用于通過(guò)三角測(cè)量法定位的裝置和方法
【專利摘要】系統(tǒng)，包括車輛(1)和感應(yīng)充電單元(3)，其中，所述感應(yīng)充電單元包括初級(jí)線圈(4)并且所述車輛包括次級(jí)線圈(2)，并且在充電過(guò)程中在充電位置處電功率能由初級(jí)線圈向次級(jí)線圈感應(yīng)式地傳輸，其中，在充電位置中次級(jí)線圈處于關(guān)于初級(jí)線圈優(yōu)選的空間位置區(qū)域內(nèi)，以便為了調(diào)整充電位置，所述系統(tǒng)通過(guò)電磁式距離和角度測(cè)量借助于三角測(cè)量法來(lái)確定地點(diǎn)位置，該地點(diǎn)位置描述了次級(jí)線圈關(guān)于初級(jí)線圈的與時(shí)間有關(guān)的空間位置，并且所述系統(tǒng)借助于所述地點(diǎn)位置和充電位置確定至少一個(gè)部分的行駛軌跡，所述地點(diǎn)位置能沿著該行駛軌跡可接近充電位置。
【專利說(shuō)明】用于通過(guò)三角測(cè)量法定位的裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種包括車輛和感應(yīng)充電單元的系統(tǒng)，其中，所述感應(yīng)充電單元具有 初級(jí)線圈并且所述車輛具有次級(jí)線圈，并且在充電過(guò)程中且在充電位置中電功率可能初級(jí) 線圈向次級(jí)線圈感應(yīng)式地傳輸，其中，在充電位置中次級(jí)線圈處于關(guān)于初級(jí)線圈的優(yōu)選的 空間位置區(qū)域內(nèi)。

【背景技術(shù)】
[0002] 具有電氣化的傳動(dòng)系的車輛大多數(shù)具有對(duì)于外部的充電電源的充電接口。為了例 如給車輛的電化學(xué)的蓄能器充電，電功率的傳輸通常有線式或感應(yīng)式地進(jìn)行。
[0003] 在有線的充電方法中，車輛必須通過(guò)充電電線與外部的充電電源例如充電站連 接，以便執(zhí)行充電過(guò)程。在感應(yīng)式的充電方法中，功率傳輸通過(guò)車輛外部的初級(jí)線圈的電磁 激勵(lì)場(chǎng)向車輛方面的次級(jí)線圈經(jīng)由在次級(jí)線圈上的電磁感應(yīng)進(jìn)行。在此，電功率的傳輸效 率與次級(jí)線圈相對(duì)于初級(jí)線圈的空間位置有關(guān)。在次級(jí)線圈相對(duì)于初級(jí)線圈的優(yōu)選的位置 區(qū)域內(nèi)，勵(lì)磁功率的在充電時(shí)作為功率損耗出現(xiàn)的部分是近似最小的。
[0004] 將次級(jí)線圈帶到充電位置中的任務(wù)是現(xiàn)有技術(shù)的主題。例如文獻(xiàn)WO 2011/006884 A2針對(duì)帶有初級(jí)線圈的車輛描述了一種電子定位輔助，該電子定位輔助使用初級(jí)線圈的處 于底部的殼體的反射特性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的任務(wù)在于，描述一種經(jīng)改善的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括車輛和感應(yīng)充電單元，其 中，感應(yīng)充電單元具有初級(jí)線圈并且車輛具有次級(jí)線圈，并且在充電過(guò)程中在充電位置處 電功率能由初級(jí)線圈向次級(jí)線圈感應(yīng)式地傳輸，其中，在充電位置中次級(jí)線圈處于關(guān)于初 級(jí)線圈的優(yōu)選的空間位置區(qū)域內(nèi)。
[0006] 該任務(wù)通過(guò)按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)來(lái)解決。本發(fā)明的有利的實(shí)施形式和進(jìn)一步擴(kuò) 展方案由從屬權(quán)利要求得出。
[0007] 按照本發(fā)明，所述系統(tǒng)為了調(diào)整充電位置而通過(guò)電磁式的距離和角度測(cè)量借助于 三角測(cè)量法來(lái)確定地點(diǎn)位置，該地點(diǎn)位置描述了次級(jí)線圈關(guān)于初級(jí)線圈的與時(shí)間有關(guān)的空 間位置，并且所述系統(tǒng)借助于所述地點(diǎn)位置和充電位置確定至少一個(gè)部分的行駛軌跡，所 述地點(diǎn)位置能沿著該行駛軌跡接近充電位置。
[0008] 在充電位置中次級(jí)線圈關(guān)于初級(jí)線圈處于如下優(yōu)選的空間位置中，即，在該位置 中在所述兩個(gè)線圈之間傳輸?shù)碾姽β实男适墙谱畲蟮摹?br> [0009] 按照本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施形式，為了電磁式的距離和角度測(cè)量，所述車輛具 有至少兩個(gè)低頻的接收天線并且所述感應(yīng)充電單元具有至少兩個(gè)低頻的發(fā)射天線。
