用于控制感應(yīng)線圈的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于控制感應(yīng)線圈的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]感應(yīng)充電系統(tǒng)是在停車(chē)或在移動(dòng)期間對(duì)電動(dòng)車(chē)輛進(jìn)行再充電的一種選項(xiàng)。感應(yīng)充電系統(tǒng)包括作為初級(jí)線圈的感應(yīng)線圈。初級(jí)線圈被用于生成適于當(dāng)次級(jí)線圈接近初級(jí)線圈時(shí)穿透電動(dòng)車(chē)輛的次級(jí)線圈的電磁場(chǎng)。當(dāng)在初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間的對(duì)齊對(duì)于能量傳輸最優(yōu)時(shí)，充電的最優(yōu)效率得以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)車(chē)輛停止時(shí)，該對(duì)齊例如通過(guò)停止電動(dòng)車(chē)輛以使得次級(jí)線圈與初級(jí)線圈重疊來(lái)實(shí)現(xiàn)。在用于移動(dòng)車(chē)輛的充電系統(tǒng)中，多個(gè)初級(jí)線圈通常一個(gè)接一個(gè)地安裝在道路的車(chē)道上，各個(gè)初級(jí)線圈之間具有一定的距離。在這樣的系統(tǒng)中，重要的是預(yù)測(cè)移動(dòng)車(chē)輛的次級(jí)線圈和初級(jí)線圈的對(duì)齊以用于最優(yōu)的能量傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的因此是提供對(duì)可移動(dòng)車(chē)輛的充電系統(tǒng)中的感應(yīng)線圈的改進(jìn)的控制。
[0004]本發(fā)明的主要思想是通過(guò)根據(jù)關(guān)于第一感應(yīng)線圈的電力傳輸?shù)男畔?lái)確定用于第二感應(yīng)線圈的設(shè)定點(diǎn)來(lái)控制感應(yīng)線圈。
[0005]有利地，確定了用于以第一預(yù)定操作模式操作第一感應(yīng)線圈的切換時(shí)間的第一設(shè)定點(diǎn)，以及確定了用于以第二預(yù)定操作模式操作第二感應(yīng)線圈的切換時(shí)間的第二設(shè)定點(diǎn)。
[0006]有利地，偏移的確定取決于第一設(shè)定點(diǎn)和偏移。
[0007]有利地，偏移的確定取決于第一設(shè)定點(diǎn)和參考時(shí)間之間的差。這提高了偏移準(zhǔn)確性。
[0008]有利地，根據(jù)關(guān)于第三感應(yīng)線圈的信息，特別是關(guān)于在第一感應(yīng)線圈和第三感應(yīng)線圈之間的電力傳輸?shù)男实男畔?lái)確定偏移。以這種方式，偏移特別地針對(duì)穿過(guò)道路的車(chē)道移動(dòng)的車(chē)輛的次級(jí)線圈而確定。
[0009]優(yōu)選地，參考時(shí)間的確定取決于關(guān)于效率的信息。所述效率是很容易測(cè)量的，并且可用于在感應(yīng)充電系統(tǒng)的特性曲線中查找參考時(shí)間。
[0010]有利地，第一設(shè)定點(diǎn)根據(jù)用于速度的信息來(lái)確定，第三感應(yīng)線圈以所述速度相對(duì)于第一感應(yīng)線圈移動(dòng)。在沒(méi)有關(guān)于偏移的知識(shí)情況下，這給出了用于第一設(shè)定點(diǎn)的良好估
i+o
[0011]有利地，第一設(shè)定點(diǎn)根據(jù)關(guān)于在第三感應(yīng)線圈和第一感應(yīng)線圈之間的距離信息來(lái)確定。這進(jìn)一步改進(jìn)了所述估計(jì)。
[0012]有利地，偏移的確定取決于指示用于切換成第一預(yù)定操作模式的第一效率和第一參考時(shí)間的第一對(duì)值。使用第一對(duì)值簡(jiǎn)化了計(jì)算并且提高了處理速度。
[0013]有利地，偏移的確定取決于指示用于切換出第一預(yù)定操作模式的第二效率和第二參考時(shí)間的第二對(duì)值。這提高了計(jì)算的魯棒性，因?yàn)椴粌H在切換成第一預(yù)定操作模式時(shí)可以確定偏移，在切換出第一預(yù)定操作模式時(shí)也可以確定偏移。
[0014]優(yōu)選地，根據(jù)第一設(shè)定點(diǎn)觸發(fā)第一感應(yīng)線圈的切換。
[0015]有利地，根據(jù)第二設(shè)定點(diǎn)觸發(fā)第二感應(yīng)線圈的切換。以這種方式，生成控制感應(yīng)線圈所需要的輸出。
