DE102015113624A1

DE102015113624A1 - Selbstpositionierendes Mehrfachspulensystem für drahtloses Fahrzeugladen

Info

Publication number: DE102015113624A1
Application number: DE102015113624.4A
Authority: DE
Inventors: Jim A. Lathrop; Brittany Connolly; John Paul Gibeau; Chris W. Bell
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2015-08-18
Publication date: 2016-02-25
Also published as: US20160052415A1; US9649948B2; CN105383317B; CN105383317A

Abstract

Elektro- und Plug-In-Hybrid-Elektrofahrzeuge beinhalten eine wiederaufladbare Traktionsbatterie. Ein automatisches Fahrzeug-Ladesystem ist dafür ausgelegt, die Traktionsbatterie mit minimaler Benutzerintervention zu laden. Das Fahrzeug-Ladesystem beinhaltet ein Karussell, das mehrere Sendespulen beinhaltet, das dafür ausgelegt ist, sich in einer Längsrichtung zu bewegen und sich um eine Achse zu drehen. Das Fahrzeug-Ladesystem beinhaltet ferner mindestens eine Steuerung, die dafür programmiert ist, das Karussell in der Längsrichtung zu bewegen und das Karussell um die Achse herum zu drehen, um eine ausgewählte Sendespule aus den mehreren Sendespulen mit einer Fahrzeug-Empfangsspule auszurichten. Das Fahrzeug-Ladesystem kann Positionierungsdaten von einem Fahrzeug empfangen und kann das Karussell gemäß den Positionierungsdaten bewegen und drehen, um die ausgewählte Sendespule mit der Fahrzeug-Empfangsspule auszurichten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Anmeldung betrifft allgemein Fahrzeugbatterie-Ladesysteme.
HINTERGRUND
Elektrofahrzeuge (EVs) und Plug-in Hybridelektrofahrzeuge (PHEVs) verwenden Energie, die in einer Traktionsbatterie gespeichert ist, um eine Reinelektro-Fahrreichweite bereitzustellen. Eine Fahrzeug-Ladestation wird verwendet, um Energie für die Traktionsbatterie bereitzustellen. Die Fahrzeug-Ladestation stellt eine Schnittstelle bereit, die Energie an die Traktionsbatterie des Fahrzeugs koppelt. Die Schnittstelle kann die Energie leitend oder induktiv koppeln. Die Schnittstelle ist allgemein ein Stecker, der in eine kompatible Aufnahme des Fahrzeugs eingesteckt wird. Der Fahrzeugführer muss typischerweise eine manuelle Operation ausführen, um den Stecker in die Aufnahme einzustecken. Die Fahrzeug-Ladestation kann verlangen, dass eine Anzahl von Operationen von dem Fahrzeugführer durchgeführt wird, um den Ladeprozess einzuleiten. Eine automatische Fahrzeug-Ladestation kann die Anzahl der Operationen, die von dem Fahrzeugführer durchgeführt werden, reduzieren und den Ladeprozess für den Fahrzeugführer vereinfachen.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein Fahrzeug-Ladesystem beinhaltet ein Karussell, das mehrere Sendespulen beinhaltet, die dafür ausgelegt sind, sich in einer Längsrichtung zu bewegen und um eine Achse zu rotieren. Das Fahrzeug-Ladesystem beinhaltet ferner mindestens eine Steuerung, die dafür programmiert ist, das Karussell in der Längsrichtung zu bewegen und das Karussell um die Achse zu drehen, um eine ausgewählte Sendespule der mehreren Sendespulen mit einer Fahrzeug-Empfangsspule auszurichten. Die mindestens eine Steuerung kann ferner dafür programmiert sein, das Karussell zu bewegen und das Karussell, als Reaktion auf einen Ort der Fahrzeug-Empfangsspule zu drehen. Das Fahrzeug-Ladesystem kann ferner einen Hebemechanismus zum Ändern einer Höhe der Sendespulen beinhalten, und die mindestens eine Steuerung kann ferner dafür programmiert sein, den Hebemechanismus zu betreiben, um die Höhe der Sendespulen derart zu verändern, dass eine Entfernung zwischen der ausgewählten Sendespule und der Fahrzeug-Empfangsspule verändert wird. Die mindestens eine Steuerung kann ferner dafür programmiert sein, Daten von einem Fahrzeug zu empfangen, die eine kompatible Sendespule anzeigen, eine der Sendespulen auszuwählen, die die kompatible Sendespule ist, und das Karussell zu bewegen und zu drehen, um die kompatible Sendespule mit der Fahrzeug-Empfangsspule auszurichten. Das Fahrzeug-Ladesystem kann ferner einen Reifenortdetektor beinhalten, der