[0010] 按照一種備選的實(shí)施形式，為了電磁式的距離和角度測(cè)量，所述車輛具有至少一 個(gè)低頻的接收天線并且所述感應(yīng)充電單元具有至少兩個(gè)低頻的發(fā)射天線。
[0011] 按照另一種備選的實(shí)施形式，為了電磁式的距離和角度測(cè)量，所述車輛具有至少 兩個(gè)低頻的接收天線并且所述感應(yīng)充電單元具有至少一個(gè)低頻的發(fā)射天線。
[0012] 這意味著，至少一個(gè)低頻的接收天線處于車輛方面并且至少一個(gè)低頻的發(fā)射天線 在處于充電單元的范圍內(nèi)，其中，用于距離和角度測(cè)量的所述系統(tǒng)的低頻天線的總數(shù)至少 為三個(gè)。
[0013] 此外，所述車輛具有充電控制儀，其中，所述充電控制儀包括第一高頻通信單元， 并且所述充電控制儀配設(shè)給車輛的所述至少一個(gè)接收天線以作為用于電磁式距離和角度 測(cè)量的測(cè)量單元并且測(cè)量所述至少一個(gè)接收天線的感應(yīng)信號(hào)。
[0014] 此外，所述感應(yīng)充電單元具有感應(yīng)控制儀，其中，所述感應(yīng)控制儀包括第二高頻通 信單元并且所述感應(yīng)控制儀運(yùn)行所述至少一個(gè)發(fā)射天線。這意味著，所述至少一個(gè)發(fā)射天 線由所述感應(yīng)控制儀運(yùn)行。
[0015] 按照本發(fā)明的另一種實(shí)施形式，為了電磁式的距離和角度測(cè)量，所述車輛具有至 少兩個(gè)低頻的發(fā)射天線并且所述感應(yīng)充電單元具有至少兩個(gè)低頻的接收天線。
[0016] 備選于所述實(shí)施形式，為了電磁式的距離和角度測(cè)量，所述車輛具有至少一個(gè)低 頻的發(fā)射天線并且所述感應(yīng)充電單元具有至少兩個(gè)低頻的接收天線。
[0017] 按照本發(fā)明的另一種備選方案，為了電磁式的距離和角度測(cè)量，所述車輛具有至 少兩個(gè)低頻的發(fā)射天線并且所述感應(yīng)充電單元具有至少一個(gè)低頻的接收天線。
[0018] 這意味著，按照所述實(shí)施形式，至少一個(gè)低頻的發(fā)射天線處于車輛方面并且至少 一個(gè)低頻的接收天線在車輛外部處于在充電單元的范圍內(nèi)，其中，低頻天線的總數(shù)至少為 三個(gè)。
[0019] 此外，所述車輛具有充電控制儀，其中，所述充電控制儀運(yùn)行所述至少一個(gè)發(fā)射天 線并且所述充電控制儀包括第一高頻通信單元。
[0020] 此外，所述感應(yīng)充電單元具有感應(yīng)控制儀，其中，所述感應(yīng)控制儀包括第二高頻通 信單元，并且所述感應(yīng)控制儀配設(shè)給所述至少一個(gè)接收天線以作為電磁式距離和角度測(cè)量 的測(cè)量單元并且測(cè)量所述至少一個(gè)接收天線的感應(yīng)信號(hào)。
[0021] 按照本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的變形方案，所測(cè)量的感應(yīng)信號(hào)可在所述感應(yīng)控制儀 和所述充電控制儀之間傳送，并且所述充電控制儀或者感應(yīng)控制儀作為運(yùn)算單元借助于所 測(cè)量的、輸出的并且傳送到運(yùn)算單元上的感應(yīng)信號(hào)通過(guò)三角測(cè)量法來(lái)確定地點(diǎn)位置。
[0022] 因此，所測(cè)量的感應(yīng)信號(hào)用作用于借助于三角測(cè)量法來(lái)計(jì)算地點(diǎn)位置的輸入?yún)?量。
[0023] 此外，所述充電控制儀或者感應(yīng)控制儀或者車輛的另一個(gè)控制儀借助于所計(jì)算的 地點(diǎn)位置確定行駛軌跡，并且所述車輛自動(dòng)地執(zhí)行符合行駛軌跡的駕駛機(jī)動(dòng)動(dòng)作或者所述 車輛通過(guò)適當(dāng)?shù)娜藱C(jī)接口通知所述車輛的駕駛者符合行駛軌跡的駕駛機(jī)動(dòng)動(dòng)作。
[0024] 充電位置的建立以如下類型和方式進(jìn)行，即，首先所述兩個(gè)高頻通信單元的其中 一個(gè)發(fā)送經(jīng)編碼的搜索信號(hào)到所述兩個(gè)高頻通信單元的另一個(gè)上，并且所述另一個(gè)高頻通 信單元接收搜索信號(hào)并且將經(jīng)編碼的確認(rèn)信號(hào)發(fā)回到所述高頻通信單元上。確認(rèn)信號(hào)的接 收觸發(fā)在所述至少一個(gè)發(fā)射天線和所述至少一個(gè)接收天線之間的初始化程序，該初始化程 序由所述充電控制儀和所述感應(yīng)控制儀執(zhí)行。在該初始化程序之后，所述至少一個(gè)發(fā)射天 線發(fā)射經(jīng)編碼的電磁定位信號(hào)，其中，定位信號(hào)的磁性部分關(guān)于發(fā)射天線的空間延伸尺寸 具有經(jīng)定義的場(chǎng)定向和經(jīng)定義的場(chǎng)強(qiáng)。