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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Reduzierung eines elektromagnetischen Feldes, z. B. beim induktiven Laden eines Fahrzeugs.
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Fahrzeuge mit Elektroantrieb verfingen typischerweise über eine Batterie, in der elektrische Energie zum Betrieb einer Elektromaschine des Fahrzeugs gespeichert werden kann. Die Batterie des Fahrzeugs kann mit elektrischer Energie aus einem Stromversorgungsnetz aufgeladen werden. Zu diesem Zweck wird die Batterie mit dem Stromversorgungsnetz gekoppelt, um die elektrische Energie aus dem Stromversorgungsnetz in die Batterie des Fahrzeugs zu übertragen. Die Kopplung kann drahtgebunden (über ein Ladekabel) und/oder drahtlos (anhand einer induktiven Kopplung zwischen einer Ladestation und dem Fahrzeug) erfolgen.
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Ein Ansatz zum automatischen, kabellosen, induktiven Laden der Batterie des Fahrzeugs besteht darin, dass vom Boden zum Unterboden des Fahrzeugs über magnetische Induktion über die Unterbodenfreiheit 120 die elektrische Energie zu der Batterie übertragen wird. Dies ist beispielhaft in 1 dargestellt. Insbesondere zeigt 1 ein Fahrzeug 100 mit einem Speicher 103 für elektrische Energie (z. B. mit einer aufladbaren Batterie 103). Das Fahrzeug 100 umfasst eine sogenannte Sekundärspule 102 im Fahrzeug-Unterboden, wobei die Sekundärspule 102 über eine nicht gezeigt Impedanzanpassung und einen Gleichrichter 101 mit dem Speicher 103 verbunden ist.
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Die Sekundärspule 102 kann über einer Primärspule 111 positioniert werden, wobei die Primärspule 111 z. B. auf dem Boden einer Garage angebracht ist. Die Primärspule 111 ist mit einer Stromversorgung 110 verbunden. Die Stromversorgung 110 kann einen Radio-Frequenz-Generator umfassen, der einen AC (Alternating Current) Strom in der Primärspule 111 erzeugt, wodurch ein magnetisches Feld induziert wird. Bei ausreichender magnetischer Kopplung zwischen Primärspule 111 und Sekundärspule 102 über die Unterbodenfreiheit 120 wird durch das magnetische Feld eine entsprechende Spannung und damit auch ein Strom in der Sekundärspule 102 induziert. Der induzierte Strom in der Sekundärspule 102 wird durch den Gleichrichter 101 gleichgerichtet und im Speicher 103 (z. B. in der Batterie) gespeichert. So kann elektrische Energie kabellos von der Stromversorgung 110 zum Energie-Speicher 103 des Fahrzeugs 100 übertragen werden.
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Durch den AC Strom in den Spulen 111, 102 wird typischerweise ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das sich störend auf die Umwelt auswirken kann. Beispielsweise können durch das elektromagnetische Feld Funktionen des Fahrzeugs 100 oder von benachbarten Fahrzeugen 100 beeinträchtigt werden. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der Aufgabe, das beim induktiven Laden erzeugte elektromagnetische Feld abzuschirmen und/oder zu reduzieren (z. B. in bestimmen Bereichen zu kompensieren). Außerdem befasst sich das vorliegende Dokument mit der Aufgabe, den Einfluss des beim induktiven Laden erzeugten elektromagnetischen Feldes auf bestimmte Funktionen des Fahrzeugs 100 und/oder eines benachbarten Fahrzeugs zu reduzieren und ggf. zu beseitigen.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u. a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug beschrieben. Bei dem Fahrzeug kann es sich z. B. um ein zweispuriges oder ein einspuriges Fahrzeug handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Fahrzeug um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein Motorrad handeln. Das Fahrzeug kann eine Elektromaschine umfassen, die dazu verwendet werden kann, das Fahrzeug anzutreiben. Desweiteren kann das Fahrzeug einen Speicher zur Speicherung von elektrischer Energie umfassen. Darüber hinaus kann das Fahrzeug eine Ladespule umfassen, durch die ein elektromagnetisches Störfeld verursacht wird.
