DE102012019416A1 - Method for determining distance between vehicles, involves feeding captured image of vehicle to filter, and using amplitude of output signal of filter for determining relative position of vehicle - Google Patents

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Abstract

The method involves coupling transmission inductance (L1) and reception inductance (L2) of respective antenna mounted on respective vehicle. The transmission inductance is supplied with periodic signal having period. An image of vehicle captured using receiving signal from receiving antenna is fed to filter. Amplitude of output signal of the filter is used to determine relative position of vehicle. An independent claim is included for a device for performing the process for determining distance between vehicles.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Abstandes zwischen einer Sendeinduktivität und einer Empfangsinduktivität und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for determining a distance between a transmission inductance and a Empfangsinduktivität and apparatus for performing the method.

Es ist allgemein bekannt, dass zwischen einer Sendeantenne und einer Empfangsantenne Signale übertragbar sind.It is well known that signals can be transmitted between a transmitting antenna and a receiving antenna.

Wicklungsachse einer Wicklung ist die Symmetrieachse der Wicklung. Die Wicklung wird also bei der Herstellung um die Wicklungsachse herum gewickelt.Winding axis of a winding is the axis of symmetry of the winding. The winding is thus wound around the winding axis during manufacture.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Abstand zwischen einem Sender und einem Empfänger zu bestimmen.The invention is therefore based on the object to determine the distance between a transmitter and a receiver.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren zur Bestimmung eines Abstandes zwischen einer Sendeinduktivität und einer Empfangsinduktivität nach den in Anspruch 1 und bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den in Anspruch 12 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved in the method for determining a distance between a transmission inductance and a Empfangsinduktivität according to the features specified in claim 1 and in the apparatus for performing the method according to the features indicated in claim 12.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zur Bestimmung eines Abstandes zwischen einer Sendeinduktivität und einer Empfangsinduktivität sind, dass die Sendeinduktivität und die Empfangsinduktivität induktiv miteinander gekoppelt sind,
wobei die Sendeinduktivität mit einem periodischen Signal mit der Periodendauer T beaufschlagt wird,
wobei das von der Empfangsinduktivität erfasste Signal einem Filter zugeführt wird und die Amplitude des Ausgangssignals des Filters bestimmt wird.Important features of the invention in the method for determining a distance between a transmitting inductance and a receiving inductance are that the transmitting inductance and the receiving inductance are inductively coupled to one another,
wherein the transmission inductance is supplied with a periodic signal having the period T,
wherein the signal detected by the Empfangsinduktivität is fed to a filter and the amplitude of the output signal of the filter is determined.

Von Vorteil ist dabei, dass das Signal-Rausch-Verhältnis verbesserbar ist, weil die Information über den Wert der Periodendauer T dem Empfänger bekannt gemacht ist. Außerdem ist vorteilhaft, dass aus dem Empfangssignal die Position bestimmbar ist, indem die Amplitude des Empfangssignals erfasst wird.The advantage here is that the signal-to-noise ratio can be improved because the information about the value of the period T is made known to the receiver. It is also advantageous that the position can be determined from the received signal by detecting the amplitude of the received signal.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird aus der bestimmten Amplitude der Abstand bestimmt, insbesondere gemäß einer Kennlinie, mit welcher einem Amplitudenwert ein Abstandswert zuordenbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Kennlinie in einfacher Weise hinterlegbar ist und somit mit wenig Aufwand die Position bestimmbar ist.In an advantageous embodiment, the distance is determined from the determined amplitude, in particular according to a characteristic curve with which an amplitude value can be assigned a distance value. The advantage here is that a characteristic can be stored in a simple manner and thus the position can be determined with little effort.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Filter ein IIR Filter. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfaches kostengünstiges Filter verwendbar ist.In an advantageous embodiment, the filter is an IIR filter. The advantage here is that a simple inexpensive filter can be used.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung speichert das Filter einen Zeitabschnitt des erfassten Signals f(t), insbesondere zumindest speichert es zwischen. Von Vorteil ist dabei, dass aus den gespeicherten Werten das Störsignal im Wesentlichen eliminierbar ist, da die vom Sender verwendete Periodendauer im Störsignal nur unwesentlich vorhanden ist.In an advantageous embodiment, the filter stores a time portion of the detected signal f (t), in particular at least stores it between. The advantage here is that from the stored values, the interference signal is substantially eliminated, since the period used by the transmitter is present only slightly in the interference signal.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein zu einem jeweiligen Zeitpunkt zugeordneter Wert des Ausgangssignals des Filters durch Aufsummieren von Werten des erfassten Signals bestimmt, die zu Zeitpunkten zugeordnet sind, welche einen zeitlichen Abstand zueinander aufweisen, der einer Periodendauer T oder einem ganzzahligen Vielfachen der Periodendauer entspricht. Von Vorteil ist dabei, dass die Summation des Störanteils nur unwesentliche Werte erzeugt und die Summation des periodischen Anteils zu sehr großen Werten führt, insbesondere im Vergleich.In an advantageous embodiment, a value of the output signal of the filter assigned at a particular time is determined by summing up values of the detected signal which are assigned at times which have a time interval which corresponds to a period T or an integral multiple of the period. The advantage here is that the summation of the noise component generates only insignificant values and the summation of the periodic component leads to very large values, especially in comparison.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein zu einem jeweiligen Zeitpunkt t zugeordneter Wert g(t) des Ausgangssignals des Filters aus dem erfassten Signal f(t) bestimmt gemäß:

Figure DE102012019416A1_0002
wobei N_MAX die maximale Anzahl der ausgewerteten Perioden ist, insbesondere wobei N_MAX einen Wert zwischen 10 und 10000 aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass das Signal-Rausch-Verhältnis verbesserbar ist. Insbesondere sind sehr schwache periodische Anteile detektierbar.In an advantageous embodiment, a value g (t) of the output signal of the filter assigned to a respective instant t is determined from the detected signal f (t) according to:
Figure DE102012019416A1_0002
where N_MAX is the maximum number of evaluated periods, in particular where N_MAX has a value between 10 and 10000. The advantage here is that the signal-to-noise ratio can be improved. In particular, very weak periodic components are detectable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Sendeinduktivität und die Empfangsinduktivität jeweils als Flachwicklung ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist. Vorzugsweise sind die Wicklungsachsen senkrecht zur Verfahrfläche gerichtet, also parallel zur jeweiligen Normalenrichtung der Verfahrfläche.In an advantageous embodiment, the transmission inductance and the Empfangsinduktivität are each designed as a flat winding. The advantage here is that a simple production is possible. Preferably, the winding axes are directed perpendicular to the travel surface, ie parallel to the respective normal direction of the travel surface.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Sendeinduktivität und die Empfangsinduktivität parallel zueinander ausgerichtet, insbesondere also sind die die Flachwicklungen aufnehmenden Ebenen zueinander parallel aber beabstandet voneinander. Von Vorteil ist dabei, dass eine besonders effektive Signalübertragung und Abstandsbestimmung ausführbar ist.In an advantageous embodiment, the transmission inductance and the Empfangsinduktivität are aligned parallel to each other, in particular so are the flat windings receiving planes parallel to each other but spaced from each other. The advantage here is that a particularly effective signal transmission and distance determination is executable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine weitere Wicklung mit der Sendeinduktivität verbunden und weist denselben Abstand auf wie eine mit der Empfangsinduktivität verbundene weitere Wicklung. Von Vorteil ist dabei, dass höhere Leistungen mittels der weiteren Wicklungen übertragbar sind. Auf diese Weise ist auch bei Erreichen der Position maximaler Kopplung der Sendeinduktivität und der Empfangsinduktivität die Position maximaler Kopplung der beiden weiteren Wicklungen erreichbar. Im einfachsten Fall wird hierzu die weitere Wicklung mittig zur Wicklung der Empfangsinduktivität beziehungsweise Sendeinduktivität angeordnet. Wenn also die weiteren Wicklungen ebenfalls als Flachwicklungen ausgeführt werden, ist die Wicklungsachse der weiteren Wicklung parallel zur Wicklungsachse der jeweils zugeordneten Induktivität.In an advantageous embodiment, a further winding is connected to the transmission inductance and has the same distance as a further winding connected to the receiving inductance. The advantage here is that higher power by means of the other windings are transferable. To this Way, the position of maximum coupling of the two other windings is reached even when reaching the position of maximum coupling of the transmission inductance and the Empfangsinduktivität. In the simplest case, the further winding is arranged centrally for winding the Empfangsinduktivität or transmission inductance for this purpose. Thus, if the other windings are also designed as flat windings, the winding axis of the further winding is parallel to the winding axis of the respectively associated inductance.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die weiteren Wicklungen induktiv miteinander gekoppelt, wobei eine der weiteren Wicklungen mit einem mindestens zehnmal höheren Strom beaufschlagt wird als die Sendeinduktivität. Von Vorteil ist dabei, dass hohe Leistungen über die weiteren Wicklungen übertragbar sind, wobei jedoch eine andere Frequenz verwendet wird als die bei der Signalübertragung verwendete.In an advantageous embodiment, the further windings are inductively coupled to one another, wherein one of the further windings is acted upon by a current at least ten times higher than the transmitting inductance. The advantage here is that high power over the other windings are transferable, but a different frequency is used than that used in the signal transmission.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein mit der Empfangsinduktivität verbundenes Fahrzeug von einem Rechner auf die Position optimaler Kopplung gesteuert, insbesondere wobei der Rechner die Geschwindigkeit des Fahrzeugs steuert. Von Vorteil ist dabei, dass ein automatisiertes Anfahren der Position ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, a vehicle connected to the Empfangsinduktivität is controlled by a computer to the position of optimal coupling, in particular wherein the computer controls the speed of the vehicle. The advantage here is that an automated approach to the position is possible.