dafür ausgelegt ist, eine Position von mindestens einem Reifen eines Fahrzeugs innerhalb eines Raumes, der von dem Fahrzeug-Ladesystem definiert wird, auszugeben, wobei die mindestens eine Steuerung ferner dafür programmiert ist, das Karussell, basierend auf der Position des mindestens einen Reifens, zu bewegen und zu drehen. Die mindestens eine Steuerung kann ferner dafür programmiert sein, Daten von einem Fahrzeug zu empfangen, die einen Ort der Fahrzeug-Empfangsspule angeben, und das Karussell zu bewegen und zu drehen, um, basierend auf dem Ort der Fahrzeug-Empfangsspule, die ausgewählte Sendespule mit der Fahrzeug-Empfangsspule auszurichten. Die mindestens eine Steuerung kann ferner dafür programmiert sein, als Reaktion auf einen von dem Fahrzeug empfangenen Befehl, eine Position der ausgewählten Sendespule einzustellen, das Karussell zu bewegen und zu drehen, um die Position der ausgewählten Sendespule gemäß dem Befehl einzustellen.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeug-Ladesystems beinhaltet das Empfangen, durch eine Steuerung, von Daten, die eine kompatible Sendespule anzeigen, von Daten, die eine Reifenposition anzeigen, und von Daten, die eine Position einer Fahrzeug-Empfangsspule anzeigen. Das Verfahren beinhaltet ferner das Befehlen, durch die Steuerung, ein Karussell, einschließlich der kompatiblen Sendespule, basierend auf der Reifenposition und der Position der Fahrzeug-Empfangsspule, zu bewegen und zu drehen, so dass die kompatible Sendespule mit einer Fahrzeug-Empfangsspule ausgerichtet ist. Das Verfahren kann ferner beinhalten, einem Hebemechanismus, durch die Steuerung, zu befehlen, eine Höhe der kompatiblen Sendespule relativ zu der Fahrzeug-Empfangsspule zu ändern, um eine Entfernung zwischen der kompatiblen Sendespule und der Fahrzeug-Empfangsspule zu ändern. Das Verfahren kann ferner das Empfangen eines Positionierungsbefehls von einem Fahrzeug, durch die Steuerung, beinhalten, und, das Befehlen, durch die Steuerung, basierend auf dem Positionierungsbefehl, das Karussell zu bewegen und zu drehen. Die Position der Fahrzeug-Empfangsspule kann relativ zu der Reifenposition sein. Die Daten, die eine kompatible Sendespule anzeigen, können eine Fahrzeugkennung und/oder eine Sendespulenkennung sein.
Ein Fahrzeug-Ladesystem beinhaltet ein Karussell, einschließlich mehrerer Sendespulen, das dafür ausgelegt ist, sich in einer Längsrichtung zu bewegen und um eine Achse zu drehen. Das Fahrzeug-Ladesystem beinhaltet ferner mindestens eine Steuerung, die dafür programmiert ist, als Reaktion auf das Empfangen von Positionierungsdaten von einem Fahrzeug zum Ausrichten einer ausgewählten Sendespule mit einer Fahrzeug-Empfangsspule, das Karussell gemäß der Positionierungsdaten zu bewegen und zu drehen. Die Positionierungsdaten können relativ zu einer gegenwärtigen Position der ausgewählten Sendespule sein. Das Fahrzeug-Ladesystem kann ferner einen Hebemechanismus zum Ändern einer Höhe der Sendespulen beinhalten, und die Positionierungsdaten können eine Höheneinstellung beinhalten, und die mindestens eine Steuerung kann ferner dafür programmiert sein, den Hebemechanismus gemäß der Höheneinstellung zu betreiben. Die Positionierungsdaten können auf einer Energiemenge basieren, die von der ausgewählten Sendespule zu der Fahrzeug-Empfangsspule übertragen wird. Die Positionierungsdaten maximieren die von der ausgewählten Sendespule an die Fahrzeug-Empfangsspule übertragene Energiemenge. Die mindestens eine Steuerung kann ferner dafür programmiert sein, Bewegung in der Längsrichtung zu minimieren. Die mindestens eine Steuerung kann ferner dafür programmiert sein, Drehung um die Achse zu minimieren. Die mindestens eine Steuerung kann ferner dafür programmiert sein, die ausgewählte Sendespule durch minimale Bewegung in der Längsrichtung und minimale Drehung um die Achse zu positionieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm eines Hybridelektrofahrzeugs, das typische Antriebsstrang- und Energiespeicherkomponenten veranschaulicht.