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Die Steuereinheit ist eingerichtet, ein oder mehrere Eigenschaften eines, insbesondere durch induktives Laden verursachten, elektromagnetischen Störfelds zu bestimmen. Das Störfeld kann aber auch durch andere Leistungselektronik des Fahrzeugs verursacht werden. Die ein oder mehreren Eigenschaften des Störfelds können insbesondere eine Frequenz des Störfelds und/oder ein oder mehrere Feldstärkewerte des Störfelds an ein oder mehreren Stellen um das und/oder in dem Fahrzeug umfassen. Die Frequenz des Störfelds kann im LF-Bereich, d. h. im Langwellenbereich zwischen 30 kHz und 300 kHz, liegen. Die Feldstärken können mit zunehmender Entfernung von der Ladespule, die das Störfeld erzeugt, abnehmen.
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Die ein oder mehreren Eigenschaften des Störfelds können anhand von Messwerten ermittelt werden, die z. B. durch ein oder mehrere Sensoren des Fahrzeugs erfasst wurden. Alternativ oder ergänzend können die ein oder mehreren Eigenschaften vordefiniert sein und auf einer Speichereinheit des Fahrzeugs gespeichert sein. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn das Störfeld durch eine Ladespule (d. h. der Sekundärspule) des Fahrzeugs erzeugt wird. Mit anderen Worten, dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Störfeld durch einen induktiven Ladevorgang des Fahrzeugs erzeugt wird. Die Steuereinheit kann dann eingerichtet sein, auf die Speichereinheit zuzugreifen, und so die ein oder mehreren Eigenschaften des Störfelds bestimmen.
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Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, ein oder mehrere Sendeeinheiten des Fahrzeugs zu veranlassen, ein Gegenfeld auszusenden, welches eine Feldstärke des Störfelds in einem ersten Bereich um das und/oder in dem Fahrzeug reduziert. Das Gegenfeld kann derart bestimmt und ausgesendet werden, dass sich durch eine Überlagerung des Gegenfelds mit dem Störfeld im ersten Bereich eine destruktive Interferenz ergibt. Der erste Bereich kann eine Umgebung der ein oder mehreren Sendeeinheiten umfassen, die direkt an die ein oder mehreren Sendeeinheiten angrenzt.
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Durch das Aussenden eines Gegenfelds kann das Störfeld (zumindest im ersten Bereich) abgeschirmt werden. Dies führt zu einer Reduzierung der elektromagnetischen Strahlung im ersten Bereich. Desweiteren führt dies dazu, dass Fahrzeugfunktionen (z. B. eine Zugangsfunktion) im ersten Bereich nicht von dem Störfeld beeinträchtigt werden.
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Bei einer Sendeeinheit kann es sich um eine Sendeeinheit handeln, die dediziert für die Reduzierung und/oder Auslöschung des Störfelds im ersten Bereich eingesetzt wird. Alternativ oder ergänzend kann auf eine Sendeeinheit zurück gegriffen werden, die bereits im Fahrzeug für anderweitige Fahrzeugfunktionen (insbesondere für eine Zugangsfunktion zum Fahrzeug) verwendet wird. Das Fahrzeug kann eingerichtet sein, eine „schlüssellose” Zugangsfunktion zum Fahrzeug bereitzustellen. Bei der Zugangsfunktion kann es sich um eine Funktion handeln, die es einem Nutzer ermöglicht, ohne Betätigung eines Fahrzeugschlüssels eine Tür des Fahrzeugs zu öffnen. Zu diesem Zweck kann die Zugangsfunktion einen Austausch von Authentisierungssignalen zwischen dem Fahrzeug und einer Fahrzeug-externen Authentisierungseinheit (z. B. dem Fahrzeugschlüssel) umfassen.