[0016]有利地，確定兩個(gè)第一設(shè)定點(diǎn)或兩個(gè)第二設(shè)定點(diǎn)。以這種方式，分別地計(jì)算出用于切換成第一操作模式和切換出第一操作模式以及用于切換成第二操作模式和用于切換出第二操作模式的設(shè)定點(diǎn)。
[0017]優(yōu)選地，兩個(gè)第一或兩個(gè)第二設(shè)定點(diǎn)中的一個(gè)設(shè)定點(diǎn)指示接通時(shí)間，而另一個(gè)指示關(guān)斷時(shí)間。使用接通和關(guān)斷時(shí)間簡(jiǎn)化了計(jì)算和處理時(shí)間。
[0018]本發(fā)明的進(jìn)一步的展開(kāi)可從從屬權(quán)利要求和以下描述獲取。
【附圖說(shuō)明】
[0019]在下文中，本發(fā)明將進(jìn)一步參考附圖來(lái)解釋。
[0020]圖1示意性示出感應(yīng)充電系統(tǒng)的部分。
[0021]圖2示意性示出用于控制感應(yīng)線圈的設(shè)備。
[0022]圖3示出第一效率特性。
[0023]圖4示出感應(yīng)充電系統(tǒng)的部分。
[0024]圖5示出第二效率特性。
[0025]圖6示出第三效率特性。
[0026]圖7示出根據(jù)用于控制感應(yīng)線圈的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]圖1示出了感應(yīng)充電系統(tǒng)100的部分。感應(yīng)充電系統(tǒng)100包括作為初級(jí)線圈的第一感應(yīng)線圈101和第二感應(yīng)線圈102。第一感應(yīng)線圈101和第二感應(yīng)線圈102以道路的車(chē)道的駕駛方向被一個(gè)接一個(gè)地集成到道路103的路面中。安裝位置可改變，特別地線圈可安裝在路面上方或在道路的側(cè)邊。一般地，安裝位置使得由初級(jí)線圈生成的電磁場(chǎng)穿透路面上方的區(qū)域。另外的感應(yīng)線圈可被連續(xù)地安裝在道路103中作為感應(yīng)充電系統(tǒng)的部分，并且在圖1中沒(méi)有示出。
[0028]感應(yīng)充電系統(tǒng)100還包括用于控制感應(yīng)線圈的設(shè)備104。根據(jù)示例，設(shè)備104分別連接到第一感應(yīng)線圈101和第二感應(yīng)線圈102。設(shè)備104也可連接到任何連續(xù)的感應(yīng)線圈。也可以沿著道路103使用多種設(shè)備104來(lái)分別地控制感應(yīng)線圈。
[0029]根據(jù)示例，感應(yīng)充電系統(tǒng)100還包括天線105。天線105連接到設(shè)備104。此外天線105被安裝在道路103附近，例如集成到接近道路103的表面的道路103的路面中。天線105也可以安裝在道路103旁邊。
[0030]圖1示出了具有第三感應(yīng)線圈111和收發(fā)器112的車(chē)輛110。優(yōu)選地，當(dāng)車(chē)輛110在道路103上行駛時(shí)，第三感應(yīng)線圈111和收發(fā)器112安裝在車(chē)輛110的底部附近，面向下朝著道路103。
[0031]第一感應(yīng)線圈101和第二感應(yīng)線圈102以及第三感應(yīng)線圈111的安裝位置被選擇以使得優(yōu)選地當(dāng)車(chē)輛110分別在第一感應(yīng)線圈101或第二感應(yīng)線圈102的安裝位置的上方或附近的道路103上行駛時(shí)，由第一感應(yīng)線圈101或第二感應(yīng)線圈102生成的交變電磁場(chǎng)(alternating electromagnetic field)穿透第三感應(yīng)線圈 111。
[0032]此外，天線105和收發(fā)器112的安裝位置被選擇以使得信號(hào)可在兩者之間發(fā)送。例如當(dāng)車(chē)輛110在天線105的安裝位置上方或附近的道路103上行駛時(shí)，由天線105發(fā)送的信號(hào)可通過(guò)收發(fā)器112接收。同樣，收發(fā)器112適于發(fā)射可由天線105接收的信號(hào)。
[0033]在一個(gè)示例中，收發(fā)器112適于根據(jù)來(lái)自天線105的請(qǐng)求的接收來(lái)發(fā)送車(chē)輛110的標(biāo)識(shí)和附加信息。所述附加信息包括例如關(guān)于第三感應(yīng)線圈111的信息和關(guān)于傳輸?shù)降谌袘?yīng)線圈111的電力的信息。關(guān)于第三感應(yīng)線圈111的信息例如是它的電阻。關(guān)于傳輸?shù)降谌袘?yīng)線圈111的電力的信息例如是流經(jīng)第三感應(yīng)線圈111的電流的安培值。備選地，傳輸?shù)碾娏墒褂猛咛貫閱挝弧４送?，在示例中的附加信息包括關(guān)于車(chē)輛110速度的信息。在該示例中，收發(fā)器112和天線105之間的數(shù)據(jù)鏈路例如是根據(jù)藍(lán)牙或IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線鏈路。在這種情況下，天線105適于根據(jù)合適的標(biāo)準(zhǔn)與收發(fā)器112通信。
