CN110741531A

CN110741531A - 用于可展开的门把手的远程馈电、位置传感器和无线通信的设备

Info

Publication number: CN110741531A
Application number: CN201880038968.XA
Authority: CN
Inventors: O.捷拉尔迪耶; G.斯皮克; Y.埃斯卡洛特
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Motor Co Of France
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2017-06-13
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2020-01-31
Anticipated expiration: 2038-06-07
Also published as: KR102271479B1; KR20190137897A; US20200095799A1; US10689880B2; FR3067528A1; FR3067528B1; WO2018229393A1; CN110741531B

Abstract

本发明涉及磁感应远程馈电设备，其具有能够沿着预定路径（33）相对于初级模块移动的次级模块。初级模块的初级线圈（22a、22b）和次级模块的次级线圈（32）的有利布置还使得该设备能够估计次级模块的位置。初级线圈被布置成使得：•初级线圈形成沿着其各自的轴线朝向相同方向的各自的磁场，•在移动期间，第一初级线圈（22a）与次级线圈（32）之间的感应耦合以与第二初级线圈（22b）与次级线圈之间的感应耦合相反的方式演变，•存在于初级线圈与次级线圈之间的总感应耦合基本上恒定，无论次级线圈的位置如何。

Description

用于可展开的门把手的远程馈电、位置传感器和无线通信的设备

技术领域

本发明属于应用于能量传输、位置传感器和无线通信功能的电磁感应的领域。本发明特别涉及用于机动车辆的门的可展开把手的远程馈电、位置测量和无线通信的设备。

背景技术

在机动车辆中，已知使用可展开把手用于门。这样的把手大多数时间处于缩回门内的位置，也就是说这样的把手与门的车身齐平，以便几乎不可见，并且把手仅在用户需要从车辆外部打开门时处于展开位置。

使用可展开把手有两个主要优点。第一个优点是当车辆的门的把手处于缩回位置时，由于车辆更好地穿过（pénétration）空气而增强了空气动力学性能。第二个优点涉及审美方面。

可展开的门把手通常包括称为“门把手模块”的电子模块，其包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器例如使得能够通过检测用户的手或徽章的接近来识别展开把手、锁定或解锁门的需求。

该门把手模块通常将来自传感器的信息传送给包含在车辆的门中的称为“门模块”的主电子模块。门模块例如负责向门把手模块馈电、与门把手模块通信以及驱动使得能够展开把手的马达。因此，门模块通常包括用于操控该马达的位置传感器。

已知使用电缆将门把手模块连接到门模块，以便向门把手模块馈电，并且可能地以便使得能够以有线的方式在这两个模块之间交换信息。

然而，门模块与门把手模块之间的这种电缆具有许多缺点。实际上，除了电缆在门把手模块中所代表的成本和体积之外，电缆还强行带来较大的机械集成限制，因为电缆必须适应于门把手模块的移动而不妨碍它。

为了省去电缆，已知例如使用磁感应无线馈电设备。然而，这种设备通常不适用于待充电元件可相对于充电元件移动的情况。还已知使用电感传感器来确定目标相对于传感器的位置。例如，LVDT（针对“Linear Variable Differential Transformer（线性可变差动变压器）”的英语首字母缩合词）传感器是基于由初级线圈产生的磁场在两个次级线圈中感应出的电压随导电目标的位置的变化。最后，在两个电子模块之间存在许多无线通信设备，例如蓝牙或NFC（针对“Near Field Communication（近场通信）”的英语首字母缩合词）技术。然而，这些设备在门把手电子模块中的增殖与该模块的小型化以及其复杂性和其成本的降低背道而驰。

发明内容

本发明的目的是弥补现有技术的所有或部分缺点，特别是上面展现的这些缺点。

为此，并且根据第一方面，本发明涉及一种包括初级模块和次级模块的无线馈电设备。初级模块包括称为“初级线圈”的至少两个感应线圈，并且被配置成形成电磁场，所述电磁场被适配成通过磁感应向次级模块馈电。次级模块包括被称为“次级线圈”的感应线圈，并且次级模块可沿预定路径相对于初级模块移动。初级线圈和次级线圈被配置成使得：

• 初级线圈形成沿着所述初级线圈的各自的轴线朝向相同方向的各自的磁场，

• 当次级模块移动时，次级线圈从第一初级线圈移向第二初级线圈，由第一初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值以与由第二初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值相反的方式演变，

• 无论次级线圈在该路径上的位置如何，由所有初级线圈产生的穿过次级线圈的总磁场通量的幅值基本上恒定。

通过这样的设置，可以使用初级线圈和次级线圈，不仅用于通过感应耦合来传输能量，而且还可以用于基于代表由每个初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值的值——或者换种说法，基于代表每个初级线圈与次级线圈之间存在的感应耦合的值——来估计次级模块的位置。