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Die Sendeeinheit kann eingerichtet sein, ein Authentisierungssignal an die Authentisierungseinheit zu senden. Das Störfeld kann mit dem gesendeten Authentisierungssignal interferieren, und dadurch die Zugangsfunktion beeinträchtigen. Durch das Gegenfeld kann das Störfeld im ersten Bereich abgeschirmt werden, so dass der Austausch von Authentisierungssignalen im ersten Bereich ungestört verlaufen kann, und damit die Zugangsfunktion ungestört funktionieren kann.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Sendeeinheit zu veranlassen, eine Überlagerung des Gegenfelds und eines Authentisierungssignals auszusenden. Mit anderen Worten, die Sendeeinheit kann dazu verwendet werden, sowohl das Störsignal abzuschirmen als auch die Zugangsfunktion bereitzustellen. Dadurch kann eine Abschirmung des Störsignals in kosteneffizienter Weise erfolgen, da auf bereits vorhandene Fahrzeugkomponenten zurückgegriffen werden kann.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, das Gegenfeld zu verändern, um das Störfeld in einem zweiten Bereich um das und/oder in dem Fahrzeug zu reduzieren. Dabei kann der zweite Bereich mindestens eine Stelle um das und/oder in dem Fahrzeug umfassen, die nicht in dem ersten Bereich enthalten ist. Beispielsweise kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die Ausstrahlung eines Gegenfelds zu veranlassen, so dass der Bereich mit reduzierter Feldstärke des Störfelds der Authentisierungseinheit folgt, und so an jeder beliebigen Stelle um das und/oder in dem Fahrzeug eine störungsfreie Zugangsfunktion des Fahrzeugs gewährleistet werden kann.
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Das Fahrzeug kann eine Vielzahl von Sendeeinheiten an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs umfassen. Sendeeinheiten können beispielsweise an den Seiten, im Frontbereich und/oder im Heckbereich des Fahrzeugs angeordnet sein. Das Gegenfeld zur Reduzierung des Störfelds im ersten Bereich kann durch mehrere Sendeeinheiten erzeugt werden. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die Vielzahl von Sendeeinheiten zu veranlassen, eine entsprechende Vielzahl von Gegenfeldern auszusenden, welche die Feldstärke des Störfelds in einer entsprechenden Vielzahl von Bereichen reduziert. Die Vielzahl von Bereichen kann entsprechend der Vielzahl von Sendeeinheiten an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs angeordnet sein. So kann eine ggf. flächendeckende Abschirmung des Störfelds (z. B. zu unterschiedlichen Zeitpunkten) ermöglicht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Abschirmung eines, durch das induktive Laden eines Fahrzeugs, verursachten elektromagnetischen Störfelds beschrieben. Das Verfahren umfasst, das Bestimmen von ein oder mehreren Eigenschaften des Störfelds. Desweiteren umfasst das Verfahren das Aussenden eines Gegenfeldes (z. B. durch das Veranlassen einer Sendeeinheit des Fahrzeugs, das Gegenfeld auszusenden), welches eine Feldstärke des Störfelds in einem ersten Bereich um das und/oder in dem Fahrzeug reduziert und/oder auslöscht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt
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1 eine beispielhafte Vorrichtung zum induktiven Laden eines Fahrzeugs;
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2 ein beispielhaftes Fahrzeug mit einer Sekundärspule und ein oder mehreren Sendeeinheiten zur Kommunikation mit einem Fahrzeugschlüssel;
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3a, 3b, und 3c beispielhafte Wellen und die daraus entstehenden Überlagerungen; und
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4 ein Flussdiagram eines beispielhaften Verfahrens zur örtlichen Reduzierung eines durch induktives Laden erzeugten elektromagnetischen Feldes.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Abschirmung bzw. der (ggf. örtlichen) Reduzierung eines elektromagnetischen Feldes, welches durch das induktive Laden eines Fahrzeugs 100 erzeugt wird. Durch das elektromagnetische Feld können ein oder mehrere Funktionen des Fahrzeugs 100 gestört werden. Beispielsweise kann das Fahrzeug 100 eine Funktion umfassen, die es ermöglicht, ohne Betätigung eines Fahrzeugschlüssels eine Tür des Fahrzeugs 100 zu öffnen. Eine derartige Funktion wird von verschiedenen Fahrzeugherstellern unter verschiedenen Markennamen angeboten. Beispielsweise bietet BMW eine derartige Funktion unter dem Namen „Comfort Access” an. In diesem Dokument wird eine Funktion, die es ermöglicht, ohne Betätigung eines Fahrzeugschlüssels eine Tür des Fahrzeugs 100 zu öffnen, als „Zugangsfunktion” bezeichnet.