2 ist ein Diagramm eines Fahrzeug-Ladesystems.
3 ist ein Diagramm eines druckempfindlichen Felds zum Orten einer Reifenposition.
4A ist ein Graph, der Drucksensorsignalstärken über das druckempfindliche Feld für Sensoren mit zwei Ausgabezuständen zeigt.
4B ist ein Graph, der Drucksensorsignalstärken über das druckempfindliche Feld für Sensoren mit analogen Ausgaben zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es werden hier Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich allerdings, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten übertrieben oder verkleinert dargestellt sein, um Details besonderer Komponenten zu zeigen. Daher sind hier offenbarte, spezifische strukturelle und funktionale Details nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als eine repräsentative Grundlage, um einen Fachmann über verschiedene Anwendungen der vorliegenden Erfindung zu unterrichten. Wie für Durchschnittsfachleute auf der Hand liegt, können verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf irgendeine der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht werden, um Ausführungsformen zu schaffen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten allerdings für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungsformen erwünscht sein.
1 zeigt ein typisches Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (PHEV). Ein typisches Plug-in-Hybridelektrofahrzeug 12 kann eine oder mehrere Elektromaschinen 14 umfassen, die mechanisch mit einem Hybridgetriebe 16 verbunden sind. Die Elektromaschinen 14 können in der Lage sein, als ein Motor oder als ein Generator betrieben zu werden. Zusätzlich ist das Hybridgetriebe 16 mechanisch mit einem Verbrennungsmotor 18 verbunden. Das Hybridgetriebe 16 ist ebenfalls mechanisch mit einer Antriebswelle 20 verbunden, die mechanisch mit den Rädern 22 verbunden ist. Die Elektromaschinen 14 können Antriebs- und Verzögerungsfähigkeit bereitstellen, wenn der Verbrennungsmotor 18 ein- oder ausgeschaltet ist. Die Elektromaschinen 14 fungieren auch als Generatoren und können Vorteile hinsichtlich der Kraftstoffwirtschaftlichkeit bereitstellen, indem sie Energie zurückgewinnen, die im Friktionsbremssystem normalerweise als Wärme verloren gehen würde. Die Elektromaschinen 14 können auch dadurch Fahrzeugemissionen reduzieren, dass sie dem Verbrennungsmotor 18 erlauben, bei effizienteren Drehzahlen zu arbeiten, und dass sie dem Hybridelektrofahrzeug 12 erlauben, unter gewissen Umständen mit ausgeschaltetem Verbrennungsmotor 18 im Elektromodus betrieben zu werden.
Eine Traktionsbatterie oder ein Batteriesatz 24 speichert Energie, die von den Elektromaschinen 14 verwendet werden kann. Ein Fahrzeug-Batteriesatz 24 stellt typischerweise eine Hochspannungs-DC-Ausgabe bereit. Die Traktionsbatterie 24 ist elektrisch mit einem oder mehreren Leistungselektronikmodulen 26 verbunden. Ein oder mehrere Schütze 42 können die Traktionsbatterie 24 von anderen Komponenten trennen, wenn sie geöffnet sind, und die Traktionsbatterie 24 mit anderen Komponenten verbinden, wenn sie geschlossen sind. Das Leistungselektronikmodul 26 ist ebenfalls mit den Elektromaschinen 14 elektrisch verbunden und stellt die Fähigkeit zur bidirektionalen Übertragung von Energie zwischen der Traktionsbatterie 24 und den Elektromaschinen 14 bereit. Zum Beispiel kann eine typische Traktionsbatterie 24 eine Gleichspannung bereitstellen, während die Elektromaschinen 14 möglicherweise unter Verwendung eines Drei-Phasen-Wechselstroms arbeiten. Das Leistungselektronikmodul 26 kann die Gleichspannung in einen Dreiphasen-Wechselstrom zur Verwendung durch die Elektromaschinen 14 umwandeln. In einem regenerativen Modus kann das Leistungselektronikmodul 26 den Dreiphasen-Wechselstrom aus den Elektromaschinen 14, die als Generatoren fungieren, in die mit der Traktionsbatterie 24 kompatible Gleichspannung umwandeln. Die Beschreibung hier ist gleichermaßen auf ein reines Elektrofahrzeug anwendbar. Bei einem reinen Elektrofahrzeug kann das Hybridgetriebe 16 ein Getriebe sein, das mit einer Elektromaschine 14 verbunden ist, und der Verbrennungsmotor 18 ist möglicherweise nicht vorhanden.