至少一個(gè)接收天線接收所述至少一個(gè)接收天線的至 少一個(gè)定位信號(hào)并且所述充電控制儀或者感應(yīng)控制儀針對(duì)至少一個(gè)定位信號(hào)測(cè)量磁場(chǎng)矢 量，該磁場(chǎng)矢量通過(guò)定位信號(hào)的編碼而唯一地配設(shè)給所述至少一個(gè)發(fā)射天線。所測(cè)量的磁 場(chǎng)矢量由感應(yīng)控制儀傳送到充電控制儀上或者由充電控制儀傳送到感應(yīng)控制儀上。所述充 電控制儀或者感應(yīng)控制儀按照三角測(cè)量法計(jì)算所述至少一個(gè)發(fā)射天線關(guān)于所述至少一個(gè) 接收天線的區(qū)域性位置。所計(jì)算的地點(diǎn)位置用作用于通過(guò)所述充電控制儀、通過(guò)所述感應(yīng) 控制儀或者通過(guò)車輛的另一個(gè)控制儀來(lái)確定行駛軌跡的輸入?yún)⒘?，所述地點(diǎn)位置能沿著該 行駛軌跡接近充電位置。
[0025] 在車輛的駕駛機(jī)動(dòng)動(dòng)作中實(shí)時(shí)地重復(fù)所述方法的用于確定地點(diǎn)位置的步驟，以便 更新地點(diǎn)位置和行駛軌跡的計(jì)算。在達(dá)到充電位置時(shí)所更新的行駛軌跡描述停車機(jī)動(dòng)動(dòng) 作。在停車機(jī)動(dòng)動(dòng)作中所述車輛停車。
[0026] 因此，描述一種迭代的方法，通過(guò)該方法能占據(jù)充電位置，其方式為，駕駛機(jī)動(dòng)動(dòng) 作交替地且實(shí)時(shí)地跟隨行駛軌跡的計(jì)算并且反之亦然，從而在多個(gè)駕駛機(jī)動(dòng)動(dòng)作中能按照 更新地計(jì)算的行駛軌跡達(dá)到充電位置。
[0027] 為了執(zhí)行駕駛機(jī)動(dòng)動(dòng)作，經(jīng)由適當(dāng)?shù)娜藱C(jī)接口通過(guò)輸出的命令支持駕駛者（例如 "左轉(zhuǎn)"）或者所述軌跡用作用于駕駛輔助系統(tǒng)的輸入?yún)⒘?，該輸入?yún)⒘渴管囕v自動(dòng)地運(yùn)動(dòng) 到充電位置中。
[0028] 本發(fā)明基于以下闡述的考慮：
[0029] 在多個(gè)應(yīng)用中必須確定一個(gè)物體（例如車輛）關(guān)于另一個(gè)物體（例如車輛鑰匙） 的距離。在這里，在高頻帶和低頻帶中利用測(cè)量和電磁交變場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)和運(yùn)行時(shí)間的無(wú)線技 術(shù)提供無(wú)線確定距離的可能性。一個(gè)實(shí)例是車輛的現(xiàn)代的關(guān)閉系統(tǒng)如無(wú)鑰匙的進(jìn)入，在該 進(jìn)入時(shí)車輛作為發(fā)射器并且車輛鑰匙作為接收器。
[0030] 不利的是，在車輛和車輛外部的物體之間的單純的距離確定不足以用于進(jìn)一步的 應(yīng)用。進(jìn)一步的應(yīng)用特別是具有電氣化傳動(dòng)系的車輛和感應(yīng)充電系統(tǒng)在位置區(qū)域內(nèi)的精確 定位，該位置區(qū)域要求沿每個(gè)空間方向近似少于10厘米的空間尺寸。
[0031] 具有感應(yīng)充電系統(tǒng)的車輛具有車輛方面的充電線圈，該充電線圈也被稱為次級(jí)線 圈并且該充電線圈承擔(dān)接收線圈的功能。所述初級(jí)線圈作為發(fā)射線圈并且是車輛外部的充 電設(shè)施的部分。所述兩個(gè)線圈被稱作充電線圈。為了給車輛蓄能器的充電，所述兩個(gè)線圈 在空間上相互間帶入到精確的參考位置中，以便在充電時(shí)確保盡可能高效的能量傳輸。所 述位置被稱為充電位置并且如所描述的那樣要求最大10厘米的空間容許誤差。
[0032] 為了充電線圈相對(duì)于彼此的空間定位，亦即，為了車輛關(guān)于車輛外部的充電設(shè)施 的定位，提出：要么利用至少兩個(gè)能唯一識(shí)別的電磁信號(hào)，以便借助一個(gè)接收器確定多個(gè)信 號(hào)并且因此由至少2個(gè)不同的發(fā)射器位置確定路程，要么借助于至少兩個(gè)接收器而利用一 個(gè)發(fā)射器的一個(gè)信號(hào)并且因此利用兩個(gè)關(guān)于發(fā)射器位置的路程用于距離和角度測(cè)量。因 此，可以通過(guò)三角測(cè)量法唯一地得出接收器的位置的結(jié)論或者得出接收器關(guān)于所述一個(gè)或 多個(gè)發(fā)射器的位置的結(jié)論。此外，通過(guò)相同的無(wú)線系統(tǒng)可以在相同的頻率上或者在另一個(gè) 頻率上在發(fā)射器和接收器之間交換通信信號(hào)，該通信信號(hào)例如描述位置數(shù)據(jù)。
