本發(fā)明涉及一種用于感應(yīng)式能量傳輸?shù)南到y(tǒng),該系統(tǒng)具有固定式感應(yīng)充電設(shè)備以及移動式感應(yīng)充電設(shè)備,所述固定式感應(yīng)充電設(shè)備和所述移動式感應(yīng)充電設(shè)備在充電運行中彼此相互作用,用于感應(yīng)式能量傳輸。此外,本發(fā)明涉及一種這樣的感應(yīng)充電設(shè)備以及一種具有這樣的感應(yīng)充電設(shè)備的移動式應(yīng)用。
背景技術(shù):
1、通常,用于感應(yīng)式能量傳輸?shù)南到y(tǒng)具有固定式感應(yīng)充電設(shè)備以及移動式感應(yīng)充電設(shè)備。在充電運行中,感應(yīng)充電設(shè)備中的一個感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈用作初級線圈,另外的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈用作次級線圈。通常,這種類型的系統(tǒng)用于到移動式應(yīng)用上的、例如到機動車上的感應(yīng)式能量傳輸,其中,該移動式應(yīng)用具有移動式感應(yīng)充電設(shè)備。在移動式應(yīng)用中,移動式感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈在充電運行中通常是次級線圈。為了感應(yīng)式能量傳輸,初級線圈產(chǎn)生交變磁場,該交變磁場在次級線圈中感應(yīng)出電壓。為了能夠?qū)崿F(xiàn)感應(yīng)式能量傳輸以及為了提高感應(yīng)式能量傳輸?shù)男剩跫壘€圈和次級線圈并且因此感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈能夠相對于彼此相應(yīng)地被定位。為此目的,能夠設(shè)想,給該系統(tǒng)配備相應(yīng)的定位設(shè)備。
2、相應(yīng)的系統(tǒng)例如由ep?2?727?759?b1已知。該系統(tǒng)具有用于具有移動式感應(yīng)充電設(shè)備的機動車的定位設(shè)備,以便可以給該機動車導(dǎo)航。感應(yīng)充電設(shè)備具有發(fā)送器和接收器。
3、de?10?2012?205?283?a1示出一種系統(tǒng),該系統(tǒng)具有定位設(shè)備,該定位設(shè)備具有偶數(shù)數(shù)量的探測器線圈元件,所述探測器線圈元件成對地相反地卷繞并且形成探測器對。
4、在ep?3?347?230?b1中示出的系統(tǒng)包括定位設(shè)備,該定位設(shè)備在移動式感應(yīng)充電設(shè)備中具有發(fā)送單元,該發(fā)送單元在運行中發(fā)出預(yù)給定頻率的發(fā)送信號。此外,該定位設(shè)備在固定式感應(yīng)充電設(shè)備上具有接收單元,該接收單元同時接收發(fā)送信號并且求取該發(fā)送信號的信號部分。根據(jù)求取出的信號部分,確定相對位置。
5、de?10?2017?215?932?b3描述一種用于求取機動車在基底上的位置信息的方法。該機動車具有移動式感應(yīng)充電設(shè)備。通過給移動式感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈通電,使布置在由機動車駛過的基底中或者上的至少一個磁性結(jié)構(gòu)磁化。該結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的結(jié)構(gòu)的位置描述一起存儲在數(shù)字地圖中,其中,根據(jù)經(jīng)磁化的結(jié)構(gòu),求取機動車的位置。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明研究如下任務(wù):為開頭提到的類型的系統(tǒng)、為該系統(tǒng)的感應(yīng)充電設(shè)備以及為具有該系統(tǒng)的移動式感應(yīng)充電設(shè)備的移動式應(yīng)用提出經(jīng)改進的或者至少不同的實施方式,所述實施方式尤其消除現(xiàn)有技術(shù)中的缺點。尤其是,本發(fā)明研究如下任務(wù):為該系統(tǒng)、為該感應(yīng)充電設(shè)備以及為移動式應(yīng)用提出經(jīng)改進的或者至少不同的實施方式,所述實施方式的突出之處在于對該系統(tǒng)的能量線圈的相對定位的識別的提高的精度和/或提高的穩(wěn)健性。
2、根據(jù)本發(fā)明,該任務(wù)通過獨立權(quán)利要求的主題來解決。有利的實施方式是從屬權(quán)利要求的主題。