下面定义“磁场通量的幅值”的含义。作为提醒，穿过具有有向面积的无穷小元

的磁场

的通量是这两个向量的标量积。穿过由次级线圈界定的面积S的磁场的通量于是是积分：

。

另一方面，在具有圆形匝的线圈中的磁场

的方向为沿着该线圈的轴线，并且其幅值在理论上由下面的表达式来定义：

其中，μ ₀是真空磁导率，N是线圈的匝数，l是线圈的长度，并且i是流过线圈匝的电流。

在忽略线圈边缘的效应的情况下，亦即，在将场B视为恒定的且在线圈横截面的面积S上的任一点处由（1）来定义的情况下，由该线圈产生并穿过次级线圈的磁场通量于是一阶近似为：

。

如果流经线圈的电流i例如以正弦交流电的形式变化，则穿过面积S的磁场通量将同样变化。对于本说明书的其余部分，将“磁场通量的幅值”定义为磁场通量在给定时刻可以取的最大值。这对应于表示磁场通量随时间变化的信号的包络。因此，如果流经线圈的电流i是正弦交流电，则其可以表示为

表达式，其中ω对应于所述正弦交流电的角频率，于是，参考上面的表达式（2），可以根据下面的表达式来表示磁场通量的幅值：

。

由初级线圈产生并穿过与所述初级线圈相对放置的次级线圈的磁场将取决于若干因素，例如初级线圈与次级线圈分隔的距离或匝的形状。然而，参考公式（2）和（3）可以了解，对于根据本发明的设备，由初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值可以在次级线圈移动期间例如根据所述次级线圈面对初级线圈的面积或者根据所述初级线圈面对次级线圈的匝数而变化。

另外，由于由所有初级线圈产生的穿过次级线圈的总磁场通量的幅值在次级模块的移动期间基本上恒定，因此这使得能够由初级模块对次级模块进行持续的远程馈电，而无论次级模块的位置如何。

表述“基本上恒定”例如是指由所有初级线圈产生的穿过次级线圈的总磁场通量的幅值的值在次级模块的移动期间总是大于其最大值的至少80％，并且优选地大于其最大值的90％。

在特定实施例中，本发明还可以包括单独考虑或根据任何可能的技术组合来考虑的下面的一个或多个特征。

在特定实施例中，初级模块包括称为“控制电路”的电子电路，其被配置成针对每个初级线圈测量代表由所讨论的初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值的参数，并根据所述测量来估计次级模块相对于初级模块的位置。

在特定实施例中，代表由初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值的参数是在所述初级线圈中流动的充电电流的强度的幅值。

例如通过使在初级线圈中测量的唯一的一组充电电流强度幅值的值对应于次级模块在其相对于初级模块所进行的路径上的每个位置，可以基于这些测量来估计次级模块在所述路径上的位置。

在特定实施例中，初级模块的控制电路还被配置成根据次级模块的估计位置来控制使所述次级模块相对于初级模块移动的马达。

在特定实施例中，初级模块的控制电路还被配置成根据要发射给次级模块的信息来调制初级线圈两端的电压幅值。

在特定实施例中，次级模块还包括称为“传输电路”的电子电路，其被配置成根据要发射给初级模块的信息来调制次级线圈两端的电压幅值。

在特定实施例中，次级模块包括称为“远程馈电电路”的电子电路，其被配置成恢复在初级线圈中的至少一个与次级线圈之间通过磁感应传输的电能，以便以直流电压向次级模块提供馈电，无论次级模块的位置如何。

在特定实施例中，次级模块所沿的路径对应于所述次级模块相对于初级模块的平移运动。

在特定实施例中，初级线圈和次级线圈被配置成：

• 当次级模块移动时，次级线圈从第一初级线圈移向第二初级线圈，第一初级线圈的与次级线圈相对的面积以与第二初级线圈的与次级线圈相对的面积相反的方式演变，

• 无论次级线圈的位置如何，初级线圈的与次级线圈相对的面积之和基本上恒定。

因此，存在于初级线圈之一与次级线圈之间的感应耦合根据所述初级线圈面对所述次级线圈的面积而演变。实际上，初级线圈与次级线圈相对的面积越大，由所述初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值越大，换言之，存在于这两个线圈之间的感应耦合越强。相反，初级线圈与次级线圈相对的面积越小，则由所述初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值越小，换言之，存在于这两个线圈之间的感应耦合越弱。