[0033] 由此能實(shí)現(xiàn)車輛關(guān)于充電設(shè)施在感應(yīng)式充電時(shí)對(duì)于優(yōu)化的能量傳輸效率所需的 容許誤差之內(nèi)的唯一的位置確定和位置導(dǎo)向。該位置導(dǎo)向可以通過(guò)車輛本身進(jìn)行或者通過(guò) 對(duì)車輛的駕駛員的行駛命令進(jìn)行。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034] 以下借助附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例。由此得出本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)、優(yōu)選的 實(shí)施形式和進(jìn)一步擴(kuò)展方案。圖中詳細(xì)地示意性地：
[0035] 圖1示出通過(guò)三角測(cè)量法利用在充電單元上的兩個(gè)發(fā)射器和在車輛上的兩個(gè)接 收器的定位；
[0036] 圖2示出通過(guò)三角測(cè)量法利用在車輛上的2個(gè)發(fā)射器和在充電單元上的2個(gè)接收 器的定位；
[0037] 圖3示出通過(guò)按照?qǐng)D1或圖2定位建立的充電位置。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 在附圖中，相同的附圖標(biāo)記描述相同的技術(shù)特征。具有電氣化傳動(dòng)系的車輛能夠 在感應(yīng)充電站處無(wú)線地充電。在所述實(shí)施例中示意性地示出具有電氣化傳動(dòng)系的車輛（1)。 在此，可以涉及混合動(dòng)力車輛和電動(dòng)車輛，可能也涉及插入式混合動(dòng)力車輛，只要該插入式 混合動(dòng)力車輛除用于有線充電的接口之外也具有用于感應(yīng)式充電的充電接口。所述車輛包 括用于無(wú)線感應(yīng)式充電的車輛方面的充電架構(gòu)，其中，該充電架構(gòu)作為中央的車輛方面的 組件具有次級(jí)線圈（2)。此外，所述車輛具有充電控制儀。
[0039] 用于給具有電氣化傳動(dòng)系的車輛感應(yīng)式充電的充電單元（3)處于車輛的外部。充 電單元的主要組件是初級(jí)線圈（4)。所述充電單元能夠適用于多個(gè)車輛的充電，其中，在確 定的時(shí)刻僅一個(gè)唯一的車輛能在初級(jí)線圈上充電。所述初級(jí)線圈機(jī)械地固定地集成在充電 單元中。所述充電站靜止地處于底座中或者處于底座上。此外，所述充電單元具有感應(yīng)控 制儀。
[0040] 在充電連接的初始化過(guò)程和充電連接的結(jié)束過(guò)程之間的時(shí)期被稱作充電過(guò)程。所 述充電過(guò)程特別是包括如下時(shí)刻，電功率在該時(shí)刻由初級(jí)線圈傳輸或者至少能傳輸?shù)酱渭?jí) 線圈上。
[0041] 對(duì)于充電過(guò)程的前提條件是，次級(jí)線圈處于充電位置中，亦即，處于相對(duì)于初級(jí)線 圈的確定的空間區(qū)域內(nèi)。所述空間區(qū)域這樣描述，即，次級(jí)線圈的預(yù)定的幾何參考點(diǎn)（該參 考點(diǎn)與次級(jí)線圈的配置有關(guān)）與初級(jí)線圈的預(yù)定的幾何參考點(diǎn)（該參考點(diǎn)與初級(jí)線圈的配 置有關(guān)）關(guān)于所述三個(gè)空間方向（這些空間方向形成本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的與車輛有關(guān)的 坐標(biāo)系）僅在對(duì)于所述三個(gè)空間方向中的每一個(gè)的預(yù)定的容許誤差之內(nèi)偏離。
[0042] 如果次級(jí)線圈的參考點(diǎn)在空間上這樣相對(duì)于初級(jí)線圈的參考點(diǎn)定位，使得在所述 兩個(gè)參考點(diǎn)之間關(guān)于所述三個(gè)空間方向中的每一個(gè)的距離不超過(guò)對(duì)于各個(gè)軸線所預(yù)定的 容許誤差尺寸，則次級(jí)線圈處于充電位置中。根據(jù)次級(jí)線圈機(jī)械地固定地處于車輛上或者 集成到車輛中的事實(shí)，只要次級(jí)線圈處于充電位置中，則所述車輛也處于車輛的充電位置 中。因?yàn)樵诒疚募姆懂爟?nèi)所述車輛充電位置在其技術(shù)效果方面與所述充電位置是同義 的，則車輛充電位置的概念同樣被簡(jiǎn)化地理解為充電位置的概念。
[0043] 因此，為了初始化充電過(guò)程，必需的是，將所述車輛帶入到充電位置中。在所描述 的實(shí)施形式中這通過(guò)車輛的運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行。在此本質(zhì)的是，確定車輛的位置并且因此確定次 級(jí)線圈相對(duì)于充電單元和因此相對(duì)于初級(jí)線圈的位置。在本實(shí)施例中這通過(guò)利用三角測(cè)量 的方法的距離和角度測(cè)量來(lái)進(jìn)行。在此，測(cè)量基于檢測(cè)經(jīng)定義的、利用天線產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的 磁場(chǎng)矢量。只要所述天線構(gòu)造為一維的天線，則接收的磁場(chǎng)矢量在接收器處就檢測(cè)為一維 矢量，亦即檢測(cè)為標(biāo)量。