3、因此,本發(fā)明基于如下總體構(gòu)思:在具有兩個在充電運行中感應(yīng)地相互作用的能量線圈的系統(tǒng)中,相對于能量線圈中的一個能量線圈布置四個發(fā)送線圈,所述發(fā)送線圈產(chǎn)生能夠彼此區(qū)分的場,并且相對于另外的能量線圈布置所述場的至少一個接收器,其中,為了識別能量線圈相對于彼此的相對位置,借助至少一個接收器求取借助所述發(fā)送線圈產(chǎn)生的場中的至少兩個場之間的比例。由于發(fā)送線圈相對于配屬的能量線圈的固定布置和至少一個接收器相對于另外的能量線圈的固定布置,該比例根據(jù)能量線圈相對于彼此的相對位置發(fā)生變化。因此,能量線圈例如以所述場的預(yù)給定的比例相對于彼此搭接地(überlappend)布置。通過這種方式,可以通過簡單且有效的方式求取能量線圈的相對位置和尤其是能量線圈相對于彼此的搭接布置。由于考慮所述場的比例來識別能量線圈相對于彼此的相對位置,尤其是與由現(xiàn)有技術(shù)已知的、對絕對值的求取相比,提供對相對位置的可靠的求取。這樣做的原因尤其在于,在間距在高度方向上變化的情況下,接收到的場的比例不發(fā)生變化或者僅略微地發(fā)生變化。因此,例如,移動式感應(yīng)充電設(shè)備在配屬的應(yīng)用中可以安裝或布置在不同高度上,和/或固定式感應(yīng)充電設(shè)備可以安裝或布置得不同地高或深,能量線圈相對于彼此的相對位置仍然可以在無另外的校準(zhǔn)的情況下被識別。即,借助根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思,簡化對能量線圈相對于彼此的相對位置的識別。
4、如前所述,考慮所述比例來識別能量線圈相對于彼此的相對位置尤其具有如下優(yōu)點:可以省去對感應(yīng)地將能量傳輸?shù)奖舜松系母袘?yīng)充電設(shè)備的重復(fù)校準(zhǔn)。這就是說,可以事先預(yù)給定至少一個比例,其中,在從接收到的場中求取這樣的比例時識別到,存在能量線圈相對于彼此的相應(yīng)的相對位置。通過這種方式尤其可能的是,將所述預(yù)給定的比例要么從產(chǎn)生所述場的感應(yīng)充電設(shè)備優(yōu)選地在定位開始之前傳輸?shù)竭M行接收的感應(yīng)充電設(shè)備上一次,以便確定能量線圈相對于彼此的相對位置。替代地并且優(yōu)選地,固定地預(yù)給定所述比例,使得預(yù)給定的比例保存在進行接收的感應(yīng)充電設(shè)備中并且因此不需要傳送給進行接收的感應(yīng)充電設(shè)備。這尤其允許,在無在前發(fā)生的校準(zhǔn)的情況下通過簡單且穩(wěn)健的方式確定不同固定式感應(yīng)充電設(shè)備的和不同移動式感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈之間的相對位置。
5、根據(jù)該發(fā)明構(gòu)思,該系統(tǒng)具有帶有能量線圈的固定式感應(yīng)充電設(shè)備以及具有移動式能量線圈的移動式感應(yīng)充電設(shè)備。在該系統(tǒng)的充電運行中,所述能量線圈中的一個能量線圈產(chǎn)生交變磁場,所述交變磁場在另外的能量線圈中感應(yīng)出電壓用于能量傳輸。在此,在充電運行中,感應(yīng)充電設(shè)備、尤其是能量線圈在高度方向上彼此間隔開。此外,該系統(tǒng)具有定位設(shè)備,該定位設(shè)備用于識別能量線圈相對于彼此的相對位置。該定位設(shè)備在感應(yīng)充電設(shè)備中的一個感應(yīng)充電設(shè)備中具有四個發(fā)送線圈,并且在另外的感應(yīng)充電設(shè)備中具有接收器。所述發(fā)送線圈彼此間隔開,其中,所述發(fā)送線圈中的各兩個發(fā)送線圈這樣對置地布置,使得所述發(fā)送線圈限界虛擬框架。該框架限定虛擬框架體積,該虛擬框架體積從框架出發(fā)在高度方向上延伸。在此,配屬的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈至少部分地布置在虛擬框架體積中。定位設(shè)備這樣構(gòu)型,使得發(fā)送線圈在定位運行中分別產(chǎn)生能夠彼此區(qū)分的場,所述場在下文中也被稱為定位場。此外,至少一個接收器這樣構(gòu)型,使得在定位運行中,所述至少一個接收器與借助發(fā)送線圈產(chǎn)生的定位場相互作用。此外,定位設(shè)備這樣構(gòu)型,使得在定位運行中,該定位設(shè)備借助至少一個接收器求取定位場中的至少兩個定位場之間的比例并且根據(jù)至少一個比例識別具有接收器的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈是否處在虛擬框架體積內(nèi)并且據(jù)此輸出定位信號。
6、適宜地,求取出的比例相應(yīng)于定位場的局部比例。
7、該定位可以包括能量線圈彼此的靠近以及能量線圈相對于彼此的準(zhǔn)確的定位,在下文中也被稱為近場定位。在此,適宜地,當(dāng)前描述的定位設(shè)備用于近場定位。在此,有利地,當(dāng)能量線圈相對于彼此具有小于1.0m、優(yōu)選小于0.5m的間距時,使用該近場定位,以便將所述能量線圈準(zhǔn)確地相對于彼此定位。為了使能量線圈彼此靠近,可以使用至少一個靠近場。
8、優(yōu)選地,相應(yīng)的能量線圈具有至少一個繞組。在此,在本發(fā)明的框架中,尤其在能量線圈的延伸方面尤其能夠理解由至少一個繞組張開的總表面。即,在扁平線圈的情況下,其中不能夠存在有繞組的中央?yún)^(qū)域也屬于該能量線圈。
9、在運行中,借助相應(yīng)的發(fā)送線圈產(chǎn)生磁性的和/或電磁性的類型的定位場。這就是說,相應(yīng)的定位場是磁場和/或電磁場。
10、例如能夠考慮,將定位場中的至少一個定位場產(chǎn)生為在超寬帶范圍中的電磁定位場。