在特定实施例中：

• 第一初级线圈和第二初级线圈具有各自的平行的轴线，并且在与所述轴线正交的平面中具有相同的直角三角形形状，

• 第一初级线圈和第二初级线圈被布置成使得这两个直角三角形形成矩形，直角三角形的斜边位于彼此相对并形成矩形的对角线，

• 次级线圈在正交于所述次级线圈的轴线的平面中具有矩形形状，

• 次级模块沿着由第一初级线圈和第二初级线圈形成的矩形的长度或宽度以平移运动移动。

初级线圈和次级线圈的这种配置使得能够仅使用两个初级线圈来获得次级模块的路径的较大行程长度。

在特定实施例中，当次级模块移动时，次级线圈从第一初级线圈移向第二初级线圈，第一初级线圈的与次级线圈相对的匝数以与第二初级线圈的与次级线圈相对的匝数相反的方式演变。

因此，存在于初级线圈之一与次级线圈之间的感应耦合根据所述初级线圈的与所述次级线圈相对的匝数而演变。初级线圈的匝在次级模块的移动路径上的不均匀分布实际上是在次级模块的移动期间改变由所述初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值的另一种方式。

根据第二方面，本发明涉及一种系统，其包括机动车辆的门和可相对于所述门展开的把手。该系统包括根据前述实施例中的任一个的无线馈电设备，初级模块被集成在门中，并且次级模块被集成在把手中。

根据第三方面，本发明涉及一种机动车辆，其包括根据本发明的实施例中的任一个的系统。

附图说明

通过阅读后面的描述将会更好地理解本发明，该描述是作为完全非限制性的示例给出的，并且是参考以下附图进行的：

- 图1：根据本发明的设备的初级模块和次级模块的示意性表示，

- 图2：两个初级线圈和次级线圈的布置的优选实施例的示意性表示，

- 图3：具有三个初级线圈的另一实施例的示意性表示，

- 图4：其中初级线圈的匝以不均匀的方式分布的另一实施例的示意性表示，

- 图5：按照门把手处于缩回位置或者展开位置的初级模块和次级模块的几种示意性表示，

- 图6：用于实现门模块和门把手模块的设备的实施例的示意性表示，

- 图7：示出了初级线圈两端的电压的幅值、初级线圈中的充电电流的强度的幅值以及次级线圈两端的电压的幅值随时间的演变的曲线图。

在这些附图中，各图之间相同的附图标记标示相同或相似的元件。为清楚起见，所示元件未按比例绘制，除非有相反陈述。

具体实施方式

如上所述，本发明涉及可相对于初级模块移动的次级模块的远程馈电设备，该设备可以被实施成另外实现其他功能，例如估计次级模块的位置或在这两个模块之间进行无线通信。

“远程馈电”是指通过电磁耦合从初级模块向次级模块无线地传输电能。

这种远程馈电设备对于实现包括门模块和可展开的门把手模块的用于机动车辆的系统而言具有特别有利的应用，但这绝不是限制性的。门模块例如负责向门把手模块提供电能、与其通信并驱动使得能够使该把手展开的马达。

在本说明书的其余部分中，作为非限制性示例，置于以下情况：这种设备用于实现具有可展开把手的机动车辆的门。应当注意，在该示例中，术语“门”可以等同地指代侧门、后备箱的门或任何其他类型的开启部件（ouvrant）。

图1示意性地示出了这种设备10的一个实施例。设备10包括初级模块20和次级模块30。在其中设备10用于实现具有可展开把手的门的目前描述的情况中，初级模块20对应于门模块，并且次级模块30对应于门把手模块。

在所示示例中，初级模块20包括若干电子电路。这些电子电路之一称为“初级电路”21，包括两个初级线圈22a和22b。初级电路例如由初级模块20提供的交流电压来馈电。在我们的其中初级模块20是机动车辆的门模块的示例中，初级模块由车辆的电网来馈电。因此，交流电流在每个初级线圈22a和22b中流动。每个初级线圈22a、22b中的电流强度的幅值根据存在于所讨论的初级线圈22a、22b与次级线圈32之间的或强或弱的磁耦合而变化，所述次级线圈32属于次级模块30并且面对全部或部分的所述初级线圈22a、22b放置。应该注意的是，观察到每个初级线圈22a、22b中流动的电流强度的幅值的这种变化是因为初级电路21由电压发生器进行馈电，并且每个初级线圈22a、22b因此通过电压来触发（attaquer）。置于以下情况也是可能的：通过由电流发生器向初级电路21馈电来用电流触发初级线圈22a、22b。在这种情况下，将观察到的是每个初级线圈两端的电压幅值的变化。每个初级线圈22a和22b例如分别与阻抗匹配和去耦电子电路24a和24b相关联，从而尤其是使得能够常规地优化每个初级线圈22a、22b与次级线圈32之间的电能传送。初级模块20还包括控制电子电路25，其常规地可以包括一个或多个微控制器、和/或（FPGA、PLD等类型的）可编程逻辑电路、和/或专用集成电路（ASIC）、和/或一组分立的电子部件，以及被视为本领域技术人员已知用来进行信号处理的一组装置（模拟滤波器、放大器、模拟/数字转换器、采样器等）。如稍后将参考图7描述的，控制电路25使用初级线圈22a和22b中的电压或电流变化作为输入参数，以便估计所述次级模块30相对于初级模块20的位置以及对包括由次级模块30发射的信息的信号进行解码。控制电路25还可以驱动负责使门把手展开的马达。根据次级模块30相对于初级模块20的估计位置来控制马达。控制电路25还可以调制施加在初级线圈22a和22b两端的电压的幅值，以便对包括要发射给次级模块30的信息的信号进行编码。阻抗匹配和去耦电路24a和24b在需要时可以集成在控制电路25中。