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2 zeigt ein Blockdiagram eines Fahrzeugs 100, das eine Vielzahl von Sendeeinheiten 201 umfasst. Die Sendeeinheiten 201 können zur Bereitstellung einer Zugangsfunktion zum Fahrzeug 100 verwendet werden. Das Fahrzeug 100 umfasst weiter eine Sekundärspule 102, die zum induktiven Laden einer Batterie 103 des Fahrzeugs 100 verwendet werden kann. Das Fahrzeug 100 umfasst weiter eine Steuereinheit 202 (z. B. ein Steuergerät des Fahrzeugs 100 für das induktive Laden), die eingerichtet ist, die Sekundärspule 102 und/oder die Vielzahl von Sendeeinheiten 201 zu steuern.
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Die Sendeeinheiten 201 können eingerichtet sein, ein elektromagnetisches Feld (insbesondere im LF, Low Frequency, Bereich) auszusenden. Beispielhafte Sendefrequenzen einer Sendeeinheit 201 liegen im Bereich von 20–130 kHz. Die Steuereinheit 202 kann eingerichtet sein, ein Anfragesignal (in diesem Dokument auch als Authentisierungssignal bezeichnet) über ein oder mehrere der Sendeinheiten 201 auszusenden, sobald erkannt wird, dass ein Griff einer Tür des Fahrzeugs 100 betätigt wird. Das Anfragesignal kann im LF-Bereich ausgesendet werden. Ein Fahrzeugschlüssel kann das Anfragesignal empfangen, auswerten und ggf. ein Antwortsignal an das Fahrzeug 100 senden. Der Fahrzeugschlüssel kann beispielsweise einen RFID(Radio Frequency Identifier)-Transponder umfassen. Das Fahrzeug (100) kann, z. B. als Teil der Sendeeinheiten 201, Empfangseinheiten umfassen, die eingerichtet sein, das Antwortsignal von dem Fahrzeugschlüssel zu empfangen. Die Steuereinheit 202 kann eingerichtet sein, das Antwortsignal auszuwerten (z. B. zu authentisieren) und zu veranlassen, dass ggf. die Tür des Fahrzeugs 100 geöffnet wird.
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Die ein oder mehreren Sendeeinheiten 201 können das Anfragesignal in einem Frequenzbereich aussenden, der durch das von den Ladespulen (Primärspule 111 und Sekundspule 102) erzeugte elektromagnetische Feld gestört wird. Beispielweise können zum induktiven Laden Frequenzen im Bereich von 90–140 kHz (d. h. ebenfalls im LF-Bereich) verwendet werden. Diese Frequenzen befinden sich in der Nähe des und/oder überdecken den o. g. Frequenzbereich für das Aussenden des Anfragesignals. Es kann somit zu einer Störung der Zugangsfunktion des Fahrzeugs 100 durch das von den Ladespulen 111, 102 erzeugte elektromagnetische Feld kommen. In dem vorliegenden Dokument wird ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung beschrieben, durch die die Störungen für die Zugangsfunktion des Fahrzeugs 100 reduziert und/oder beseitigt werden können.
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Wie oben dargelegt, verwendet die Zugangsfunktion des Fahrzeugs 100 eine bestimmte Anzahl von Sendespulen 201, mit denen ein LF-Feld generiert wird, welches von einer 3D-Spule (oder 3 einzelnen Spulen) im Fahrzeugzugangsschlüssel vermessen wird. Aus der Vermessung des LF-Felds kann der Abstand des Fahrzeugschlüssels zu einer Sendespule 201 bestimmt werden. Anhand mehrerer Sendespulen 201 im Fahrzeug kann die aktuelle Schlüsselposition bestimmt werden. Hieraus kann insbesondere bestimmt werden, ob sich der Schlüssel außerhalb oder innerhalb des Fahrzeugs 100 befindet. Diese Information kann dazu verwendet werden, um Funktionen des Fahrzeugs 100 zu ermöglichen oder zu unterbinden. Beispielsweise kann das Starten eines Motors des Fahrzeugs 100 nur dann ermöglicht werden, wenn sich der Fahrzeugschlüssel im Fahrzeug 100 befindet und/oder das Öffnen einer Fahrzeugtür kann nur dann ermöglicht werden, wenn der Abstand zwischen Sendespule 201 und Fahrzeugschlüssel gleich wie oder kleiner als ein vordefinierter Schwellwert ist.
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Die Sendespulen 201 können eingerichtet sein, Signale mit unterschiedlichen Frequenzen auszusenden. Insbesondere kann die Steuereinheit 202 (z. B. ein Microcontroller der Steuereinheit 202) eingerichtet sein, die Sendespulen 201 mit einer oder mehreren bestimmten Frequenzen anzusteuern. Zur Erzeugung unterschiedlicher Sendefrequenzen kann z. B. ein VCO (Voltage Controlled Oscillator) verwendet werden.
