用于確定電動車輛的布局的方法和布局確定單元的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于確定電動車輛相對于充電站的布局的方法以及用于確定這 種布局的確定單元裝置。
【背景技術】
[0002] 電動車輛可以以感應方式被充有電能。為此，電動車輛包括次級線圈，該次級線圈 可與充電站的初級線圈以感應方式相耦合。初級線圈經(jīng)常被布置在充電站的底部中，使得 帶有次級線圈的電動車輛可以被定位在初級線圈之上。適宜地，在此次級線圈位于電動車 輛的車身底板上、尤其是在前軸的區(qū)域中。為了進行感應式充電，初級線圈和次級線圈必須 盡可能精確相疊地被定位。定位公差在此在電動車輛的行駛方向上以及在垂直于其的并且 平行于地面的方向上為少數(shù)幾個厘米。圍繞垂直軸線的最大扭轉角（以下也稱作偏航角Φ ) 為僅少數(shù)幾個角度。相對應地困難的是以適合于感應式充電的方式定位電動車輛。
[0003] -方面，用于確定電動車輛相對于充電站的布局的方法是有益的，以便支持電動 車輛的駕駛員駛近適合于對電動車輛進行感應式充電的位置。另一方面，確定電動車輛相 對于充電站的布局也是與安全相關的，因為只有當次級線圈在初級線圈之上位于限定的公 差范圍內時才能進行充電釋放（Ladefreigabe)，即允許激活初級線圈的充電區(qū)。
[0004] 為了確定電動車輛相對于充電站的布局，公知的是，借助車輛側的時間分辨的攝 像機探測初級線圈在攝像機圖像中的位置并且隨著時間的過去跟蹤該位置，直至該位置消 失在車輛之下。通過在時間上跟蹤其他圖像元素、尤其是車道邊界和/或通過將車輛數(shù)據(jù)、 如車輛速度或者轉向角包括在內，可以無需直接觀看地計算初級充電線圈的相對位置和相 對取向。然而，可靠性和精度并不令人滿意。

【發(fā)明內容】

[0005] 在此現(xiàn)有技術背景下，本發(fā)明的任務是提供一種改進的用于確定電動車輛相對于 充電站的布局的方法。尤其是，該方法應是可靠的、尤其是相對于環(huán)境影響為穩(wěn)健的并且是 精確的。此外，本發(fā)明的任務是提出一種能夠實現(xiàn)這種方法的布局確定單元。
[0006] 本發(fā)明的該任務利用具有在權利要求1中所說明的特征的用于確定電動車輛相 對于充電站的布局的方法以及具有在權利要求13中所說明的特征的用于應用于這種方法 中的布局確定單元來解決。本發(fā)明的優(yōu)選的擴展方案在相關的從屬權利要求、隨后的描述 和附圖中予以說明。
[0007] 在根據(jù)本發(fā)明的用于確定電動車輛相對于充電站的布局的方法中，借助于在電動 車輛上布置的發(fā)送裝置發(fā)送交變磁場，該交變磁場在充電站的位置處被接收，其中在根據(jù) 本發(fā)明的方法中依據(jù)所接收到的交變場推斷布局。
[0008] 通過利用交變磁場可以精確且可靠地采用根據(jù)本發(fā)明的方法。相較于光學系統(tǒng)， 根據(jù)本發(fā)明的方法是特別可靠且精確的，因為在光學解決方案中在初級線圈的區(qū)域中當電 動車輛駛越初級線圈時不能看到初級線圈的區(qū)域。在使用交變磁場的情況下不出現(xiàn)該問 題。
[0009] 有利地，借助根據(jù)本發(fā)明的方法可以在駛近和停泊到充電站時輔助對電動車輛的 導向。尤其是在近區(qū)中、即在初級線圈和次級線圈相對偏移直至50cm的情況下，可以可靠 地采用該方法并且尤其是執(zhí)行與安全相關的充電釋放。
[0010] 易于理解的是，在根據(jù)本發(fā)明的用于確定電動車輛相對于充電站的布局的方法 中，不一定必須在電動車輛上布置發(fā)送裝置?？商孢x地或者附加地，在根據(jù)本發(fā)明的用于確 定電動車輛相對于充電站的布局的方法中，借助布置在充電站上的或者固定地相對于充電 站布置的發(fā)送裝置來發(fā)送交變磁場，該交變磁場在電動車輛的位置處被接收，并且依據(jù)所 接收到的交變場推斷出該布局。
[0011] 在根據(jù)本發(fā)明的方法中，有利地此外還可以將數(shù)據(jù)從發(fā)送器傳輸?shù)浇邮掌?，其?式是將數(shù)據(jù)向上調制（aufmodulieren)到交變磁場上，例如以00K方法（On Off Keying (開關鍵控)）來調制，該00K方法對應于具有100%調制指數(shù)的ASK調制（Amplitude Shift Keying (幅移鍵控)）。解調相對應簡單地在接收器中是可能的，并且所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)例如可 以被使用，以便在充電站處標識電動車輛。由此，定位系統(tǒng)會具有多目標能力，也就是說充 電站可以在對多個駛近的電動車輛進行位置確定時通過如下方式提供輔助：可以分析經(jīng)過 向上調制的電動車輛標識并且使所測量的幅值和相位值應歸于相應的電動車輛。
[0012] 上面提到的優(yōu)點相對應地也適用于根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0013] 有利地，交變磁場可以在空間上不均勻地并且各向異性地被構造，使得由于交變 場的空間特征、尤其是由于交變磁場的空間輻射特征可以容易地確定該布局。