在所示示例中，次级模块30包括若干电子电路。这些电子电路之一称为“次级电路”31，包括次级线圈32。次级模块30可沿着预定路径相对于初级模块20移动，该预定路径使得次级线圈32始终保持与初级线圈22a和22b中的至少一个的至少一部分相对。次级线圈32于是是由在初级线圈22a和22b中流动的交流电流而产生的磁场所感应的电流的所在地。次级模块30还包括控制电子电路34，其常规地可以包括一个或多个微控制器、和/或（FPGA、PLD等类型的）可编程逻辑电路、和/或专用集成电路（ASIC）、和/或一组分立的电子部件，以及使得能够例如检测用户的手或徽章的接近的一个或多个传感器，对用户的手或徽章的接近的检测于是最终将可以触发把手的展开、对门的锁定或解锁。控制电路34还可以被配置成对包括由初级模块20传输的信息的信号进行解码。这样的信号经由接收电路35被接收。控制电路34还可以被配置成对包括要传输给初级模块20的信息的信号进行编码。这样的信号经由传输电路36来传输。为此目的，接收电路35和传输电路36包括被视为本领域技术人员已知的一组装置（模拟滤波器、放大器、模拟/数字转换器等）。远程馈电电路37使得能够恢复在初级线圈22a和22b与次级线圈32之间通过磁感应传输的电能，以向次级模块30进行馈电。远程馈电电路37例如可以包括整流器（交流/直流转换器），以用于基于在次级线圈32中感应出的交流电压或电流来向控制电路34、接收电路35和传输电路36馈送直流电压或电流。

匹配和去耦电子电路24a和24b、控制电子电路25和34、接收电子电路35、传输电子电路36和远程馈电电子电路37的实现被认为是本领域技术人员已知的，并且在接下来的描述中将仅详述初级电路21和次级电路31的实施例。

图2示意性地示出了关于初级电路21的两个初级线圈22a和22b以及次级电路31的次级线圈32的布置的优选实施例。

在该优选实施例中，初级线圈22a和22b具有各自的平行的轴线，并且在与所述轴线正交的平面中具有相同的直角三角形形状。初级线圈22a、22b被布置成使得这两个相同的直角三角形形成矩形，直角三角形的斜边位于彼此相对并形成矩形的对角线。

次级线圈32的轴线平行于初级线圈22a和22b的轴线。次级线圈在正交于所述次级线圈的轴线的平面中具有矩形形状。有利地，由次级线圈32形成的矩形的纵向轴线50垂直于由全部两个初级线圈22a、22b形成的矩形的纵向轴线51，并且由次级线圈32形成的矩形的长大于或等于由全部两个初级线圈22a、22b形成的矩形的宽，这使得一方面优化初级线圈与次级线圈相对的面积的总和，并且另一方面优化该总和沿着其保持恒定的行程的长度。

初级线圈22a、22b和次级线圈32可以包括基本上叠置的一个或多个匝。所述一个或多个匝可以例如由在印刷电路板上勾勒的迹线构成，在所述印刷电路板上分别集成了初级电路21和次级电路31。然后，分别包含初级电路21和次级电路31的印刷电路被放置在两个平行平面中，这两个平行平面分隔较小的距离，例如几毫米、或者最多几厘米，以确保初级线圈22a、22b与次级线圈32之间的最佳感应耦合。

根据其他实施例，初级线圈22a、22b和次级线圈32可以由具有若干匝的绕组构成，所述若干匝于是绕着其各自的轴线叠置。

在优选实施例中，初级线圈包括相同的匝数，该匝数可以等于一。

初级线圈22a和22b由初级模块20进行馈电，使得分别由初级线圈22a和22b中流动的交流电流产生的磁场23a和23b的方向为沿着所述初级线圈的轴线的相同方向。

当次级模块30移动时，次级电路31相对于初级电路21的路径33是沿着由全部两个初级线圈22a、22b形成的矩形的纵向轴线的线性平移运动。次级线圈32于是可以从其主要处于初级线圈22a对面的位置（图2的右侧）移向其主要处于次级线圈22b对面的位置（图2的左侧），并且反之亦然。该运动使得次级线圈32始终保持面对两个初级线圈22a和22b中的至少一个的至少一部分。