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Es wird in diesem Dokument vorgeschlagen, die ein oder mehreren Sendeeinheiten 201 des Fahrzeugs 100 dazu zu verwenden, Kompensationssignale auszusenden, die eingerichtet sind, durch Überlagerung mit dem, von den Ladespulen 111, 102 erzeugten, elektromagnetischen Feld Schwebungen zu erzeugen und/oder durch destruktive Interferenz das, von den Ladespulen 111, 102 erzeugte elektromagnetische Feld auszulöschen. Die Überlagerung von beispielhaften Wellen ist in den 3a, 3b und 3c veranschaulicht. Es wird gezeigt, wie die Veränderung der Frequenz und/oder der Phase von zwei Wellen zu einer Verstärkung bzw. zu einer Dämpfung der Wellen führt. 3a zeigt die Überlagerung von zwei Phasen- und Frequenz-gleichen Wellen 301, 302, durch die sich eine verstärkte Welle 303 ergibt. Durch eine leichte Frequenz-Abweichung zwischen zwei Wellen 311, 312 ergibt sich eine Schwebung 313 (3b). Andererseits führt die Überlagerung von zwei Wellen 321, 322 mit gleicher Frequenz aber entgegengesetzter Phase zu einer Auslöschung 323.
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Dieses Prinzip der Überlagerung von Wellen kann dazu verwendet werden, um anhand der ein oder mehreren Sendeeinheiten 201 Wellen 321 zu erzeugen, die zumindest teilweise und/oder zumindest in einem bestimmten örtlichen Bereich im Fahrzeug 100 und/oder um das Fahrzeug 100 herum eine Auslöschung 323 des, von den Ladespulen 111, 102 erzeugten, elektromagnetischen Felds 322 bewirken. Mit anderen Worten, es wird vorgeschlagen, die Sendespulen 201 einer Zugangsfunktion des Fahrzeugs 100 dazu zu verwenden, Signale in Form von elektromagnetischen Wellen zu erzeugen, die umgekehrt zu den Wellen gepolt sind, durch die die Zugangsfunktion gestört wird. Dabei können von den Sendeeinheiten 201 Wellen mit einem Poytingvektorbetrag erzeugt werden, der mit dem Poytingvektorbetrag der Welle der Ladespulen 111, 102 übereinstimmt. So kann bei einer Umpolung der Welle (d. h. bei entgegengesetzter Phase der Wellen 321, 322) eine destruktive Interferenz erzeugt werden.
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Die Steuereinheit 202 kann eingerichtet sein, ein oder mehrere Eigenschaften des, von den Ladespulen 111, 102 erzeugten, elektromagnetischen Feldes 322 zu ermitteln. Bei den ein oder mehreren Eigenschaften kann es sich insbesondere um eine Frequenz des erzeugten Feldes 322 handeln. Außerdem können die in oder mehreren Eigenschaften Feldstärkewerte an unterschiedlichen Stellen im Fahrzeug 100 und/oder in der Umgebung des Fahrzeugs 100 umfassen. Die Feldstärkewerte können beispielweise experimentell im Vorfeld bestimmt werden, und auf einer Speichereinheit des Fahrzeugs 100 gespeichert werden. Die Steuereinheit 202 kann eingerichtet sein, auf die Speichereinheit des Fahrzeugs 100 zuzugreifen, um die Feldstärkewerte an ein oder mehreren Stellen zu ermitteln. Auch die Frequenz des Störfeldes 322 kann in der Speichereinheit des Fahrzeugs 100 gespeichert werden, und so für die Steuereinheit 202 verfügbar gemacht werden.
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Typischerweise ist die Feldstärke des Störfelds 322 in der Nähe der Ladespulen 111, 102 signifikant höher als die Feldstärke eines Gegenfelds 321, das durch eine Sendeeinheit 201 erzeugt werden kann. Die Feldstärke des Störfelds 322 nimmt jedoch typischerweise mit zunehmendem Abstand von den Ladespulen 111, 102 ab, so dass in den Bereichen um das Fahrzeug 100 herum und/oder im Innenraum des Fahrzeugs 100 das Störfeld 322 Feldstärkewerte aufweist, die durch ein, von einer Sendeeinheit 201 erzeugtes, Gegenfeld 321 kompensiert werden können.