Wichtige Merkmale bei der Vorrichtung sind, dass die Empfangsinduktivität an einem Fahrzeug angeordnet ist und die Sendeinduktivität stationär, also mit der Verfahrfläche verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Entfernung des Fahrzeugs von der Position maximaler Kopplung bestimmbar ist und somit das Fahrzeug leitbar ist zu dieser Position. An dieser Position ist dann eine maximale Kopplung weiterer Wicklungen herstellbar, so dass Energie induktiv, also berührungslos, ans Fahrzeug übertragbar ist und der Energiespeicher des Fahrzeugs somit mit Energie beladbar ist.Important features in the device are that the receiving inductance is arranged on a vehicle and the transmission inductance is stationary, ie connected to the travel surface. The advantage here is that the distance of the vehicle from the position of maximum coupling can be determined and thus the vehicle is leitbarer to this position. At this position, a maximum coupling of further windings can then be produced so that energy can be transmitted to the vehicle inductively, ie without contact, and the energy store of the vehicle can thus be charged with energy.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Fahrzeug ein Speicher angeordnet, in welchem die von der Empfangsinduktivität innerhalb eines Zeitabschnitts erfassten Werte abspeicherbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass der periodische Anteil mit gutem Signal-Rausch-Verhältnis aus dem Empfangssignal extrahierbar und bestimmbar ist.In an advantageous embodiment, a memory is arranged on the vehicle, in which the values detected by the receiving inductance within a time segment can be stored. The advantage here is that the periodic component with good signal-to-noise ratio from the received signal can be extracted and determined.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages emerge from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the skilled person, further meaningful combination possibilities of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or figures, in particular from the task and / or posing by comparison with the prior art task arise.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:The invention will now be explained in more detail with reference to figures:

In der 1 ein erfindungsgemäßes System gezeigt, wobei an einem Fahrzeug eine Empfangsinduktivität L2 angeordnet ist und am Boden eine Sendeinduktivität L1.In the 1 a system according to the invention is shown, wherein a receiving inductance L2 is arranged on a vehicle and at the bottom a transmitting inductance L1.

In der 2 ist ein beispielhafte Abhängigkeit von Amplitude und Position des Fahrzeugs dargestellt.In the 2 an exemplary dependency of amplitude and position of the vehicle is shown.

In der 3 ist die Datenübertragung des Systems beispielhaft schematisch dargestellt.In the 3 the data transmission of the system is shown schematically by way of example.

In der 4 ist ein beispielhaftes Signal des Senders 2 gezeigt.In the 4 is an exemplary signal from the transmitter 2 shown.

In der 5 ist ein beispielhaftes Störsignal einer Störquelle gezeigt.In the 5 an exemplary noise signal of a source of interference is shown.

In der 6 ist das an der Empfangsinduktivität L2 erfasste Empfangssignal gezeigt.In the 6 the reception signal detected at the receiving inductance L2 is shown.

In der 7 ist ein beispielhafter Verlauf des Ausgangssignals des Filters gezeigt.In the 7 an exemplary profile of the output signal of the filter is shown.