11、在優(yōu)選的實施方式中,在定位運行中,至少一個發(fā)送線圈中的至少一個發(fā)送線圈、優(yōu)選相應(yīng)的發(fā)送線圈產(chǎn)生磁定位場。與電磁定位場相比,磁定位場具有如下優(yōu)點:接收器以簡化的且可靠的方式接收定位場。除此之外,通過該方式可能的是,省去校準(zhǔn),省去例如在飛行時間差方面如其通常在電磁場和/或聲學(xué)場的情況下所需要的那樣的校準(zhǔn)。因此,借助磁定位場實現(xiàn)對所述比例和因此對能量線圈相對于彼此的相對位置的簡化的且穩(wěn)健的求取。此外,尤其在相應(yīng)的定位的情況下執(zhí)行的校準(zhǔn)的省去導(dǎo)致,可以執(zhí)行不同感應(yīng)充電設(shè)備之間的定位。換言之,磁定位場的使用允許,通過簡單的方式實施借助不同的感應(yīng)充電設(shè)備進行的定位。
12、優(yōu)選地,相應(yīng)的定位場的主軸線沿著高度方向延伸。即,相應(yīng)的定位場至少主要在高度方向上或者沿著高度方向傳播,并且因此橫向于高度方向只能夠局部地在配屬的發(fā)送線圈和能量線圈的區(qū)域中、即基本上在能量線圈的緊接著的周圍環(huán)境上或者中被接收。因此,借助定位場,局部地并且因此靠近固定式感應(yīng)充電設(shè)備地求取相對位置,即當(dāng)移動式感應(yīng)充電設(shè)備已經(jīng)靠近固定式感應(yīng)充電設(shè)備時。這種類型的主軸線一方面具有如下優(yōu)點:更精確地求取相對位置,尤其是也因為相應(yīng)的體積被更準(zhǔn)確地限定。另一方面,通過這種方式防止或者至少減少橫向于高度方向相鄰的感應(yīng)充電設(shè)備的、例如相鄰的固定式感應(yīng)充電設(shè)備的定位場之間的搭接。后者導(dǎo)致對相對位置的又更精確的求取以及多個相鄰的感應(yīng)充電設(shè)備的、例如相鄰的固定式感應(yīng)充電設(shè)備的簡化的、干擾減少的并且可靠的運行。
13、有利地,通過下述方式實現(xiàn)定位場的沿著高度方向延伸的主軸線:配屬的發(fā)送線圈圍繞平行于或者基本上平行于高度方向延伸的卷繞軸線卷繞。即,發(fā)送線圈具有在運行中被流過的至少一個導(dǎo)體電路,該導(dǎo)體電路圍繞平行于或者基本上平行于高度方向延伸的卷繞軸線卷繞。
14、如果具有至少一個接收器的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈處在框架體積內(nèi),則這意味著,能量線圈在高度方向上上下相疊地布置并且橫向于高度方向彼此搭接。
15、適宜地,事先預(yù)給定如下比例:該比例意味著具有至少一個接收器的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈布置在框架體積內(nèi)。優(yōu)選地,保存該事先預(yù)給定的比例,使得根據(jù)借助至少一個接收器求取出的比例(在下文中也被稱為求取出的比例)與所保存的比例的比較識別,具有至少一個接收器的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈是否處在框架體積內(nèi)。
16、如前所述,通過發(fā)送線圈限界該框架。該框架是表面,其中,該表面限定框架體積。在此,該框架體積從該表面出發(fā)在高度方向上延伸。與此相應(yīng)地,具有發(fā)送線圈的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈要么布置在框架中、要么在高度方向上與框架錯位地布置。
17、在充電運行中,能量線圈中的一個能量線圈用作產(chǎn)生交變場的初級線圈,另外的能量線圈用作次級線圈,交變場在該次級線圈中感應(yīng)出電壓。
18、在此,通常,固定式感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈用作初級線圈,并且移動式感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈用作次級線圈。也能夠考慮如下變型:在所述變型中,移動式感應(yīng)充電設(shè)備感應(yīng)地將能量傳輸?shù)焦潭ㄊ礁袘?yīng)充電設(shè)備上。也能夠考慮能量的雙向傳輸。
19、借助該系統(tǒng),尤其感應(yīng)地將能量傳輸?shù)揭苿邮綉?yīng)用上,該移動式應(yīng)用具有移動式感應(yīng)充電設(shè)備。在此,在充電運行中在移動式感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈中感應(yīng)出的電壓可以用于給電池充電。為此目的,在能量線圈與電池之間可以設(shè)置有整流器。
20、尤其是,借助該系統(tǒng)感應(yīng)地將能量傳輸?shù)阶鳛橐苿邮綉?yīng)用的機動車上,以便例如給該機動車的電池充電。
21、尤其是在移動式應(yīng)用中,定位信號可以用于這樣預(yù)給定移動式感應(yīng)充電設(shè)備相對于固定式感應(yīng)充電設(shè)備的相對運動,使得能量線圈均布置在框架體積中。即,該定位信號可以用于給移動式感應(yīng)充電設(shè)備或配屬的應(yīng)用導(dǎo)航。為此目的,可以根據(jù)定位信號給例如人員、尤其是機動車引導(dǎo)者提供用于移動、尤其是用于駕駛該應(yīng)用的指示。為此,例如可以輸出光學(xué)信號和/或聲學(xué)信號。替代地或者附加地能夠設(shè)想,根據(jù)定位信號執(zhí)行該應(yīng)用的、尤其是該機動車的自主運動,以便實現(xiàn)兩個能量線圈在框架體積中的布置。
