽_定的傳輸強(qiáng)度的傳輸強(qiáng)度超過(guò)定向無(wú)線電連接的傳輸強(qiáng)度，那么輸出負(fù)的結(jié)果。因?yàn)樵谠撉闆r下可以認(rèn)為，另外的折衷型發(fā)送器出于惡意的意圖試圖將由充電站發(fā)送的無(wú)線電信號(hào)否決。

按照本發(fā)明的另一構(gòu)型規(guī)定，由于所述在上面闡述的負(fù)的結(jié)果而解除關(guān)聯(lián)連接和/或輸出誤差信息。在關(guān)聯(lián)連接檢驗(yàn)的負(fù)的結(jié)果的情況下，因此電動(dòng)車(chē)輛與對(duì)此設(shè)置的充電站的已經(jīng)開(kāi)始的關(guān)聯(lián)連接被解除，以便避免由于折衷型發(fā)送器而有錯(cuò)誤的分配。

附圖說(shuō)明

以下根據(jù)附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明的其它實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)。在此：

圖1示出駛向充電站的電動(dòng)車(chē)輛的示意圖；和

圖2示出與充電站側(cè)連接單元共同作用的按照本發(fā)明的電動(dòng)車(chē)輛側(cè)連接單元的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出電動(dòng)車(chē)輛EV，所述電動(dòng)車(chē)輛EV除了（未示出的）其它功能組件外具有車(chē)輛側(cè)感應(yīng)線圈C1以及車(chē)輛側(cè)連接模塊AU1，所述車(chē)輛側(cè)感應(yīng)線圈C1和所述車(chē)輛側(cè)連接模塊AU1例如分別被布置在電動(dòng)車(chē)輛EV的下側(cè)處。在接著的論述中假設(shè)，電動(dòng)車(chē)輛EV接近感應(yīng)式充電站EVSE，以便在電動(dòng)車(chē)輛EV停止之后或者在緩慢行駛過(guò)程中執(zhí)行電動(dòng)車(chē)輛EV的（未示出的）蓄電池的感應(yīng)式充電。

感應(yīng)式充電站EVSE除了（未示出的）其它功能組件外具有充電站側(cè)連接模塊AU2以及充電站側(cè)感應(yīng)線圈C2。兩個(gè)最后提及的功能組件AU2、C2位于將近公路水平面SFC之上或者之下的高度中。

在到達(dá)充電位置之后，經(jīng)由關(guān)聯(lián)連接來(lái)執(zhí)行電動(dòng)車(chē)輛EV和充電站EVSE的關(guān)聯(lián)，以便防止給無(wú)權(quán)的車(chē)輛充電。

圖2示出車(chē)輛側(cè)連接模塊AU1和充電站側(cè)連接模塊AU2的細(xì)節(jié)圖示，所述充電站側(cè)連接模塊AU2按照附圖布置在公路水平面SFC之下。在圖2中所示出的兩個(gè)連接模塊AU1、AU2的布置對(duì)應(yīng)于所設(shè)置的停車(chē)位置，其中兩個(gè)連接模塊沿著其主軸對(duì)準(zhǔn)。在這樣的停車(chē)位置中，車(chē)輛側(cè)感應(yīng)線圈C1也直接地在充電站側(cè)感應(yīng)線圈C2之上以及基本上與充電站側(cè)感應(yīng)線圈C2疊合地布置。

電動(dòng)車(chē)輛側(cè)連接模塊AU1包括連接單元CU、第一發(fā)射器TR1或者天線TR1和第二發(fā)射器TR2或者天線TR2。充電站側(cè)連接模塊AU2包括連接單元CU以及第一發(fā)射器TR1或者天線TR1。相應(yīng)的第一發(fā)射器TR1具有基本上定向的傳輸特性，第二發(fā)射器TR2具有基本上全向的傳輸特性。