Wie in 1 schematisch gezeigt, ist ein Fahrzeug entlang einer Verfahrfläche bewegbar, wobei das Fahrzeug eine Empfangsinduktivität L2 aufweist, die bei genügender Annäherung an eine oder unterhalb einer an der Verfahrfläche angeordnete Sendeinduktivität L1 induktiv angekoppelt ist.As in 1 schematically shown, a vehicle is movable along a traversing surface, wherein the vehicle has a receiving inductance L2, which is inductively coupled with sufficient approach to or below a arranged on the travel surface transmission inductance L1.

In einfachster Ausführung sind die Induktivitäten L1 und L2 als Flachwicklungen ausgeführt, wobei die Wicklungsebene der beiden Induktivitäten L1 und L2 zueinander parallel angeordnet sind, also die Wicklungsachsen der beiden Induktivitäten parallel zueinander ausgerichtet sind.In the simplest embodiment, the inductors L1 and L2 are designed as flat windings, wherein the winding plane of the two inductors L1 and L2 are arranged parallel to each other, so the winding axes of the two inductors are aligned parallel to each other.

Je geringer der Abstandsbetrag zwischen der Sendeinduktivität L1 und der Empfangsinduktivität L2 desto größer ist die Amplitude des Empfangssignals, wie in 2 gezeigt.The smaller the distance difference between the transmitting inductance L1 and the receiving inductance L2, the greater the amplitude of the received signal, as in FIG 2 shown.

Wie in 3 gezeigt, ist ein Modem 1 fahrzeugseitig vorgesehen, das mit einem Sender 2 verbunden ist, welcher die Sendeinduktivität L1 speist. Bei der Übertragung des gesendeten Signals sind Störungsquellen 3 wirksam. Eine mit einem Empfänger 4 verbundene Empfangsinduktivität L2 ist stationär, also am Boden, angeordnet. Das erfasste, also empfangene, Signal wird einer Signalverarbeitung 5 mit Filterung und Modem zugeführt.As in 3 shown is a modem 1 provided on the vehicle side, with a transmitter 2 is connected, which feeds the transmission inductance L1. When transmitting the transmitted signal are sources of interference 3 effective. One with a receiver 4 Connected Empfangsinduktivität L2 is stationary, ie on the ground, arranged. The detected, that is received, signal is a signal processing 5 supplied with filtering and modem.

In 4 ist ein Beispiel für das von der Sendeinduktivität L1 gesendete Signal gezeigt. In 4 an example of the signal transmitted by the transmit inductor L1 is shown.

In der 5 ist ein beispielhafter Verlauf des von den Störungsquellen 3 stammenden Störsignals gezeigt.In the 5 is an exemplary history of the source of interference 3 shown originating interference signal.

In der 6 ist das erfasste Signal gezeigt.In the 6 the detected signal is shown.

Zur Filterung des erfassten Signals f(t) wird entweder ein IIR Filter eingesetzt oder folgende Filterung:
Ein Zeitabschnitt des erfassten Signals f(t) wird ausgewertet, indem ein zeitabhängiges Ausgangssignal g(t) bestimmt wird, dessen Wert zu einem Zeitpunkt t der Summe der Werte des erfassten Signals f(t) an den Zeitpunkten t + n·T entspricht, wobei n die natürlichen Zahlen von Null bis zu einem Maximalwert N_MAX durchläuft und T die dem Empfänger bekannte Periodendauer des gesendeten Signals ist:

Figure DE102012019416A1_0003
For filtering the detected signal f (t) either an IIR filter is used or the following filtering:
A time period of the detected signal f (t) is evaluated by determining a time-dependent output signal g (t) whose value at a time t corresponds to the sum of the values of the detected signal f (t) at the times t + n · T, where n passes through the natural numbers from zero to a maximum value N_MAX and T is the period of the transmitted signal known to the receiver:
Figure DE102012019416A1_0003

Da das empfangene Signal einen ersten Anteil, der dem gesendeten periodischen Anteil entspricht, und einen zweiten Anteil, der dem Störsignal entspricht, aufweist und somit darstellbar ist f(t) = a·sin( 2π / Tt) + w(t),
wobei w(t) ein weißes Rauschen ist und a die unbekannte Amplitude des periodischen Anteils, wird durch die Summation der Signal-Rausch-Anteil erheblich verbessert. Denn die Summe der w(t) verschwindet bei großen N_MAX relativ gesehen zur Summe der Werte des periodischen Anteils, dessen Periode genau dem Zeitabstand der gewählten Zeitpunkte entspricht.Since the received signal has a first portion, which corresponds to the transmitted periodic component, and a second component, which corresponds to the interference signal, and thus can be displayed f (t) = a · sin (2π / Tt) + w (t),
where w (t) is a white noise and a is the unknown amplitude of the periodic component, the summation of the signal-to-noise component significantly improves. For the sum of w (t) disappears relatively large for large N_MAX to the sum of the values of the periodic portion whose period corresponds exactly to the time interval of the selected time points.