22、在有利的實施方式中,定位設(shè)備這樣構(gòu)型,使得在框架內(nèi)限界有虛擬目標(biāo)區(qū)域。在此,目標(biāo)區(qū)域在該框架體積內(nèi)限定虛擬目標(biāo)體積,該虛擬目標(biāo)體積從目標(biāo)區(qū)域出發(fā)在高度方向上延伸,并且具有發(fā)送線圈的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈至少部分地布置在該虛擬目標(biāo)體積中。此外,定位設(shè)備這樣構(gòu)型,使得該定位設(shè)備根據(jù)至少一個比例識別,具有至少一個接收器的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈是否處在目標(biāo)體積內(nèi)。即,該目標(biāo)體積是框架體積的子體積。即,通過這種方式,對能量線圈的相對位置的識別被改進并且變得更精確。此外,在將兩個能量線圈布置在目標(biāo)體積中的情況下,與在將兩個能量線圈布置在框架體積中且布置在目標(biāo)體積之外的情況下相比,實現(xiàn)能量線圈的更大的搭接并且因此在充電運行中實現(xiàn)更高的效率。
23、有利地,這樣選擇框架體積和目標(biāo)體積,即這樣布置發(fā)送線圈和/或這樣產(chǎn)生定位場,使得在能量線圈在框架體積中和/或在目標(biāo)體積中搭接的情況下,在充電運行中實現(xiàn)至少90%的效率。
24、原則上,該系統(tǒng)可以具有兩個或者更多個接收器。
25、在優(yōu)選的實施方式中,該系統(tǒng)具有唯一一個接收器。因此,該系統(tǒng)以簡化的且成本有利的方式構(gòu)造。
26、原則上,相應(yīng)的至少一個接收器可以任意地構(gòu)造。
27、尤其是,至少一個接收器中的至少一個接收器是線圈,該線圈在下文中也被稱為接收線圈。
28、因此,在運行中,定位場在至少一個接收線圈中感應(yīng)出電壓,該電壓作為接收線圈的輸出信號被輸出,以便求取定位場中的至少兩個定位場的比例。
29、尤其是,至少一個接收線圈中的至少一個接收線圈可以構(gòu)造為扁平線圈。
30、原則上,至少一個接收線圈中的至少一個接收線圈可以相應(yīng)于具有接收線圈的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈。
31、同樣能夠設(shè)想,具有至少一個接收器的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈與配屬的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈不同。
32、有利地,相應(yīng)的定位場具有與地點有關(guān)的強度變化曲線,該強度變化曲線具有通向強度最大值的強度側(cè)翼。
33、應(yīng)當(dāng)理解,至少一個接收器具有用于與定位場相互作用的下閾值。這尤其導(dǎo)致,至少一個接收器在小于與定位場的預(yù)給定的間距的情況下與這些定位場共同作用。原則上,定位設(shè)備、尤其是發(fā)送線圈可以永久地處于運行中。能夠考慮,當(dāng)小于至少一個接收器與定位場之間的、尤其是感應(yīng)充電設(shè)備之間的相應(yīng)的間距時,激發(fā)定位運行。這可以尤其通過下述方式實現(xiàn):移動式感應(yīng)充電設(shè)備發(fā)出ping信號(pingsignal),在通過固定式感應(yīng)充電設(shè)備接收到該聲脈沖信號時,發(fā)送線圈產(chǎn)生定位場。
34、如下實施方式被視為有利的:在所述實施方式中,在定位運行中,相應(yīng)的發(fā)送線圈產(chǎn)生具有強度最大值的定位場,其中,所述發(fā)送線圈這樣彼此間隔開地布置和/或定位設(shè)備這樣運行,使得定位場的強度最大值彼此間隔開并且對置的發(fā)送線圈中的至少兩個發(fā)送線圈的定位場在框架體積中、尤其是在目標(biāo)體積中重合(zusammenfallen)、即尤其分別以能夠被測量的方式存在。定位場的重合允許以簡化的且可靠的方式求取配屬的比例,并且因此允許以簡化的且穩(wěn)健的方式識別能量線圈相對于彼此的相對位置。
35、在優(yōu)選的實施方式中,定位設(shè)備這樣構(gòu)型,使得框架體積、有利地目標(biāo)體積布置在相應(yīng)對置的發(fā)送線圈的定位場的強度最大值之間的預(yù)給定的比例范圍中。因此,該比例范圍配屬于對置的發(fā)送線圈,使得在求取出的比例在配屬的比例范圍中的情況下,可以識別出能量線圈沿著對置的發(fā)送線圈的搭接。即,通過這種方式不僅能夠識別能量線圈相對于彼此的搭接,還能夠識別如下方向:能量線圈橫向于高度方向在該方向上搭接。因此,實現(xiàn)對能量線圈相對于彼此的相對位置的更精確的識別。此外,通過這種方式可能的是,輸出定位信號,所述定位信號這樣導(dǎo)致對移動式感應(yīng)充電設(shè)備或配屬的應(yīng)用的導(dǎo)航,使得能量線圈彼此搭接。
36、與該比例類似,事先預(yù)給定所述至少一個比例范圍。在此,優(yōu)選保存至少一個比例范圍,使得根據(jù)求取出的比例與配屬的比例范圍的比較可以識別,是否存在能量線圈沿著配屬的對置的發(fā)送線圈的搭接和/或是否存在沿著配屬的對置的發(fā)送線圈的偏移。
37、在此,框架體積以及目標(biāo)體積可以分別配屬有配屬的比例范圍。適宜地,配屬于目標(biāo)體積的至少一個比例范圍比配屬于框架體積的至少一個比例范圍更窄。
38、例如,配屬于目標(biāo)體積的至少一個比例范圍中的至少一個比例范圍可以為在1:0.1與0.1:1之間。