[0044] 第一實(shí)施例和第二實(shí)施例借助圖1、2和3來(lái)描述。在此，使用兩個(gè)發(fā)射天線和兩 個(gè)接收天線。所述兩個(gè)發(fā)射天線通過(guò)第一控制儀運(yùn)行并且所述兩個(gè)接收天線通過(guò)第二控制 儀運(yùn)行。按照在圖1中的第一實(shí)施形式，所述兩個(gè)發(fā)射天線和所述第一控制儀可以被充電 單元所包括，以及所述兩個(gè)接收天線所述第二控制儀可以被車輛包括。因此，所述第一控制 儀在第一實(shí)施形式中是感應(yīng)控制儀并且所述第二控制儀是充電控制儀。
[0045] 備選地，按照在圖2中的第二實(shí)施形式，所述兩個(gè)發(fā)射天線（5'、6'）和第一控制儀 (2Γ)可以被車輛所包括，以及所述兩個(gè)接收天線（7'、8'）和第二控制儀（22'）可以被充 電單元所包括。在該實(shí)施形式中，第一控制儀是充電控制儀并且第二控制儀是感應(yīng)控制儀。
[0046] 優(yōu)選地，按照所述第一和第二實(shí)施例，所述發(fā)射天線（也被稱為發(fā)射器）是低頻 天線并且所述接收天線（也被稱為接收器）是低頻接收器。所述發(fā)射器和所述接收器在 低于150kHz的頻率范圍內(nèi)工作，其中，優(yōu)選的頻率帶在無(wú)普遍性限制的情況下例如處于 125kHz〇
[0047] 第一實(shí)施形式借助圖1描述了車輛的地點(diǎn)確定，其中，所述兩個(gè)發(fā)射天線和所述 第一控制儀集成在充電單元中，并且所述兩個(gè)接收器和所述第二控制儀集成在車輛中。天 線（7)是第一發(fā)射天線，天線（8)是第二發(fā)射天線。接收器（5)是第一接收器，接收器（6) 是第二接收器。第一控制儀（22)被充電單元所包括并且形成感應(yīng)控制儀。第二控制儀（21) 被車輛所包括并且形成充電控制儀。
[0048] 第二實(shí)施形式按照第一實(shí)施形式，其中，所述兩個(gè)發(fā)射器和第一控制儀集成在車 輛中，并且所述兩個(gè)接收器和第二控制儀集成在充電單元中。在此，第一實(shí)施例中的發(fā)射器 和接收器互換。換言之，這意味著，按照?qǐng)D2,天線（5'）形成第一發(fā)射器并且天線（6'）形 成第二發(fā)射器。接收器（7'）是第一接收器，接收器（8'）是第二接收器。類似地，運(yùn)行所 述兩個(gè)發(fā)射器的第一控制儀（2Γ)在第二實(shí)施例中是被車輛所包括的充電控制儀。運(yùn)行所 述兩個(gè)接收器的第二控制儀（22'）是被充電單元所包括的感應(yīng)控制儀。
[0049] 以下同樣地描述了第一和第二實(shí)施例。按照這些實(shí)施形式，充電控制儀包括第一 通信單元并且感應(yīng)控制儀包括第二通信單元。兩個(gè)通信單元能夠在高頻范圍內(nèi)在433MHz 或868MHz時(shí)所傳播的窄頻帶無(wú)線電的優(yōu)選頻帶中交換信息信號(hào)。備選地，也可以利用在 GHz范圍內(nèi)的較高頻帶，例如，按照WLAN標(biāo)準(zhǔn)或者藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)。所述信息信號(hào)特別是經(jīng)編碼 的，從而由通信單元發(fā)送的信號(hào)唯一地配設(shè)給該信息信號(hào)。兩個(gè)通信單元能夠發(fā)送和接收 十目息?目號(hào)。
[0050] 為了按照第一實(shí)施形式或者按照第二實(shí)施形式建立充電位置，首先能建立在所述 兩個(gè)通信單元之間的基礎(chǔ)通信并且因此能建立在車輛和充電單元之間的基礎(chǔ)通信。此外， 至少一個(gè)通信單元以少于10秒的定期的時(shí)間間隔發(fā)送經(jīng)編碼的高頻的搜索信號(hào)，該搜索 信號(hào)關(guān)于接收的通信單元的靈敏度閾值具有直至100米的搜索有效范圍。發(fā)送搜索信號(hào)的 時(shí)間間隔備選地與車輛的速度成反比地相關(guān)聯(lián)。一旦接收的通信單元接收到搜索信號(hào)，該 接收搜索信號(hào)的通信單元就將具有符合搜索有效范圍的有效范圍的經(jīng)編碼的確認(rèn)信號(hào)發(fā) 送到發(fā)送搜索信號(hào)的通信單元上。只要確認(rèn)信號(hào)由發(fā)送搜索信號(hào)的通信單元接收，就建立 在所述通信單元之間的基礎(chǔ)通信并且車輛關(guān)于充電單元至少處于不大于搜索有效范圍的 距離內(nèi)。只要用于充電過(guò)程的充電站不供使用，例如通過(guò)被另一個(gè)車輛利用而不供使用，充 電站的通信單元就不發(fā)送信號(hào)。因此，首先車輛關(guān)于實(shí)際上可用于充電的充電單元處于所 謂的粗略位置中。