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Die Steuereinheit 202 kann eingerichtet sein, ein elektromagnetisches Feld 321 zu ermitteln, durch das, das von den Ladespulen 111, 102 erzeugte, elektromagnetische Störfeld 322 an ein oder mehreren Stellen im Fahrzeug 100 und/oder in der Umgebung des Fahrzeugs 100 gedämpft und/oder ausgelöscht wird. Dazu können Verfahren verwendet werden, die bei der Ermittlung des sogenannten „Antischalls” oder bei der „aktiven Lärmkompensation” eingesetzt werden. Ähnlich wie bei der Auslöschung von Schall durch destruktive Interferenz (anhand eines ausgesendeten „Gegenschalls”) kann auch im vorliegenden Fall durch Aussenden eines elektromagnetischen Gegenfelds 321 durch eine Sendeeinheit 201 das, von den Ladespulen 111, 102 erzeugte elektromagnetische Feld 322 an bestimmten Stellen gedämpft oder ausgelöscht werden.
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2 stellt einen beispielhaften Bereich 210 (durch die gepunkteten Linien angedeutet) um die Sendeeinheit 201 in der Fahrertür des Fahrzeugs 100 dar. Die Steuereinheit 202 kann eingerichtet sein, ein Gegenfeld 321 zu ermitteln, das in diesem Bereich 210 das Störfeld 322 dämpft und/oder auslöscht. Insbesondere kann die Steuereinheit 202 eingerichtet sein, die Sendeeinheit 201 in der Fahrertür anzuweisen, das ermittelte Gegenfeld 321 auszusenden, und dadurch das, von den Ladespulen 111, 102 erzeugte, elektromagnetische Störfeld 322 im Bereich 210 zu dampfen und/oder auszulöschen. Das führt dazu, dass in diesem Bereich 210 ein Fahrzeugschlüssel nicht mehr durch das, von den Ladespulen 111, 102 erzeugte, elektromagnetische Störfeld 322 beim Empfang eines Anfragesignals gestört wird.
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Zur Bereitstellung der Zugangsfunktion kann das Anfragesignal mit dem auslöschenden Gegenfeld 321 überlagert werden. Mit anderen Worten, die Steuereinheit 202 kann eingerichtet sein, ein elektrisches Feld zu ermitteln und die Ausgabe des elektrischen Felds über die Sendeeinheit 201 anzustoßen, wobei das elektrische Feld eine erste Komponente (d. h. das auslöschende Gegenfeld 321) umfasst, durch die das, von den Ladespulen 111, 102 erzeugte, elektromagnetische Feld 322 gedämpft bzw. ausgelöscht wird, und wobei das elektrische Feld eine zweite Komponente (d. h. das Anfragesignal) umfasst, um die Zugangsfunktion des Fahrzeugs 100 bereitzustellen. D. h. durch geeignete Modulation des, von der Sendeeinheit 201 ausgesendeten, Signals kann sowohl die Dämpfung/Auslöschung des Störfelds 322, als auch die Informationsübertragung an den Fahrzeugschlüssel bereitgestellt werden.
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Die oben beschriebene Dämpfung und/oder Auslöschung des, von den Ladespulen 111, 102 erzeugten, elektromagnetischen Störfelds 322 kann durch jede der Vielzahl von Sendeeinheiten 201 durchgeführt werden. So können unterschiedliche Bereiche 210 um das Fahrzeug 100 und/oder im Fahrzeug 100 von dem störenden Feld 322 befreit werden.