因此，有利地，初级线圈22a、22b和次级线圈32的形状和布置使得在次级线圈32移动期间，初级线圈22a的与次级线圈32相对的面积以与初级线圈22b的与次级线圈32相对的面积相反的方式演变。而且，次级线圈32的移动被限制成使得这两个面积之和基本上恒定，无论次级线圈在路径33上的位置如何。“基本上恒定”例如是指，在次级模块30沿着路径33移动期间，该和的值总是大于其最大值的至少80％，并且优选地大于其最大值的90％。

每个初级线圈22a、22b产生的穿过次级线圈32的磁场通量的幅值也是如此。因此，第一初级线圈22a产生的穿过次级线圈32的磁场通量的幅值在次级线圈32的移动期间以与第二初级线圈22b产生的穿过次级线圈32的磁场通量的幅值相反的方式演变，并且由全部两个初级线圈22a和22b产生的穿过次级线圈32的总磁场通量的幅值基本上恒定，无论次级线圈的位置如何。由此得到的优点将在后面对图7的描述中详述。

在次级电路31相对于初级电路21的线性移动期间，次级线圈32的行程长度可以被定义为次级线圈32在始终保持面向初级线圈22a和22b中的至少一个的全部或部分的同时可以行进的最大距离，使得：

• 初级线圈22a、22b的与次级线圈32相对的面积之和是恒定的，并且

• 在移动期间，初级线圈22a、22b的与次级线圈32相对的面积变化。

在图2中所示的初级线圈22a、22b和次级线圈32的优选布置中，行程长度等于由全部两个初级线圈形成的矩形的长减去由次级线圈形成的矩形的宽。

应当注意，可设想初级线圈和次级线圈的其他形状和其他布置，并且它们仅相当于本发明的变型。

例如，图3示意性地示出了关于初级线圈22a、22b和次级线圈32的布置的另一实施例。在该示例中，初级电路包括三个初级线圈22a、22b、22c，三个初级线圈22a、22b、22c沿着轴线53并排设置，并且全部具有相同的矩形形状。次级线圈32具有矩形形状，该矩形的纵向轴线52与轴线53正交，并且该矩形的宽等于或大于每个初级线圈22a、22b、22c的宽度，以保障上述条件b）。在该示例中，并且为了满足上述条件a），行程长度等于初级线圈22a、22b、22c的宽度之和减去次级线圈32的宽度。

显然，该示例可以推广到更大数量的初级线圈，以增加次级线圈的行程长度，从而提高次级模块相对于初级模块的移动的幅值。仅使用两个初级线圈也是可能的，但是次级线圈的行程长度会较短。

图4示意性地示出了另一实施例，在该实施例中，在次级电路31相对于初级电路21移动期间，初级线圈22a或22b产生的穿过次级线圈32的磁场通量的幅值的变化不是根据所述初级线圈与次级线圈相对的面积，而更确切地说是根据所述初级线圈22a、22b的与次级线圈32相对的匝数。实际上，在该特定实施例中，初级线圈22a或22b的匝数沿路径33的分布不是均匀的。因此，在次级电路31相对于初级电路21移动期间，初级线圈22a或22b与次级线圈32相对的匝数会发生变化。每个初级线圈22a、22b产生的穿过次级线圈32的磁场通量的幅值也是如此。在该示例中，初级电路21包括具有相同形状的两个初级线圈22a和22b。每个线圈例如由印刷电路板上勾勒的呈矩形螺旋形状的迹线构成。然而，螺旋并不规则，使得矩形一侧的绕组数量大于另一侧的绕组数量。两个初级线圈22a、22b沿着对应于其最大尺寸方向的轴线54并排放置，使得初级线圈22a的具有最多绕组的一侧位于另一初级线圈22b的具有最少绕组的那一侧。次级线圈32具有矩形形状，该矩形的纵向轴线55与轴线54正交，并且该矩形的长优选地大于或等于初级线圈22a、22b的宽度之和。次级线圈32的宽度和每个初级线圈22a、22b的匝的分布被选择成使得在次级电路31相对于初级电路21移动期间，由全部初级线圈22a、22b产生的穿过次级线圈32的总磁场通量的幅值基本上恒定，无论次级线圈32的位置如何。在该特定实施例中，次级线圈32于是可以从其主要处于初级线圈22a对面的位置（图2的右侧）移向其主要处于次级线圈22b对面的位置（图2的左侧），并且反之亦然。次级线圈32的行程长度等于初级线圈的长度减去次级线圈的宽度。