[0051] 在粗略位置中存在通過(guò)兩個(gè)通信單元在車輛和充電單元之間的基礎(chǔ)通信連接。通 過(guò)搜索信號(hào)和確認(rèn)信號(hào)的編碼可確保，在車輛和充電單元之間的通信是唯一的，并且不僅 車輛而且充電單元能夠相應(yīng)地相互間唯一地識(shí)別。這意味著，如果例如存在多個(gè)同樣的充 電單元用于多個(gè)具有同樣的充電架構(gòu)的車輛，則通信存在于所述多個(gè)車輛中的一個(gè)確定的 車輛和所述多個(gè)充電單元的一個(gè)確定的充電單元之間并且該確定的車輛關(guān)于該確定的充 電單元處于粗略位置中。
[0052] 在粗略位置中建立基礎(chǔ)通信時(shí)，其他信息能在所述兩個(gè)通信單元之間交換。特別 是，能初始化車輛通過(guò)三角測(cè)量法的定位。為了初始化，充電控制儀可以通過(guò)適當(dāng)?shù)娜藱C(jī)接 口（MMS)向車輛的駕駛者提出詢問(wèn)：是否應(yīng)該進(jìn)行關(guān)于與之存在基礎(chǔ)通信的充電單元的充 電位置的建立。如果這由車輛的駕駛者以適當(dāng)?shù)姆绞剑ㄔ摲绞讲皇潜疚募闹黝}）確認(rèn)， 則車輛通過(guò)三角測(cè)量法的定位初始化。
[0053] 按照第一實(shí)施例，初始化意味著通過(guò)感應(yīng)控制儀操控發(fā)射器并且通過(guò)充電控制儀 操控接收器以及在低頻范圍內(nèi)建立發(fā)射器與接收器的連接。在此，由發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)是 經(jīng)編碼的，以便確保在發(fā)射器和接收器之間、亦即在車輛和充電單元之間的唯一的配屬。這 例如能利用8位編碼實(shí)現(xiàn)。
[0054] 與此相應(yīng)地，按照第二實(shí)施例，初始化意味著通過(guò)充電控制儀操控發(fā)射器并且通 過(guò)感應(yīng)控制儀操控接收器。
[0055] 也可以的是，當(dāng)確定的車輛和確定的充電單元固定地相互親聯(lián)時(shí)，初始化基于車 輛和充電單元的簡(jiǎn)化的相互識(shí)別，這作為配對(duì)被本領(lǐng)域技術(shù)人員已知。
[0056] 在初始化之后，實(shí)際上的地點(diǎn)確定通過(guò)三角測(cè)量法進(jìn)行。為此，發(fā)射器相應(yīng)地發(fā)送 所定義的場(chǎng)強(qiáng)的電磁信號(hào)，該電磁信號(hào)被稱為定位信號(hào)。定位信號(hào)的有效范圍超過(guò)搜索有 效范圍。第一發(fā)射器（7)的定位信號(hào)被稱為第一定位信號(hào)。第二發(fā)射器（8)的定位信號(hào)標(biāo) 記為第二定位信號(hào)。
[0057] 通過(guò)發(fā)射器在感應(yīng)充電單元中的安裝位置，定位信號(hào)的磁場(chǎng)矢量分別沿著確定的 空間的優(yōu)先軸線振蕩并且磁場(chǎng)具有優(yōu)選的傳播方向。按照該實(shí)施例，優(yōu)先軸線在沒(méi)有普遍 性限制的情況下近似地垂直于處于粗略位置中的車輛的坐標(biāo)系的χ-y平面并且傳播方向 位于處于粗略位置中的車輛的x-y平面內(nèi)，所述坐標(biāo)系被本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知并且是與 車輛有關(guān)的。
[0058] 在車輛中的接收器具有這樣的安裝位置，S卩，接收器沿著軸線具有對(duì)磁場(chǎng)的最高 的接收靈敏度并且因此具有最高的測(cè)量精度，該軸線相當(dāng)于處于粗略位置中的車輛的與車 輛有關(guān)的坐標(biāo)系的X軸線。
[0059] 備選地，也可以使用三維的發(fā)射器和接收器。這意味著，發(fā)射器具有三維的輻射特 性并且接收器具有三維的接收特性。隨后的一維的考慮能在三維的輻射特性和三維的接收 特性的情況下以類似的方式應(yīng)用到其他維度上。
[0060] 以下以在沒(méi)有普遍性限制的情況下由一維的發(fā)射器和一維的發(fā)射器出發(fā)。第一定 位信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)和因此第一磁場(chǎng)矢量H1的數(shù)值通過(guò)第一發(fā)射器電流I1、通過(guò)第一繞組數(shù)&以 及通過(guò)第一發(fā)射器的半徑A唯一地確定。第二定位信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)和因此第二磁場(chǎng)矢量H2的 數(shù)值通過(guò)第二發(fā)射器電流I 2、通過(guò)第一繞組數(shù)N2以及通過(guò)第二發(fā)射器的半徑1*2唯一地確 定。
[0061] 所述兩個(gè)接收器在車輛中以間隔L安裝，該間隔垂直于車輛縱軸線（10)并且沿著 車輛橫軸線的平行線（9)定位。