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Die Steuereinheit 202 kann eingerichtet sein, das von einer Sendeeinheit 201 erzeugte auslöschende Feld 321 anzupassen, um ggf. den gedämpften Bereich 210 zu verändern. Beispielsweise kann eine Umgebung des Fahrzeugs 100 durch Veränderung des gedämpften Bereichs 210 abgetastet werden, und so die Umgebung des Fahrzeugs 100 nach dem Fahrzeugschlüssel abgesucht werden. Sobald der Fahrzeugschlüssel erkannt wurde (und damit auch die Position des Fahrzeugschlüssels bekannt ist), kann die Steuereinheit 202 eingerichtet sein, das von einer Sendeeinheit 201 erzeugte auslöschende Feld 321 der Position des Fahrzeugschlüssels anzupassen. Mit anderen Worten, der gedämpfte Bereich 210 kann bei Änderung der Position des Fahrzeugschlüssels der geänderten Position des Fahrzeugschlüssels nachgeführt werden. Dadurch kann gewährleistet werden, dass der Fahrzeugschlüssel, nach einem erstmaligen Erkennen, immer zuverlässig (d. h. störungsfrei) authentisiert werden kann, solange der Fahrzeugschlüssel nicht den Sende/Empfangsbereich der Vielzahl von Sendeeinheiten 201 des Fahrzeugs 100 verlässt.
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In Zusammenhang mit 2 wurde die Verwendung von Sendeeinheiten 201 vorgeschlagen, die bereits für die Bereitstellung der Zugangsfunktion im Fahrzeug 100 vorhanden sind. Alternativ oder ergänzend können ausschließlich für die Erzeugung des auslöschenden Feldes 321 vorgesehene Sender verwendet werden. Diese Sender können (ggf. über die Steuereinheit 202) miteinander vernetzt sein, um eine koordinierte Dämpfung/Auslöschung des Feldes 322 in verschiedenen Bereichen 210 zu ermöglichen.
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Desweiteren sei darauf hingewiesen, dass die Erzeugung von auslöschenden Feldern 321 auch dazu verwendet werden kann, um andere Komponenten des Fahrzeugs 100 und/oder Komponenten benachbarter Fahrzeug 100 von dem durch das induktive Laden erzeugte Störfeld 322 abzuschirmen. Alternativ oder ergänzend kann die Erzeugung von auslöschenden Feldern 321 dazu verwendet werden, das Fahrzeug 100 von störenden Feldern 322 abzuschirmen, die von benachbarten Fahrzeugen erzeugt werden. Dazu kann das Fahrzeug 100 geeignete Einrichtungen (z. B. Sensoren) umfassen, um eine Feldstärke und/oder eine Frequenz des störenden Felds 322 zu messen.
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4 zeigt ein Flussdiagram eines beispielhaften Verfahrens 400 zur Abschirmung eines, durch das induktive Laden eines Fahrzeugs 100, verursachten elektromagnetischen Störfelds 322. Das Verfahren 400 umfasst, das Bestimmen 401 von ein oder mehreren Eigenschaften des Störfelds 322. Desweiteren umfasst das Verfahren 400, das Aussenden 402 eines Gegenfelds 321, d. h. ein auslöschendes Felds, welches eine Feldstärke des Störfelds 322 in einem ersten Bereich 210 um das und/oder in dem Fahrzeug 100 reduziert.
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In dem vorliegenden Dokument wurden ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung beschrieben, durch die das beim induktiven Laden erzeugte elektromagnetische Feld 322 abgeschirmt werden kann. Dadurch wird gewährleistet, dass auch beim induktiven Laden andere Komponenten eines Fahrzeugs 100 uneingeschränkt funktionieren. Insbesondere können ungewünschte Stör- und/oder Streusignale reduziert und/oder ausgelöscht werden. Die beschriebenen Verfahren und/oder Vorrichtungen können in kostengünstiger Weise bereitgestellt werden (ggf. durch Software), da auf bereits existierende Sendeeinheiten 201 zurückgegriffen werden kann.
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Es sei darauf hingewiesen, dass das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auch zur Abschirmung von Störfeldern verwendet werden kann, welche durch andere Leistungselektronikbauelemente eines Fahrzeugs hervorgerufen werden. Damit kann sowohl eine passive Abschirmung durch destruktive Interferenz, z. B. durch Reflexionen, als auch eine aktive Abschirmung durch die in diesem Dokument beschriebene Vielzahl von Sendeeinheiten des Fahrzeugs ermöglicht werden. Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit eingerichtet sein, ein oder mehrere Eigenschaften eines durch Leistungselektronik des Fahrzeugs verursachten elektromagnetischen Störfelds zu bestimmen. Desweiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, eine Sendeeinheit des Fahrzeugs zu veranlassen, ein Gegenfeld auszusenden, welches eine Feldstärke des Störfelds in einem ersten Bereich um das und/oder in dem Fahrzeug reduziert.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