Der sich im in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiel ergebende Verlauf g(t) ist in 7 gezeigt, wobei N_MAX = 2000 gewählt wurde. Bezüglich des Signal-Rausch-Anteils vorteilhafte Werte für N_MAX sind schon ab 10 oder mehr erreichbar.The course g (t) resulting in the exemplary embodiment shown in the figures is shown in FIG 7 shown, where N_MAX = 2000 was selected. With regard to the signal-to-noise ratio, advantageous values for N_MAX can already be achieved from 10 or more.

Das durch T und N_MAX definierte zeitliche Beobachtungsfenster wird vorzugsweise mit der Zeit verschoben. Somit muss im Speicher des Filters nur der Verlauf des empfangenen Signals f(t) für die Dauer des Fensters T·N_MAX abgespeichert werden.The temporal observation window defined by T and N_MAX is preferably shifted with time. Thus, only the course of the received signal f (t) for the duration of the window T · N_MAX must be stored in the memory of the filter.

In den 4 bis 7 ist die Zeitachse als Abszisse gewählt, wobei die Einheit Nanosekunden ist.In the 4 to 7 the time axis is selected as abscissa, where the unit is nanoseconds.

Die Flachwicklungen haben im Ausführungsbeispiel einen größten Durchmesser von 10 cm. Mit dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist ein ausreichendes Signal-Rausch-Verhältnis auch erzielbar, wenn der Abstand dem Fünffachen bis sogar Zehnfachen dieses größten Durchmessers entspricht.The flat windings in the embodiment have a maximum diameter of 10 cm. With the embodiment of the invention, a sufficient signal-to-noise ratio is also achievable if the distance corresponds to five times to even ten times this largest diameter.

Die Beabstandung ist dabei derart gewählt, dass die Empfangsinduktivität im Nahfeld, insbesondere im reaktiven Nahfeld, der Sendeinduktivität sich befindet. Reaktiv bedeutet hier, dass die Empfangsinduktivität eine wesentliche Beeinflussung des Sender-Feldes beziehungsweise der Sendeinduktivität bewirkbar macht.The spacing is selected such that the receiving inductance is in the near field, in particular in the reactive near field, of the transmission inductance. Reactive here means that the receiving inductance makes it possible to significantly influence the transmitter field or the transmission inductance.

Die gezeigte Signalübertragung ist entweder von einem am Fahrzeug angeordneten Sender zum stationär angeordneten Empfänger oder von einem stationär angeordneten Sender zu einem am Fahrzeug angeordneten Empfänger ausführbar.The signal transmission shown can be carried out either from a transmitter arranged on the vehicle to the stationarily arranged receiver or from a stationarily arranged transmitter to a receiver arranged on the vehicle.

Die Amplitude des Ausgangssignal g(t) des Filters wird gemäß 2 verwendet, um die relative Position des Fahrzeugs zu bestimmen. Auf diese Weise ist im Fahrzeug anzeigbar, wie weit das Fahrzeug von der mittigen Lage der beiden Induktivitäten L2 und L1 zueinander entfernt ist. Somit ist die Lage der stärksten Kopplung erreichbar. Hierbei ist sogar ein automatisches Anfahren dieser optimalen Position ermöglicht. Hierzu weist das Fahrzeug einen Rechner auf, der ein Bewegen des Fahrzeugs in Richtung steigender Amplitudenwerte bewirkt. Der Rechner umfasst vorzugsweise hierzu einen Regler, dessen Eingang die bestimmte Amplitude von g(t) zugeführt wird und der die Abweichung zum vorgesehenen Maximalwert der Amplitude bestimmt und daraus einen Stellwert erzeugt, wie beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs. Der Regler ist vorzugsweise ein linearer Regler, wie P-Regler oder PI-Regler oder PID Regler.The amplitude of the output signal g (t) of the filter is determined according to 2 used to determine the relative position of the vehicle. In this way it is possible to display in the vehicle how far away the vehicle is from the central position of the two inductances L2 and L1 relative to one another. Thus, the location of the strongest coupling is achievable. In this case, even an automatic start of this optimal position is possible. For this purpose, the vehicle has a computer, which causes the vehicle to move in the direction of increasing amplitude values. For this purpose, the computer preferably comprises a controller whose input is supplied with the specific amplitude of g (t) and which determines the deviation from the intended maximum value of the amplitude and generates a control value therefrom, such as the driving speed of the vehicle. The controller is preferably a linear controller, such as P-controller or PI-controller or PID controller.