[0062] 第一接收器檢測(cè)在第一接收器位置處的第一磁場(chǎng)矢量H1。充電控制儀分析接收器 并且確定測(cè)量信號(hào)H 1, xl，該測(cè)量信號(hào)描述第一磁場(chǎng)在第一接收器位置處關(guān)于車輛坐標(biāo)系中 的X方向的場(chǎng)強(qiáng)。
[0063] 第二接收器檢測(cè)在第二接收器位置處的第一磁場(chǎng)矢量H1。充電控制儀分析第二接 收器并且確定測(cè)量信號(hào)H 1, x2，該測(cè)量信號(hào)描述第一磁場(chǎng)在第二接收器位置處關(guān)于車輛坐標(biāo) 系中的X方向的場(chǎng)強(qiáng)。
[0064] 第一接收器檢測(cè)在第一接收器位置處的第二磁場(chǎng)矢量H2。充電控制儀分析接收器 并且確定測(cè)量信號(hào)H 2, xl，該測(cè)量信號(hào)描述第二磁場(chǎng)在第一接收器位置處關(guān)于在車輛坐標(biāo)系 中的X方向的場(chǎng)強(qiáng)。
[0065] 第二接收器檢測(cè)在第二接收器位置處的第二磁場(chǎng)矢量H2。充電控制儀分析第二接 收器并且確定測(cè)量信號(hào)H 2, x2，該測(cè)量信號(hào)描述第二磁場(chǎng)在第二接收器位置處關(guān)于車輛坐標(biāo) 系中的X方向的場(chǎng)強(qiáng)。
[0066] 與時(shí)間有關(guān)的測(cè)量信號(hào)在確定的時(shí)刻&檢測(cè)為H 1>xl U1)、Η1>χ2 (tl)、H2,xl (tl)和H2, x2(tl)并且由充電控制儀處理或者傳送到感應(yīng)控制儀上并且由感應(yīng)控制儀處理。在信號(hào)處 理時(shí)通過(guò)三角測(cè)量法確定車輛在時(shí)刻h的位置。
[0067] 距離屯描述在第一發(fā)射器和第一接收器之間的間距，該距離得出為：
[0068]

【權(quán)利要求】
1. 系統(tǒng)，包括車輛（1)和感應(yīng)充電單元（3)，其中，所述感應(yīng)充電單元包括初級(jí)線圈（4) 并且所述車輛包括次級(jí)線圈（2)，并且在充電過(guò)程中在充電位置處電功率能由初級(jí)線圈向 次級(jí)線圈感應(yīng)式地傳輸，其中，在充電位置中次級(jí)線圈處于關(guān)于初級(jí)線圈的優(yōu)選的空間位 置區(qū)域內(nèi)， 其特征在于，為了調(diào)整充電位置， -所述系統(tǒng)通過(guò)電磁式距離和角度測(cè)量借助于三角測(cè)量法來(lái)確定地點(diǎn)位置，該地點(diǎn)位 置描述了次級(jí)線圈關(guān)于初級(jí)線圈的與時(shí)間有關(guān)的空間位置，以及 -所述系統(tǒng)借助于所述地點(diǎn)位置和充電位置確定至少一個(gè)部分的行駛軌跡，所述地點(diǎn) 位置能沿著該行駛軌跡接近充電位置。
2. 按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)， 其特征在于，為了電磁式的距離和角度測(cè)量 -所述車輛具有至少兩個(gè)低頻的接收天線，以及 -所述感應(yīng)充電單元具有至少兩個(gè)低頻的發(fā)射天線。
3. 按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)， 其特征在于，為了電磁式的距離和角度測(cè)量 -所述車輛具有至少一個(gè)低頻的接收天線，以及 -所述感應(yīng)充電單元具有至少兩個(gè)低頻的發(fā)射天線。
4. 按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)， 其特征在于，為了電磁式的距離和角度測(cè)量 -所述車輛具有至少兩個(gè)低頻的接收天線，以及 -所述感應(yīng)充電單元具有至少一個(gè)低頻的發(fā)射天線。
5. 按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)， 其特征在于，為了電磁式的距離和角度測(cè)量 -所述車輛具有至少兩個(gè)低頻的發(fā)射天線，以及 -所述感應(yīng)充電單元具有至少兩個(gè)低頻的接收天線。
6. 按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)， 其特征在于，為了電磁式的距離和角度測(cè)量 -所述車輛具有至少一個(gè)低頻的發(fā)射天線，以及 -所述感應(yīng)充電單元具有至少兩個(gè)低頻的接收天線。
7. 按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)， 其特征在于，為了電磁式的距離和角度測(cè)量 -所述車輛具有至少兩個(gè)低頻的發(fā)射天線，以及 -所述感應(yīng)充電單元具有至少一個(gè)低頻的接收天線。
8. 按照權(quán)利要求2至4之一所述的系統(tǒng)， 其特征在于， -所述車輛具有充電控制儀， -所述充電控制儀包括第一高頻通信單元，以及 -所述充電控制儀配設(shè)給所述至少一個(gè)接收天線以作為用于電磁式距離和角度測(cè)量的 測(cè)量單元，并且所述充電控制儀測(cè)量所述至少一個(gè)接收天線的感應(yīng)信號(hào)。