还应注意，可设想次级线圈32相对于初级线圈22a、22b的其他类型的运动，例如圆周运动。

在本说明书的其余部分中，除非有明确的相反陈述，否则将置于图2所描绘的其中考虑初级线圈22a和22b以及次级线圈32的布置的优选实施例的情况中。

图5强调了按照门把手处于缩回位置或者展开位置的初级模块和次级模块的几种示意性表示。

图5的部分a）以截面视图示意性地示出了位于机动车辆的门11中的初级模块20。其中尤其可以看到初级电路21的初级线圈22a和22b，次级线圈32在它们对面以线性平移运动来移动。

图5的部分b）以相同的截面视图示意性地示出了集成在可展开门把手中的次级模块30。其中尤其可以看到次级线圈32。在该图中，把手处于展开位置。

图5的部分c）以相同的截面视图示意性地示出了包括初级模块20和次级模块30的整个设备10。在该图中，把手处于展开位置。换言之，次级线圈32处于行程的末端，与初级电路21的端部之一相对，即，其主要与第一初级线圈22a相对。

在图5的部分d）中，把手处于缩回位置。换言之，次级线圈32处于行程的末端，与初级电路21的另一端部相对，即，其主要与第二初级线圈22b相对。

图6示意性地示出了包括初级模块20和次级模块30的设备10的实施例。除了包括两个初级线圈22a和22b的初级电路21以及包括次级线圈32的次级电路31、其中次级线圈32的路径33是相对于初级电路21的线性平移运动之外，图6还示出了控制电路34，其包括两个电容传感器38a和38b。这些电容传感器位于把手的当把手处于缩回位置时与门的车身齐平的面上。因此，传感器可以例如检测用户的手或徽章的存在。例如，传感器38a可以用于在检测到用户的手的情况下展开把手，并且传感器38b可以用于锁定和解锁门。

控制电路34还可以在需要时参与认证用户，例如通过与用户的徽章进行无线电通信来交换认证信息。

图7包括若干曲线图，其示出了初级线圈22a、22b两端的电压幅值、初级线圈中的充电电流强度的幅值以及次级线圈两端的电压幅值随时间的演变。

图7的部分a）示出了初级线圈22a和22b两端的电压随时间的演变。曲线41尤其表示初级模块20施加到初级线圈两端的交流电压的幅值的包络。

初级线圈22a、22b两端的电压幅值通常是恒定的。但是，如曲线图的部分45所示，可以对其进行调制，以使其成为传送要发射给次级模块30的信息的信号。控制电路25例如被配置成生成这样的信号。

而且，如曲线图的部分46所示，可以通过传送由次级模块30发射给初级模块20的信息的信号来调制初级线圈两端观察到的电压幅值。这样的信号例如由次级模块30生成，以便通过调制由传输电路36施加在次级线圈32两端的电压幅值来传输来自控制电路34的信息。因此，流过次级线圈32的电流将产生电磁场，该电磁场将引起在曲线图的部分46中观察到的初级线圈22a、22b两端的电压幅值的变化。

有利地，在初级模块20与次级模块30之间的信息传输时段的平均持续时间（如由图7的部分a）的曲线图的部分45所示出的）比起在其期间施加在初级线圈22a、22b两端的电压幅值接近其最大值的时段的平均持续时间很小。例如，这两个平均持续时间之间的比率小于5％。因此，初级模块20与次级模块30之间的信息传送对初级模块20对次级模块30进行的感应能量传输的效率仅有很小的影响。还可设想使用相对较大的调制率（例如约75％或更高）来调制初级线圈22a、22b两端的电压，使得在如由曲线图的部分45示出的调制时段期间的初级线圈两端的电压的平均幅值保持相对较高，以便最小化对初级模块20向次级模块30的感应能量传输的影响。

重要的是要注意，在传统的远程馈电设备中，已知使用用于磁感应电能传输的线圈来交换与充电有关的信息（充电水平、充电速度、所提供的能量的结算等）。在我们的示例中，还传输不一定与远程馈电功能相关的信息，例如来自检测用户的手或徽章的存在的传感器的信息。

信号的调幅无线电传送对于本领域技术人员是已知的，因此在本申请中将不再进一步详述。

应当注意，在当前描述的实施例中使用的幅度调制仅是用于对在初级模块20与次级模块30之间传送信息的信号进行编码的非限制性示例。而且，可以使用其他类型的调制，例如频率调制或相位调制，并且它们仅相当于本发明的变型。

图7的部分b）示出了分别在初级线圈22a和22b中测量到的充电电流的强度幅值42a和42b随时间的演变。特别地，曲线图的部分47对应于门把手从展开位置向缩回位置的移动。

第一初级线圈22a中的充电电流的强度42a与第一初级线圈22a与次级线圈32相对的面积相关地变化。实际上，该面积越大，并且第一初级线圈22a产生的穿过次级线圈32的磁场通量的幅值就越大，换言之，第一初级线圈22a与次级线圈32之间的感应耦合就越强，并且因此，充电电流42a的强度幅值就将越大。