Auf diese Weise ist eine weitere am Fahrzeug befindliche Spule optimal koppelbar an eine weitere stationär angeordnete Spule, wenn die am Fahrzeug befindliche Spule denselben Abstand zur am Fahrzeug angeordneten Flachwicklung aufweist wie auch die stationär angeordnete weitere Spule zur stationär angeordneten Flachwicklung. Die beiden weiteren Spulen sind als Leistungsübertragungsspulen, also für höhere Ströme als die beiden Flachwicklungen, ausgelegt und ermöglichen somit die Übertragung von Energie ans Fahrzeug. Jedoch ist die hierbei verwendete Frequenz deutlich verschieden von der für die Signalübertragung verwendeten Frequenz 1/T, insbesondere mindestens zehnmal kleiner.In this way, a further coil located on the vehicle is optimally coupled to a further stationarily arranged coil when the coil located on the vehicle has the same distance to the flat winding arranged on the vehicle as well as the stationarily arranged further coil to the stationarily arranged flat winding. The other two coils are designed as power transmission coils, ie for higher currents than the two flat windings, and thus enable the transmission of energy to the vehicle. However, the frequency used here is significantly different from the frequency used for signal transmission 1 / T, in particular at least ten times smaller.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die Sendeinduktivität L1 aus zwei Teilwicklungen zusammengesetzt, die einen unterschiedlichen Wicklungssinn aufweisen, so dass das von der ersten Teilwicklung erzeugte Magnetfeld dem von der zweiten Teilwicklung erzeugten Magnetfeld entgegengerichtet ist. Die beiden Teilwicklungen weisen denselben umwickelten Flächenbetrag auf und sind in derselben Wicklungsebene angeordnet; die Wicklungsachsen sind also parallel. Vorzugsweise sind die Teilwicklungen hierzu als Flachwicklungen ausgeführt. Die Empfangsinduktivität ist ebenfalls aus zwei Teilwicklungen zusammengesetzt, die einen unterschiedlichen Wicklungssinn zueinander aufweisen. Die beiden Teilwicklungen weisen denselben umwickelten Flächenbetrag auf und sind in derselben Wicklungsebene angeordnet; die Wicklungsachsen sind also parallel. Vorzugsweise sind die Teilwicklungen hierzu als Flachwicklungen ausgeführt. Zur erfindungsgemäßen Bestimmung werden die Teilwicklungen der Sendeinduktivität L1 zeitlich nacheinander bestromt.In further embodiments according to the invention, the transmission inductance L1 is composed of two partial windings which have a different winding sense, so that the magnetic field generated by the first part winding is directed opposite to the magnetic field generated by the second part winding. The two partial windings have the same amount of wrapped surface and are arranged in the same winding plane; the winding axes are therefore parallel. Preferably, the partial windings are designed for this purpose as flat windings. The receiving inductance is also composed of two partial windings, which have a different sense of winding to each other. The two partial windings have the same amount of wrapped surface and are arranged in the same winding plane; the winding axes are therefore parallel. Preferably, the partial windings are designed for this purpose as flat windings. To determine the invention, the partial windings of the transmission inductance L1 are energized in succession.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Modem, fahrzeugseitigModem, vehicle side
22
Sendertransmitter
33
Störungsquellensources of interference
44
Empfängerreceiver
55
Signalverarbeitung mit Filterung und ModemSignal processing with filtering and modem
L1L1
SendeinduktivitätSendeinduktivität
L2L2
EmpfangsinduktivitätEmpfangsinduktivität

Claims (13)