在按照?qǐng)D2闡述的實(shí)施例中，充電站側(cè)連接模塊AU2具有僅僅一個(gè)第一定向發(fā)射器TR1。然而在可替代的（未示出的）實(shí)施方式中，充電站側(cè)連接模塊AU2的與電動(dòng)車(chē)輛側(cè)連接模塊AU1基本上相同的構(gòu)型也是可能的，其中因此充電站側(cè)連接模塊AU2也包括具有基本上全向的傳輸特性的第二發(fā)射器TR2。

全向發(fā)射器非定向地、也即在其主軸的方向上基本上球狀地發(fā)送或者接收，并且優(yōu)選地被實(shí)施為鞭形天線。指向（direktionale）或者定向發(fā)射器能夠?qū)崿F(xiàn)朝可預(yù)先給定的方向傳輸?shù)娜∠颍ˋusrichtung）。所述指向或者定向發(fā)射器優(yōu)選地被實(shí)施為具有對(duì)應(yīng)幾何形狀的天線。通常所述指向或者定向發(fā)射器具有在其主軸方向上的棒狀方向特性。

如果現(xiàn)在借助于（未示出的）折衷型發(fā)送器試圖構(gòu)建與車(chē)輛側(cè)連接模塊AU1的無(wú)線電連接，那么折衷型發(fā)送器可能會(huì)提高其自身的傳輸強(qiáng)度，使得所述傳輸強(qiáng)度超過(guò)充電站側(cè)連接模塊AU2的傳輸強(qiáng)度。在現(xiàn)有技術(shù)中，在電動(dòng)車(chē)輛側(cè)連接模塊AU1中僅會(huì)包含具有定向傳輸特性的第一發(fā)射器TR1。然而單獨(dú)利用這樣定向發(fā)射器TR1不能進(jìn)行評(píng)定：充電站EVSE或者折衷型發(fā)送器是否是關(guān)聯(lián)連接的正確連接伙伴。

按照本發(fā)明，因此在電動(dòng)車(chē)輛EV和充電站EVSE之間的關(guān)聯(lián)連接的檢驗(yàn)通過(guò)在電動(dòng)車(chē)輛側(cè)連接模塊AU1中所設(shè)置的全向發(fā)射器TR2來(lái)設(shè)置。

如果從第二電動(dòng)車(chē)輛側(cè)發(fā)射器TR2所接收的傳輸強(qiáng)度具有比從第一電動(dòng)車(chē)輛側(cè)發(fā)射器TR1所接收的傳輸強(qiáng)度高的或者高得多的值，那么可以假定折衷型發(fā)送器。

在電動(dòng)車(chē)輛EV占據(jù)了在其所分配的充電站EVSE的區(qū)域中的停車(chē)位置之后，在充電站EVSE與電動(dòng)車(chē)輛EV之間的為了交換定位信息、標(biāo)識(shí)信息和結(jié)算信息要設(shè)立的無(wú)線電連接優(yōu)選地經(jīng)由相應(yīng)的第一定向發(fā)射器TR1來(lái)保持（unterhalten）。

為了實(shí)施本發(fā)明證明有利的是，用于保持與所謂的“無(wú)線接口芯片（Wireless Interfache Chip）”的無(wú)線電連接的常用控制單元支持多個(gè)發(fā)射器或者天線，并且支持在天線之間的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換。以這種方式，可以利用暢銷(xiāo)組件實(shí)現(xiàn)按照本發(fā)明的裝置。

按照本發(fā)明的方案概括地規(guī)定，在構(gòu)建電動(dòng)車(chē)輛EV和充電站EVSE之間的關(guān)聯(lián)連接的情況下，設(shè)置具有全向傳輸特性以及定向傳輸特性的發(fā)射器對(duì)TR1、TR2。在構(gòu)造定向無(wú)線電連接的情況下構(gòu)建關(guān)聯(lián)連接之后，所述關(guān)聯(lián)連接在全向發(fā)射器TR2參與的情況下被檢驗(yàn)。所述措施使得能夠禁止與折衷型發(fā)送器的不期望的關(guān)聯(lián)連接。