考虑到如先前参考图2和图5描述的线圈的布置，当次级线圈处于在初级电路21端部处的行程末端时，此时第一初级线圈22a的与次级线圈32相对的面积最大，充电电流的强度幅值42a因此最大。在该位置中，门把手展开。在该位置处，在第二初级线圈22b中流动的充电电流的强度幅值42b最小，这是因为在该位置处，第二初级线圈22b的与次级线圈32相对的面积最小，因此第二初级线圈22b与次级线圈32之间的感应耦合也最小。

当次级线圈移向初级电路21的另一端部时，也就是当门把手缩回时，与次级线圈32相对的第一初级线圈22a的面积逐渐减小，并且第一初级线圈22a中的充电电流的强度幅值42a也逐渐减小。相反，第二初级线圈22b的与次级线圈32相对的面积逐渐增大，并且第二初级线圈22b中的充电电流的强度幅值42b也逐渐增大。在部分47中图示了这一点。

当门把手处于缩回位置时，次级线圈32到达在初级电路的另一端部的行程末端。在该位置处，第一初级线圈22a中的充电电流的强度幅值42a最小，而第二次级线圈22b中的充电电流的强度幅值42b最大。

因此，第一初级线圈22a中的充电电流的强度幅值42a和第二初级线圈22b中的充电电流的强度幅值42b的唯一值对应于次级线圈32相对于初级电路21的每个位置（参见部分47）。因此，可以根据一个或两个充电电流的强度幅值42a和42b的值来唯一地确定次级电路31相对于初级电路21的位置。例如，可以将次级电路31相对于初级电路21的估计位置定义为基于充电电流的强度幅值42a和42b的每个值估计出的位置的平均。

应当注意，在当前描述的示例中，认为初级线圈22a和22b相对于初级电路21是固定的，初级电路21相对于初级模块20是固定的，次级线圈32相对于次级电路31是固定的，并且次级电路31相对于次级模块30是固定的。因此，估计次级线圈相对于初级线圈的位置等同于估计次级电路相对于初级电路的位置或估计次级模块相对于初级模块的位置。

对次级模块30相对于初级模块20的位置的估计于是使得能够操控负责使门把手展开的马达。

图7的部分c）示出了针对参考图3描述的其中使用了三个初级线圈的特定实施例的分别在初级线圈22a、22b和22c中测量到的充电电流的强度幅值42a、42b和42c随时间的演变。在该示例中，需要虑及针对三个初级线圈22a、22b和22c测量到的充电电流的强度幅值的三个值才能够估计次级线圈32的位置。实际上，在对应于次级模块30的移动的曲线图的部分47中可以清楚地看到，由充电电流的强度幅值42a、42b和42c的值形成的三元组的唯一值对应于次级线圈32的移动期间的其每个位置。

对于参考图4描述的特定实施例，在次级模块30的移动期间流过每个初级线圈22a、22b和22c的充电电流的强度幅值的变化的图形表示将等同于图7的部分b的那些。

应当注意，图7的部分b）和c）的曲线图中的区域47示出了在次级模块30移动期间次级线圈32的行程长度，其可以估计次级线圈的位置，以及因此还有次级模块30相对于初级模块20的位置。然而，如果当次级模块处于该区域之外时其位置不具有意义，则无需阻止次级模块30的移动延伸出该区域之外。

还应当注意，可以使用代表每个初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值的其他参数。因此，作为测量初级线圈的充电电流的强度幅值的替代，如果认为初级线圈由交流电流源（而不再由交流电压源）来馈电，则可以例如测量初级线圈中的充电电压的幅值。

图7的部分d）示出了次级线圈32两端的电压幅值44随时间的演变。该电压是由分别由初级线圈22a和22b产生并穿过次级线圈32的磁场23a和23b感应出的。如上所述，由于在次级模块的移动期间初级线圈22a和22b的与次级线圈32相对的面积之和基本上恒定，因此由所有初级线圈产生的穿过次级线圈的总磁场通量的幅值也基本上恒定，无论次级线圈的位置如何。因此，在把手从展开位置移向缩回位置期间，无论初级电路21相对于次级电路31的位置如何，由初级线圈22a和22b在次级线圈32中感应出的电压幅值44都是恒定的，并且反之亦然。因此，无论门把手的位置如何，初级模块20向次级模块30的感应耦合能量传输都是有效且持续的。因此，即使在把手展开期间，门把手模块20的远程馈电也是持续的。

因此，本发明通过提出了远程馈电设备10而解决了现有技术的缺点，在远程馈电设备10中，次级模块30可相对于初级模块20移动，并且能够被实施为实现其他功能，例如估计次级模块的位置或进行两个模块之间的无线通信。