39、例如,配屬于框架體積的至少一個比例范圍中的至少一個比例范圍可以為在10:0.05與0.05:10之間。
40、此外,根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思提供如下優(yōu)點:基于在所述至少一個比例的基礎(chǔ)上對能量線圈相對于彼此的相對位置的識別,在相對于彼此在高度方向上不同地間隔開的固定式感應(yīng)充電設(shè)備和移動式感應(yīng)充電設(shè)備的情況下,通過下述方式也能夠?qū)崿F(xiàn)對能量線圈相對于彼此的相對位置的簡化的識別:可以事先預(yù)給定并且考慮相應(yīng)地適配于在高度方向上的不同間距的比例和/或比例范圍。
41、在優(yōu)選的實施方式中,預(yù)給定的比例中的至少一個比例、優(yōu)選相應(yīng)的比例與配屬的定位場的強度最大值間隔開。特別優(yōu)選地,預(yù)給定的比例范圍中的至少一個比例范圍、優(yōu)選相應(yīng)的比例范圍與配屬的定位場的強度最大值間隔開。由于相應(yīng)的定位場的強度最大值具有呈雙駝峰形式的局部變化曲線,因此,避免使用兩個駝峰之間的求取出的比例。因此,防止或者至少減少在對能量線圈相對于彼此的相對位置的識別方面的錯誤。
42、如下實施方式是有利的:在所述實施方式中,框架體積、尤其是目標(biāo)體積布置在借助對置的發(fā)送線圈產(chǎn)生的定位場的彼此連續(xù)的強度側(cè)翼之間。即,因此,框架體積或目標(biāo)體積與強度最大值間隔開。因此,在整個框架體積或目標(biāo)體積內(nèi)防止上文描述的、由于強度最大值的雙駝峰形式出現(xiàn)的缺點。
43、在有利的實施方式中,發(fā)送線圈這樣彼此間隔開地布置和/或定位設(shè)備這樣運行,使得借助對置的發(fā)送線圈產(chǎn)生的定位場中的至少兩個定位場的強度在相對于具有發(fā)送線圈的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈居中的情況下彼此相對應(yīng)。換言之,借助對置的發(fā)送線圈產(chǎn)生的定位場中的至少兩個定位場的比例在相對于配屬的能量線圈居中的情況下為1:1。因此,能夠通過簡單的且穩(wěn)健的方式識別所述能量線圈相對于彼此的在對置的發(fā)送線圈的方向上在中心的布置。
44、原則上,發(fā)送線圈可以任意地構(gòu)造。尤其能夠設(shè)想,發(fā)送線圈中的至少兩個發(fā)送線圈構(gòu)造得不同。
45、能夠考慮,發(fā)送線圈中的一個發(fā)送線圈相應(yīng)于具有發(fā)送線圈的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈。
46、在優(yōu)選的實施方式中,所述發(fā)送線圈與具有發(fā)送線圈的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈不同。
47、在優(yōu)選的實施方式中,發(fā)送線圈構(gòu)造得相同。因此,能夠簡化地制造該系統(tǒng)。因此,同時能夠通過簡單的方式實施定位場的相同的強度變化曲線。
48、優(yōu)選的是,在定位運行中,發(fā)送線圈分別產(chǎn)生相同的強度變化曲線。因此,能夠簡化地求取以及事先預(yù)給定所述比例。相應(yīng)內(nèi)容適用于比例范圍。
49、有利地,這樣產(chǎn)生定位場中的至少兩個定位場和/或這樣布置發(fā)送線圈,使得定位場相對于彼此對稱。
50、優(yōu)選地,發(fā)送線圈這樣構(gòu)造和/或定位設(shè)備這樣運行,使得由發(fā)送線圈產(chǎn)生的定位場的總強度變化曲線是對稱的。在此,優(yōu)選地,該對稱關(guān)于對置的發(fā)送線圈和/或關(guān)于具有發(fā)送線圈的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈適用。通過這種方式,簡化對能量線圈相對于彼此的相對位置的識別。
51、在優(yōu)選的實施方式中,發(fā)送線圈中的兩個發(fā)送線圈在橫向于高度方向延伸的縱向方向上彼此對置地布置。這些發(fā)送線圈在下文中也被稱為縱向發(fā)送線圈。此外優(yōu)選的是,發(fā)送線圈中的兩個發(fā)送線圈在橫向于高度方向且橫向于縱向方向延伸的橫向方向上對置地布置。因此,借助分別配屬的比例或比例范圍,不僅可以在縱向方向上、還可以在橫向方向上識別出能量線圈相對于彼此的搭接或者偏移。這導(dǎo)致對能量線圈相對于彼此的相對位置的求取的提高的精度。此外,通過這種方式,可以簡化地并且更精確地實現(xiàn)相對于固定式感應(yīng)充電設(shè)備對移動式感應(yīng)充電設(shè)備、尤其是應(yīng)用的導(dǎo)航,用于不僅在縱向方向上、還在橫向方向上實現(xiàn)兩個能量線圈的搭接。
52、如下實施方式是有利的:在所述實施方式中,發(fā)送線圈這樣布置,使得該框架是四角形。因此,提供框架的清晰的邊界并且因此提供框架體積的清晰的限定。相似內(nèi)容適用于目標(biāo)區(qū)域以及適用于目標(biāo)體積。
53、優(yōu)選地,該框架是矩形和/或發(fā)送線圈布置在矩形的角部中。因此,借助四個發(fā)送線圈分別實現(xiàn)在縱向方向上對置的兩個發(fā)送線圈和在橫向方向上對置的兩個發(fā)送線圈。因此,在成本有利地構(gòu)造該系統(tǒng)的情況下,提供對能量線圈相對于彼此的相對位置的識別的提高的精度和穩(wěn)健性。此外,通過這種方式,框架體積、優(yōu)選地還有目標(biāo)體積具有長方體的形狀。