[0014] 適宜地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中考慮兩個發(fā)送器天線，借助所述發(fā)送器天線發(fā)送 時分多路復用信號。
[0015] 優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，線圈天線被考慮作為發(fā)送天線。
[0016] 在根據(jù)本發(fā)明的方法的一種有利的擴展方案中，交變磁場借助接收天線、尤其是 借助線圈天線來接收。
[0017] 優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，考慮至少一對或者多對的在所有情況下為至少 兩個被間隔開了小于其最大線圈尺寸的并且以其線圈平面彼此傾斜、優(yōu)選地垂直布置的線 圈天線作為一個或者多個接收天線。
[0018] 在根據(jù)本發(fā)明的方法的一種有利的擴展方案中，交變場具有最高為1MHz的頻率。 通過利用在直至一兆赫的頻率范圍中的用來確定位置數(shù)據(jù)的磁場，該方法相比于如下的方 法對于環(huán)境影響更穩(wěn)健：該方法以更高的頻率范圍工作并且在該方法中由于多次反射而根 據(jù)環(huán)境要預期有更大的場差異。
[0019] 更合適地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中考慮所接收到的交變場的方向特征。
[0020] 更適宜地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，確定電動車輛的或者電動車輛的次級充電線 圈的偏航角。
[0021] 優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中考慮借助一對線圈天線所接收到的交變場的功率 量或者由此導出的量。
[0022] 合適地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中確定電動車輛與充電站的間距。
[0023] 更適宜地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中考慮物理車輛模型。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的布局確定單元如上所描述的那樣被構造為用于應用于根據(jù)本發(fā)明 的方法中。布局確定單元被設立用于依據(jù)所接收到的交變磁場來確定電動車輛相對于充電 站的布局。
[0025] 相宜地，根據(jù)本發(fā)明的布局確定單元被構造為考慮借助一個或者多個接收天線而 接收到的信號。
【附圖說明】
[0026] 以下依據(jù)在附圖中所示的實施例更為詳細地闡述了本發(fā)明。
[0027] 在附圖中： 圖1示意性地以原理圖示出了具有用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的根據(jù)本發(fā)明的布局 確定單元的充電站以及電動車輛， 圖2示意性地以原理圖示出了具有用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的根據(jù)本發(fā)明的布局 確定單元的充電站以及電動車輛的另一實施例， 圖3以示意性的圖示法示出了根據(jù)發(fā)送器的平面位置的充電站的正交的接收器線圈 對的總功率， 圖4以示意性的圖示法示出了磁場在平面的位置處穿過接收器對的角度，以及 圖5示意性地以原理圖示出了被考慮用于進行布局確定的跟蹤濾波器的結構。
【具體實施方式】
[0028] 如在圖1中所示出的那樣，在次級線圈的區(qū)域中、因此在電動車輛EF的區(qū)域中布 置2個發(fā)送天線，所述2個發(fā)送天線按時分復用方法交替地以例如f=125kHz進行發(fā)送。在 初級線圈的區(qū)域中，因此在充電站處布置了四個接收天線。所述接收天線分別按兩個一對 地分組，其中在每個兩個一對中這兩個天線被構造為線圈天線并且以其線圈平面彼此正交 地被取向。以這種方式可以借助每個兩個一對的線圈天線將接收區(qū)分解成彼此正交的空間 分量（以下簡稱為X分量和y分量)。發(fā)送天線和接收天線對應分別彼此間具有盡可能大的 間距，優(yōu)選地在不同的軸線上彼此間具有盡可能大的間距。
[0029] 如果電動車輛EF靠近合適的充電站LS，則如在圖1中所示的那樣首先借助無線電 裝置WLAN建立無線數(shù)據(jù)連接，借助該無線數(shù)據(jù)連接開始配對過程。由此確保了，可以為該 電動車輛明確地關聯(lián)一個充電站。
[0030] 緊接著，在電動車輛側借助發(fā)送器控制單元TXC經(jīng)由電動車輛EF的CAN總線控制 器CBC激活發(fā)送天線SA。在此，以盡最大可能的發(fā)送功率開始。
[0031] 同時，經(jīng)由充電站LS的CAN總線控制器CBC激活接收天線EA。在電動車輛側產(chǎn)生 的交變磁場由在初級線圈的區(qū)域中（即在充電站LS處）的接收天線EA拾?。╝ufnehmen)， 借助濾波器F來限制帶寬、放大并且借助AD轉換器ADC來離散化。在