然而，本发明不限于所描述和示出的实施例。特别地，如图2至图4所示的初级线圈和次级线圈的形状和布置不能解释为是限制性的。次级电路相对于初级电路的运动也是如此，其不一定限于平移运动。

还应注意，尽管上述实施例涉及机动车辆的门，但是本发明通常也可以很好地适用于其他开启部件。

更一般地，尽管本发明特别良好地适合于用于可展开门把手的系统的实现，但是也可设想将本发明用于其中期望向次级模块进行远程馈电并且期望估计次级模块的位置的其他应用，所述次级模块相对于初级模块运动。

Claims

1.系统，其包括机动车辆的门（11）和可相对于所述门展开的把手，所述系统包括无线馈电设备（10），所述设备包括集成在门中的初级模块（20）和集成在把手中的次级模块（30），所述初级模块被配置成形成适于通过磁感应向所述次级模块馈电的电磁场，把手包括控制电路（34），所述控制电路包括用于检测用户的手或徽章的存在的传感器，其特征在于，次级模块（30）可沿预定路径（33）相对于初级模块（20）移动，所述初级模块（20）包括至少两个初级线圈（22a、22b）并且所述次级模块（30）包括次级线圈（32），所述初级线圈和所述次级线圈被配置成使得：

• 当次级模块沿着路径（33）移动时，次级线圈从第一初级线圈（22a）移向第二初级线圈（22b），

• 由所有初级线圈（22a、22b）产生的穿过次级线圈的总磁场通量的幅值基本上恒定，从而使得初级模块（20）能够持续地向次级模块（30）远程馈电，无论次级线圈（32）在路径（33）上的位置如何，

• 初级模块（20）包括称为“控制电路”（25）的电子电路，该电路还被配置成根据来自控制电路（34）的要发射给次级模块（30）的信息来调制初级线圈（22a、22b）两端的电压幅值（41），

• 次级模块（30）还包括称为“传输电路”（36）的电子电路，其被配置成根据要发射给初级模块（20）的信息来调制次级线圈（32）两端的电压幅值。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，“控制电路”（25）被配置成针对每个初级线圈（22a、22b）测量代表由所讨论的初级线圈产生的穿过次级线圈（32）的磁场通量的幅值的参数，并根据所述测量来估计次级模块（30）在路径（33）上的位置。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，代表由初级线圈（22a、22b）产生的穿过次级线圈（32）的磁场通量的幅值的参数是在所述初级线圈中流动的充电电流的强度幅值（42a、42b）。

4.根据权利要求2至3中的一项所述的系统，其中，初级模块（20）的控制电路（25）还被配置成根据次级模块（30）的估计位置来控制使所述次级模块相对于初级模块移动的马达。

5.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中，次级模块（30）包括称为“远程馈电电路”（37）的电子电路，其被配置成恢复在初级线圈（22a、22b）中的至少一个与次级线圈（32）之间通过磁感应传输的电能，以便以直流电压向次级模块（30）提供馈电，无论次级模块在路径（33）上的位置如何。

6.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中，次级模块（30）所沿的路径（33）对应于所述次级模块相对于初级模块（20）的平移运动。

7.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中，所述初级线圈（22a、22b）和次级线圈（32）被配置成：当次级模块（30）沿着路径（33）移动时，次级线圈（32）从第一初级线圈（22a）移向第二初级线圈（22b），第一初级线圈的与次级线圈相对的面积以与第二初级线圈的与次级线圈相对的面积相反的方式演变，无论次级线圈（32）在路径（33）上的位置如何，初级线圈（22a、22b）与次级线圈相对的面积之和基本上恒定。

8.根据权利要求7所述的系统，其中：

• 第一初级线圈（22a）和第二初级线圈（22b）具有各自的平行的轴线，并且在与所述轴线正交的平面中具有相同的直角三角形形状，

• 第一初级线圈（22a）和第二初级线圈（22b）被布置成使得这两个直角三角形形成矩形，直角三角形的斜边位于彼此相对并形成矩形的对角线，

• 次级线圈（32）在正交于所述次级线圈的轴线的平面中具有矩形形状，

• 次级模块（30）沿着由第一初级线圈（22a）和第二初级线圈（22b）形成的矩形的长度或宽度以平移运动移动。

9.根据权利要求1至6中的一项所述的系统，其中，当次级模块（30）沿着路径（33）移动时，次级线圈从第一初级线圈（22a）移向第二初级线圈（22b），第一初级线圈的与次级线圈（32）相对的匝数以与第二初级线圈的与次级线圈相对的匝数相反的方式演变。

10.机动车辆，其特征在于，其包括根据前述权利要求中的任一项所述的系统。