54、原則上,可以以任意方式實施能夠彼此區(qū)分的定位場。
55、有利地,定位設(shè)備這樣構(gòu)型,使得在定位運行中,發(fā)送線圈以不同的頻率運行并且定位場、尤其是磁定位場因此能夠區(qū)分。這就是說,相應(yīng)的發(fā)送線圈以配屬的頻率或在配屬的頻帶中運行,其中,發(fā)送線圈的頻率或頻帶彼此區(qū)分。
56、能夠設(shè)想,在定位運行中以在mhz范圍中的頻率運行發(fā)送線圈。
57、有利地,在定位運行中以在5khz與150khz之間的范圍中的頻率運行發(fā)送線圈。優(yōu)選地,在定位運行中以在110khz與148.5khz之間的、特別優(yōu)選地在120khz與145khz之間的頻率運行發(fā)送線圈。
58、在此,優(yōu)選地,配屬于發(fā)送線圈的頻率盡可能緊地彼此間隔開,以便所需要的整個頻譜是小的。所述頻率彼此相隔例如5khz或者1khz或者100hz或者1赫茲或者更少的赫茲。例如,所述頻率彼此相隔500hz。
59、替代地或者附加地,能夠彼此區(qū)分的定位場可以通過發(fā)送線圈的不同的占空比實現(xiàn)。這就是說,定位設(shè)備這樣構(gòu)型,使得在定位運行中,發(fā)送線圈以分別配屬的占空比(對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也被稱為“工作周期(duty?cycles)”)運行并且定位場因此能夠區(qū)分。工作周期的使用導(dǎo)致,發(fā)送線圈可以整體上以同一頻率或同一頻帶運行。即,因此,為了運行該系統(tǒng)或該定位設(shè)備,需要較小的頻譜。此外,這尤其導(dǎo)致定位設(shè)備對位于附近的部件的影響減少。
60、在優(yōu)選的實施方式中,固定式感應(yīng)充電設(shè)備具有發(fā)送線圈,移動式感應(yīng)充電設(shè)備具有至少一個接收器。由于為了使能量線圈相對于彼此定向而實現(xiàn)移動式感應(yīng)充電設(shè)備相對于固定式感應(yīng)充電設(shè)備的相對運動,因此,可以在移動式感應(yīng)充電設(shè)備中求取至少一個比例并且識別是否存在能量線圈的搭接。因此,與相應(yīng)的在固定式感應(yīng)充電設(shè)備中的求取和到移動式感應(yīng)充電設(shè)備或配屬的應(yīng)用上的傳輸相比,所述結(jié)果存在于移動式感應(yīng)充電設(shè)備中或存在于該應(yīng)用中。換言之,防止或者至少減少在對能量線圈相對于彼此的相對位置的識別時的滯延。這尤其導(dǎo)致對移動式感應(yīng)充電設(shè)備或具有移動式感應(yīng)充電設(shè)備的應(yīng)用的流暢的導(dǎo)航。
61、優(yōu)選地,發(fā)送線圈分別構(gòu)造為扁平線圈。
62、感應(yīng)充電設(shè)備中的至少一個感應(yīng)充電設(shè)備、優(yōu)選相應(yīng)的感應(yīng)充電設(shè)備具有用于引導(dǎo)磁場的磁通引導(dǎo)單元。有利地,該磁通引導(dǎo)單元具有至少一個磁通引導(dǎo)元件、優(yōu)選至少一個鐵氧體元件。
63、優(yōu)選地,具有發(fā)送線圈的感應(yīng)充電設(shè)備具有這樣的磁通引導(dǎo)單元,其中,發(fā)送線圈中的至少一個發(fā)送線圈、優(yōu)選相應(yīng)的發(fā)送線圈布置在該磁通引導(dǎo)單元的上方,使得該磁通引導(dǎo)單元在在充電運行中背離另外的感應(yīng)充電設(shè)備的側(cè)上屏蔽由發(fā)送線圈產(chǎn)生的定位場以及朝向該另外的感應(yīng)充電設(shè)備增強所述定位場。這導(dǎo)致,朝向另外的感應(yīng)充電設(shè)備的定位場被增強、尤其是具有增加的作用范圍,并且同時防止或者至少減少另外的部件的干擾。
64、優(yōu)選的是,具有發(fā)送線圈的感應(yīng)充電設(shè)備包括作為能量線圈的扁平線圈以及磁通引導(dǎo)單元,所述能量線圈大于發(fā)送線圈,所述磁通引導(dǎo)單元具有磁通引導(dǎo)元件、尤其是具有鐵氧體板,所述磁通引導(dǎo)單元用于引導(dǎo)在充電運行中由固定式能量線圈產(chǎn)生的交變場。在此,發(fā)送線圈搭接能量線圈,并且在四角形的、有利地矩形的角部中布置在與能量線圈平行地延伸的平面中。
65、發(fā)送線圈可以布置在能量線圈與磁通引導(dǎo)單元之間或者可以布置在承載能量線圈的線圈載體的背離能量線圈的側(cè)上。
66、如下實施方式是優(yōu)選的:在所述實施方式中,至少一個發(fā)送線圈中的至少一個發(fā)送線圈、有利地相應(yīng)的發(fā)送線圈構(gòu)造為扁平線圈。因此,定位設(shè)備能夠緊湊地構(gòu)造。
67、原則上,扁平線圈和因此尤其發(fā)送線圈可以任意地構(gòu)造。
68、適宜地,相應(yīng)的扁平線圈橫向于高度方向、優(yōu)選在由縱向方向和橫向方向張開的平面中延伸。
69、優(yōu)選地,相應(yīng)的構(gòu)造為扁平線圈的發(fā)送線圈具有電路板。有利地,該電路板是圓的或者基本上圓的或者具有圓形的基礎(chǔ)形狀。在電路板的至少一側(cè)上施加有導(dǎo)體電路。