[0034]在另一示例中，收發(fā)器112包括有源的無(wú)線發(fā)送器和包括安裝到車(chē)輛110的車(chē)輛110的標(biāo)識(shí)的射頻識(shí)別標(biāo)簽。射頻識(shí)別標(biāo)簽可以是有源的或無(wú)源的。有源無(wú)線發(fā)送器適于使用前述無(wú)線鏈路來(lái)發(fā)送附加信息。在這種情況下，天線105包括適于發(fā)送射頻信號(hào)的第一電路，所述射頻信號(hào)適于觸發(fā)來(lái)自射頻識(shí)別標(biāo)簽的包括車(chē)輛110的標(biāo)識(shí)的響應(yīng)。該信號(hào)例如觸發(fā)所述標(biāo)簽以例如經(jīng)由射頻識(shí)別標(biāo)簽的振蕩電路來(lái)返回存儲(chǔ)在收發(fā)器112中的關(guān)于車(chē)輛110的信息。
[0035]在該示例中，收發(fā)器112的有源無(wú)線發(fā)送器用于發(fā)送附加信息。例如可發(fā)送關(guān)于傳輸?shù)碾娏蜍?chē)輛110的速度的信息。該附加信息例如在車(chē)輛110中通過(guò)感應(yīng)充電系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)控制器分別地確定。為此，收發(fā)器112可連接到車(chē)輛110的數(shù)據(jù)總線來(lái)接收相應(yīng)的信息。備選地，所述附加信息可由收發(fā)器112確定，并且在響應(yīng)中返回。
[0036]天線105例如適于發(fā)送出信息來(lái)以預(yù)定時(shí)間間隔一一例如每10毫秒一一請(qǐng)求響應(yīng)。此外，天線105適于向設(shè)備104發(fā)送從收發(fā)器112接收的任何響應(yīng)——經(jīng)由在這兩者之間的數(shù)據(jù)鏈路。
[0037]在天線105和第一感應(yīng)線圈101之間的距離在圖1中標(biāo)記為“S”。例如距離是s=1m0
[0038]在第一感應(yīng)線圈101和第二感應(yīng)線圈102之間的距離在圖1中標(biāo)記為“d”。例如距離是d = lm。
[0039]在圖1中，第一感應(yīng)線圈101和第二感應(yīng)線圈102的長(zhǎng)度標(biāo)記為“I”。第一感應(yīng)線圈101和第二感應(yīng)線圈102的尺寸例如是Im X Im的正方形。因此例如長(zhǎng)度是I = lm。
[0040]圖2示出用于控制感應(yīng)線圈的設(shè)備104。根據(jù)示例，設(shè)備104包括處理器201，所述處理器201適于確定用于以第一預(yù)定操作模式操作第一感應(yīng)線圈101的切換時(shí)間的第一設(shè)定點(diǎn)tsl，并且適于確定用于以第二預(yù)定操作模式操作第二感應(yīng)線圈102的切換時(shí)間的第二設(shè)定點(diǎn)ts2，其中第二設(shè)定點(diǎn)ts2的確定取決于偏移X。第二設(shè)定點(diǎn)ts2的確定可能取決于第一設(shè)定點(diǎn)tsl。
[0041]此外，設(shè)備104包括致動(dòng)器202，所述致動(dòng)器202適于根據(jù)第一設(shè)定tsl觸發(fā)第一感應(yīng)線圈101的切換，或根據(jù)第二設(shè)定點(diǎn)ts2觸發(fā)第二感應(yīng)線圈102的切換。
[0042]此外，設(shè)備104包括輸入203以觸發(fā)通過(guò)天線105的信號(hào)的發(fā)送并且接收關(guān)于第三感應(yīng)線圈111的信息。例如，輸入203可經(jīng)由前述數(shù)據(jù)鏈路連接到天線105。備選地，天線105可作為輸入203的一部分被集成到設(shè)備104中。
[0043]輸入203適于經(jīng)由天線105從收發(fā)器112接收關(guān)于車(chē)輛110的標(biāo)識(shí)的信息和附加信息。
[0044]例如，輸入203適于觸發(fā)每10毫秒的射頻發(fā)送。在一個(gè)示例中，輸入203適于在收到包括車(chē)輛110的標(biāo)識(shí)的響應(yīng)時(shí)，經(jīng)由無(wú)線鏈路觸發(fā)對(duì)附加信息的請(qǐng)求。以這種方式，關(guān)于車(chē)輛110的標(biāo)識(shí)的信息作為射頻識(shí)別信息從射頻識(shí)別設(shè)備接收，并且附加