9. 按照權(quán)利要求2至4之一所述的系統(tǒng)， 其特征在于， -所述感應(yīng)充電單元具有感應(yīng)控制儀， -所述感應(yīng)控制儀包括第二高頻通信單元，以及 -所述感應(yīng)控制儀驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)發(fā)射天線。
10. 按照權(quán)利要求5至7之一所述的系統(tǒng)， 其特征在于， -所述車輛具有充電控制儀， -所述充電控制儀驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)發(fā)射天線，以及 -所述充電控制儀包括第一高頻通信單元。
11. 按照權(quán)利要求5至7之一所述的系統(tǒng)， 其特征在于， -所述感應(yīng)充電單元具有感應(yīng)控制儀， -所述感應(yīng)控制儀包括第二高頻通信單元，以及 -所述感應(yīng)控制儀配設(shè)給所述至少一個(gè)接收天線以作為用于電磁式距離和角度測(cè)量的 測(cè)量單元，并且所述感應(yīng)控制儀測(cè)量所述至少一個(gè)接收天線的感應(yīng)信號(hào)。
12. 按照權(quán)利要求8或11所述的系統(tǒng)， 其特征在于， -所述系統(tǒng)能在感應(yīng)控制儀和充電控制儀之間傳送感應(yīng)信號(hào)，以及 -所述感應(yīng)控制儀或者充電控制儀作為運(yùn)算單元借助于感應(yīng)信號(hào)通過(guò)三角測(cè)量法來(lái)確 定地點(diǎn)位置。
13. 按照權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)， 其特征在于， -所述充電控制儀或者感應(yīng)控制儀或者車輛的另一個(gè)控制儀借助于地點(diǎn)位置確定行駛 軌跡，以及 -所述車輛自動(dòng)地執(zhí)行符合行駛軌跡的駕駛機(jī)動(dòng)動(dòng)作或者所述車輛經(jīng)由適當(dāng)?shù)娜藱C(jī)接 口通知所述車輛的駕駛者符合行駛軌跡的駕駛機(jī)動(dòng)動(dòng)作。
14. 用于按照權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)的方法，所述方法具有如下步驟， _a)所述兩個(gè)高頻通信單元之一發(fā)送經(jīng)編碼的搜索信號(hào)到另一個(gè)高頻通信單元上， _b)所述另一個(gè)高頻通信單元接收搜索信號(hào)并且將經(jīng)編碼的確認(rèn)信號(hào)發(fā)送到充電控制 儀上， -c)所述充電控制儀和感應(yīng)控制儀在所述至少一個(gè)發(fā)射天線和所述至少一個(gè)接收天線 之間執(zhí)行初始化程序， -d)所述至少一個(gè)發(fā)射天線發(fā)射經(jīng)編碼的電磁定位信號(hào)，其中，關(guān)于車輛坐標(biāo)系，定位 信號(hào)的磁分量具有預(yù)定的場(chǎng)定向和預(yù)定的場(chǎng)強(qiáng)， -e)所述至少一個(gè)接收天線接收所述至少一個(gè)接收天線的至少一個(gè)定位信號(hào)，并且所 述充電控制儀或者感應(yīng)控制儀針對(duì)所述至少一個(gè)定位信號(hào)測(cè)量磁場(chǎng)矢量，該磁場(chǎng)矢量通過(guò) 定位信號(hào)的編碼唯一地配設(shè)給所述至少一個(gè)發(fā)射天線， _f)所述感應(yīng)控制儀將該磁場(chǎng)矢量傳送到充電控制儀上，或者所述充電控制儀將磁場(chǎng) 矢量傳送到感應(yīng)控制儀上， -g)所述充電控制儀或者感應(yīng)控制儀按照三角測(cè)量法計(jì)算所述至少一個(gè)發(fā)射天線關(guān)于 所述至少一個(gè)接收天線的區(qū)域性位置， -h)所述充電控制儀或者感應(yīng)控制儀或者車輛的另一個(gè)控制儀器確定行駛軌跡，沿著 該行駛軌跡通過(guò)次級(jí)線圈能占據(jù)充電位置，
15.按照權(quán)利要求14所述的方法， 其特征在于， -在車輛的駕駛機(jī)動(dòng)動(dòng)作中實(shí)時(shí)地重復(fù)按照權(quán)利要求14所述的方法的步驟d)至h)， 以便更新所述行駛軌跡， -在達(dá)到充電位置時(shí)，更新的行駛軌跡說(shuō)明停車機(jī)動(dòng)動(dòng)作。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK104520135SQ201380041760
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月9日
【發(fā)明者】J·貝格爾, J·克拉默爾 申請(qǐng)人:寶馬股份公司