Verfahren zur Bestimmung eines Abstandes zwischen einer Sendeinduktivität und einer Empfangsinduktivität, wobei die Sendeinduktivität und die Empfangsinduktivität induktiv miteinander gekoppelt sind, wobei die Sendeinduktivität mit einem periodischen Signal mit der Periodendauer T beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Empfangsinduktivität erfasste Signal f(t) einem Filter zugeführt wird und die Amplitude des Ausgangssignals g(t) des Filters bestimmt wird.Method for determining a distance between a transmitting inductance and a receiving inductance, wherein the transmitting inductance and the receiving inductance are inductively coupled to one another, wherein the transmitting inductance is acted upon by a periodic signal having the period T, characterized in that the signal f (t) detected by the receiving inductance ) is fed to a filter and the amplitude of the output signal g (t) of the filter is determined. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der bestimmten Amplitude der Abstand bestimmt wird, insbesondere gemäß einer Kennlinie, mit welcher einem Amplitudenwert ein Abstandswert zuordenbar ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the distance is determined from the determined amplitude, in particular according to a characteristic curve with which an amplitude value can be assigned a distance value. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter ein IIR Filter ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the filter is an IIR filter. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter einen Zeitabschnitt des erfassten Signals f(t) speichert, insbesondere zumindest zwischenspeichert.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the filter stores a time portion of the detected signal f (t), in particular at least buffered. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu einem jeweiligen Zeitpunkt zugeordneter Wert des Ausgangssignals des Filters durch Aufsummieren von Werten des erfassten Signals bestimmt wird, die zu Zeitpunkten zugeordnet sind, welche einen zeitlichen Abstand zueinander aufweisen, der einer Periodendauer T oder einem ganzzahligen Vielfachen der Periodendauer entspricht.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a value of the output signal of the filter assigned at a particular time is determined by summing up values of the detected signal which are assigned at times which have a time interval which corresponds to a period T or an integer multiple of the period. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu einem jeweiligen Zeitpunkt t zugeordneter Wert g(t) des Ausgangssignals des Filters aus dem erfassten Signal f(t) bestimmt wird gemäß:
Figure DE102012019416A1_0004
wobei N_MAX die maximale Anzahl der ausgewerteten Perioden ist, insbesondere wobei N_MAX einen Wert zwischen 10 und 10000 aufweist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a value g (t) of the output signal of the filter associated with a respective instant t is determined from the detected signal f (t) according to:
Figure DE102012019416A1_0004
where N_MAX is the maximum number of evaluated periods, in particular where N_MAX has a value between 10 and 10000. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeinduktivität und die Empfangsinduktivität jeweils als Flachwicklung ausgeführt sind.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the transmission inductance and the Empfangsinduktivität are each designed as a flat winding. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeinduktivität und die Empfangsinduktivität parallel zueinander ausgerichtet sind, insbesondere also die die Flachwicklungen aufnehmenden Ebenen zueinander parallel aber beabstandet sind.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the transmission inductance and the Empfangsinduktivität are aligned parallel to each other, in particular so that the flat windings receiving planes are mutually parallel but spaced. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Wicklung mit der Sendeinduktivität verbunden ist und denselben Abstand aufweist wie eine mit der Empfangsinduktivität verbundene weitere Wicklung.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a further winding is connected to the transmitting inductance and has the same distance as a further winding connected to the receiving inductance. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Wicklungen induktiv miteinander gekoppelt sind, wobei eine der weiteren Wicklungen mit einem mindestens zehnmal höheren Strom beaufschlagt wird als die Sendeinduktivität.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the further windings are inductively coupled together, wherein one of the further windings is acted upon by at least ten times higher current than the transmitting inductance. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Empfangsinduktivität verbundenes Fahrzeug von einem Rechner auf die Position optimaler Kopplung gesteuert wird, insbesondere wobei der Rechner die Geschwindigkeit des Fahrzeugs steuert.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a vehicle connected to the Empfangsinduktivität is controlled by a computer to the position of optimal coupling, in particular wherein the computer controls the speed of the vehicle. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsinduktivität an einem Fahrzeug angeordnet ist und die Sendeinduktivität stationär, also mit der Verfahrfläche verbunden ist.Device for carrying out a method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the Empfangsinduktivität is arranged on a vehicle and the transmitting inductance stationary, so it is connected to the travel surface. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Fahrzeug ein Speicher angeordnet ist, in welchem die von der Empfangsinduktivität innerhalb eines Zeitabschnitts erfassten Werte abspeicherbar sind.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that a memory is arranged on the vehicle, in which the values detected by the receiving inductance within a time interval can be stored.
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