70、例如,導(dǎo)體電路在該電路板的至少一側(cè)上、有利地在電路板的相應(yīng)的側(cè)上具有在七個與二十一個之間的線匝(windungen)、尤其是在十個與十八個之間的線匝。優(yōu)選地,在電路板的相應(yīng)的側(cè)上施加有具有十四個線匝的導(dǎo)體電路,使得扁平線圈具有總共二十八個線匝。
71、有利地,線匝圓圈形地或者基本上圓圈形地延伸。
72、最外側(cè)的線匝的外直徑尤其在36mm與108mm之間、例如在54mm與90mm之間、尤其是72mm。
73、相應(yīng)的電路板可以任意地成形和/或確定尺寸。優(yōu)選地,相應(yīng)的電路板具有圓形形狀,該圓形形狀具有在40mm與120mm之間、尤其是從60mm至100mm、優(yōu)選是80mm的外直徑。
74、用于至少一個導(dǎo)體電路的電接觸的接片可以側(cè)向地從電路板凸出。有利地,該接片具有這樣的長度,以便側(cè)向地伸出超過磁通引導(dǎo)單元,使得在用于電接觸的接片上的電接觸件在高度方向上至少在一側(cè)、優(yōu)選在兩側(cè)可被觸及。例如,該接片可以具有在10mm與40mm之間、例如是20mm或者25mm的長度。
75、原則上,在運行中流動通過相應(yīng)的發(fā)送線圈的電流可以任意高。
76、流動通過相應(yīng)的發(fā)送線圈的電流、優(yōu)選有效值尤其在350ma與1050ma之間、例如在525ma與875ma之間、優(yōu)選是700ma。
77、當(dāng)然,該系統(tǒng)也可以包括兩個或者更多個固定式感應(yīng)充電設(shè)備和/或兩個或者更多個移動式感應(yīng)充電設(shè)備,所述固定式感應(yīng)充電設(shè)備和/或所述移動式感應(yīng)充電設(shè)備可以分別根據(jù)相應(yīng)的相對于彼此的定位在充電運行中感應(yīng)地傳輸能量。這尤其意味著,固定式感應(yīng)充電設(shè)備也可以被提供給兩個或者更多個移動式感應(yīng)充電設(shè)備以供使用,以便在充電運行中與這些移動式感應(yīng)充電設(shè)備感應(yīng)地傳輸能量。例如,可以使用呈充電點的形式的固定式感應(yīng)充電設(shè)備來給不同的應(yīng)用、尤其是機動車充電,其中,所述應(yīng)用分別具有這樣的移動式感應(yīng)充電設(shè)備。
78、在此,固定式感應(yīng)充電設(shè)備和/或移動式感應(yīng)充電設(shè)備優(yōu)選地分別構(gòu)造得相同。
79、在此,根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思允許,以簡化的方式、尤其是在無重新校準(zhǔn)的情況下、優(yōu)選在無校準(zhǔn)的情況下考慮移動式感應(yīng)充電設(shè)備在不同機動車中在不同高度上的、即在高度方向上具有不同間距的定位。
80、應(yīng)當(dāng)理解,該系統(tǒng)也可以具有五個或者更多個發(fā)送線圈,所述發(fā)送線圈在運行中分別產(chǎn)生能夠彼此區(qū)分的定位場。
81、有利地,定位設(shè)備除了具有四個對置的發(fā)送線圈之外還具有另外的發(fā)送線圈,該另外的發(fā)送線圈在下文中也被稱為附加發(fā)送線圈。優(yōu)選地,定位設(shè)備除了具有縱向發(fā)送線圈和橫向發(fā)送線圈之外還具有附加發(fā)送線圈。因此,與對置的發(fā)送線圈相對于彼此的相對布置相比,附加發(fā)送線圈布置得更靠近四個對置的發(fā)送線圈中的至少一個發(fā)送線圈。相應(yīng)內(nèi)容適用于借助附加發(fā)送線圈產(chǎn)生的定位場的強度變化曲線。如果接收器處在四個對置的發(fā)送線圈中的一個發(fā)送線圈的定位場的雙駝峰的區(qū)域中,并且如果四個對置的發(fā)送線圈中的其余三個發(fā)送線圈的定位場的強度在接收器上降低,則優(yōu)選地,附加發(fā)送線圈的定位場的強度由于布置得更靠近接收器而被接收器以簡化且更好的方式接收。因此,在這樣的局面下,可以借助附加發(fā)送線圈的接收到的定位場實現(xiàn)對能量線圈相對于彼此的相對位置的更可靠的且更準(zhǔn)確的識別。即,因此,改進對能量線圈相對于彼此的相對位置的識別的精度和可靠性。在此,優(yōu)選地,在求取所述比例時,不考慮或忽略配屬于雙駝峰的定位場或其強度。
82、尤其是,當(dāng)接收器在高度方向上布置得靠近發(fā)送線圈時,可以出現(xiàn):在接收器上其余三個發(fā)送線圈的定位場的強度降低。這就是說,在發(fā)送線圈與接收器之間的高度差小的情況下,接收到的強度的所述降低以增強的方式出現(xiàn)。因此,在這種類型的在接收器與發(fā)送線圈之間的小間距的情況下,附加發(fā)送線圈的設(shè)置導(dǎo)致對能量線圈相對于彼此的相對位置的識別的明顯改進和對該識別的可靠性的明顯改進。
83、如下實施方式被視為有利的:在所述實施方式中,附加發(fā)送線圈布置在框架體積內(nèi)。即,四個對置的發(fā)送線圈、尤其是縱向發(fā)送線圈和橫向發(fā)送線圈限定框架體積,其中,附加發(fā)送線圈布置在框架體積中。因此,附加發(fā)送線圈布置得靠近四個發(fā)送線圈,使得附加發(fā)送線圈的定位場的強度在相應(yīng)的四個對置的發(fā)送線圈的雙駝峰的區(qū)域中可以借助接收器以簡化的方式被接收。即,通過這種方式,對于具有同一附加發(fā)送線圈的四個對置的發(fā)送線圈而言,仍然或者至少以簡化的方式能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的比例并且因此能夠?qū)崿F(xiàn)對能量線圈相對于彼此的相對位置的求取。換言之,通過這種方式,以簡單的方式改進對相對位置的識別的可靠性和精度。
84、優(yōu)選地,附加發(fā)送線圈布置在框架內(nèi)。這允許對能量線圈的相對位置的改進的且準(zhǔn)確的識別,并且此外允許定位設(shè)備的緊湊構(gòu)造和因此具有發(fā)送線圈的感應(yīng)充電設(shè)備的緊湊構(gòu)造。
85、能夠設(shè)想,定位設(shè)備具有兩個或者更多個這樣的附加發(fā)送線圈。
86、優(yōu)選地,定位設(shè)備具有唯一一個這樣的附加發(fā)送線圈。通過這種方式,在改進地且更準(zhǔn)確地識別能量線圈相對于彼此的相對位置的情況下,定位設(shè)備的裝配和制造被簡化且變得更成本有利。
87、尤其是,虛擬框架和因此框架體積可以僅借助四個對置的發(fā)送線圈、尤其是借助縱向發(fā)送線圈和橫向發(fā)送線圈來限定。在此,定位設(shè)備可以只具有一個這樣的附加發(fā)送線圈。
88、如下實施方式被視為有利的:在所述實施方式中,附加發(fā)送線圈沿著在對置的發(fā)送線圈中的兩個發(fā)送線圈之間延伸的線布置。優(yōu)選地,該線居中地在縱向發(fā)送線圈或者橫向發(fā)送線圈之間延伸。即,附加發(fā)送線圈沿著該線布置,其中,該線在橫向方向上延伸,并且在縱向方向上布置在縱向發(fā)送線圈之間、尤其是居中地布置在縱向發(fā)送線圈之間,或者其中,該線在縱向方向上延伸,并且在橫向方向上布置在橫向發(fā)送線圈之間、尤其是居中地布置在橫向發(fā)送線圈之間。這導(dǎo)致附加發(fā)送線圈與相應(yīng)的對置的發(fā)送線圈的優(yōu)化的間距,使得附加發(fā)送線圈的定位場的強度在相應(yīng)的對置的發(fā)送線圈的雙駝峰的區(qū)域中足夠高。換言之,通過這種方式借助同一附加發(fā)送線圈改進對相對位置的識別的精度和可靠性。
89、優(yōu)選地,該線平行于作為應(yīng)用的機動車的行駛方向延伸。
90、相應(yīng)的發(fā)送線圈、尤其是附加發(fā)送線圈可以相對于配屬的感應(yīng)充電設(shè)備的能量線圈任意地布置。
91、優(yōu)選地,發(fā)送線圈中的至少一個發(fā)送線圈、優(yōu)選相應(yīng)的發(fā)送線圈在高度方向上與配屬的能量線圈的繞組相鄰地布置。尤其是,在構(gòu)造為扁平線圈的能量線圈的情況下,發(fā)送線圈中的至少一個發(fā)送線圈、尤其是附加發(fā)送線圈橫向于高度方向與其中不存在繞組的中央?yún)^(qū)域間隔開。因此,出現(xiàn)能量線圈到發(fā)送線圈上的減少的耦合。因此,避免或者至少減少借助能量線圈在發(fā)送線圈中感應(yīng)出的電壓。因此,防止或者至少減少發(fā)送線圈以及與該發(fā)送線圈電接觸的部件(例如逆變器和類似物)的損壞和損害。換言之,通過這種方式,出現(xiàn)對至少一個發(fā)送線圈和部件的改進的保護。通過這種方式,也可以省去特殊的用于保護發(fā)送線圈和/或部件的措施或者至少以簡化的方式實施這些措施。因此,出現(xiàn)配屬的感應(yīng)充電設(shè)備的簡化的且成本有利的構(gòu)造。
92、根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可以用于在任意間距中識別能量線圈相對于彼此的相對位置。尤其是,該系統(tǒng)可以用于在任意的間距范圍中給能量線圈導(dǎo)航并且使能量線圈相對于彼此定向。
93、有利地,該系統(tǒng)用于在所謂的近場中、即在小于1.5m、優(yōu)選小于1.0m、尤其小于0.5m的間距的情況下識別相對位置和/或進行導(dǎo)航。
94、也能夠設(shè)想,在相對定位能量線圈之后還繼續(xù)運行該定位設(shè)備,以便識別能量線圈相對于彼此的相對運動。通過這種方式可以識別移動式感應(yīng)充電設(shè)備和因此配屬的移動式應(yīng)用、尤其是配屬的機動車相對于固定式感應(yīng)充電設(shè)備的相對運動。如果識別出這樣的運動,則可以中斷能量線圈之間的能量傳輸并且因此可以改進安全性。能量傳輸?shù)闹袛嗫梢灾苯釉谧R別出該運動之后或者在該運動超出預(yù)給定的范圍時、尤其是在離開目標(biāo)體積或者框架體積的情況下實施。如果運動停止并且能量線圈相對于彼此定向、尤其是布置在框架體積或者目標(biāo)體積中,則可以恢復(fù)能量線圈的感應(yīng)式能量傳輸。
95、借助定位設(shè)備對相對運動的識別也可以用于其他用于保障移動式應(yīng)用的措施。尤其是,在這樣的識別的情況下,可以激活配屬的機動車的停車制動器或者駐車制動器。
96、應(yīng)當(dāng)理解,除了該系統(tǒng)之外,該系統(tǒng)的感應(yīng)充電設(shè)備、即固定式感應(yīng)充電設(shè)備以及移動式感應(yīng)充電設(shè)備分別也因此屬于本發(fā)明的范圍。
97、具有該系統(tǒng)的移動式感應(yīng)充電設(shè)備的移動式應(yīng)用、尤其是機動車也屬于本發(fā)明的范圍。
98、由從屬權(quán)利要求、由繪圖和由根據(jù)繪圖的相關(guān)附圖描述得到本發(fā)明的其他重要特征和優(yōu)點。
99、應(yīng)當(dāng)理解,上文提到的和下文仍待闡述的特征不僅可以按相應(yīng)給出的組合使用,還可以按其他的組合來使用或者單獨使用,而不脫離本發(fā)明的框架。