Zusätzlich dazu, dass die Traktionsbatterie 24 Energie zum Antrieb bereitstellt, kann sie Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Ein typisches System kann ein Gleichspannungswandlermodul 28 enthalten, das die Hochspannungs-Gleichstrom-Ausgabe der Traktionsbatterie 24 in eine Niederspannungs-Gleichstrom-Versorgung umwandelt, die kompatibel mit anderen Fahrzeugverbrauchern ist. Andere Hochspannungsverbraucher 46, wie zum Beispiel Verdichter und elektrische Heizungen, können direkt mit der Hochspannung verbunden sein, ohne dass ein Gleichspannungswandlermodul 28 verwendet wird. Die Niederspannungssysteme können mit einer Hilfsbatterie 30 (z. B. einer 12V-Batterie) elektrisch verbunden sein.
Das Fahrzeug 12 kann ein Elektrofahrzeug oder ein Plug-in-Hybridfahrzeug sein, in dem die Traktionsbatterie 24 von einem drahtlosen Fahrzeug-Ladesystem 52 wiederaufgeladen werden kann. Das drahtlose Fahrzeug-Ladesystem 52 kann eine externe Leistungsquelle 36 beinhalten. Die externe Leistungsquelle 36 kann eine Verbindung zu einer elektrischen Steckdose sein. Die externe Leistungsquelle 36 kann mit einer Elektrofahrzeug-Versorgungseinrichtung (EVSE) 38 elektrisch verbunden sein. Die EVSE 38 kann eine Steuerung 54 bereitstellen, um Schaltungen und Steuerungen zum Regeln und Managen der Übertragung von Energie zwischen der Leistungsquelle 36 und dem Fahrzeug 12 bereitzustellen. Die externe Leistungsquelle 36 kann der EVSE 38 elektrische Gleichspannungs- oder Wechselspannungsleistung bereitstellen. Die EVSE 38 kann mit einer Sendespule 40 zum drahtlosen Übertragen von Energie an eine Empfangsspule 34 des Fahrzeugs 12 gekoppelt sein. Die Empfangsspule 34 kann mit einem Ladegerät oder einem Bord-Leistungswandlungsmodul 32 elektrisch verbunden sein. Die Empfangsspule 34 kann an einer Unterseite des Fahrzeugs 12 platziert sein. Das Leistungswandlungsmodul 32 kann die der Empfangsspule 34 zugeführte Leistung konditionieren, um der Traktionsbatterie 24 die korrekten Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungswandlungsmodul 32 kann an die EVSE 38 angekoppelt sein, um die Zufuhr von Leistung an das Fahrzeug 12 zu koordinieren.
Eine oder mehrere Radbremsen 44 können zum Verzögern des Fahrzeugs 12 und zum Verhindern einer Bewegung des Fahrzeugs 12 vorgesehen sein. Die Radbremsen 44 können hydraulisch betätigt, elektrisch betätigt oder eine Kombination davon sein. Die Radbremsen 44 können ein Teil eines Bremssystems 50 sein. Das Bremssystem 50 kann andere Komponenten beinhalten, um die Radbremsen 44 zu betätigen. Aus Vereinfachungsgründen stellt die Figur eine einzige Verbindung zwischen dem Bremssystem 50 und einer der Radbremsen 44 dar. Eine Verbindung zwischen dem Bremssystem 50 und den anderen Radbremsen 44 wird stillschweigend vorausgesetzt. Das Bremssystem 50 kann eine Steuerung beinhalten, um das Bremssystem 50 zu überwachen und zu koordinieren. Das Bremssystem 50 kann die Bremsenkomponenten überwachen und die Radbremsen 44 zur Fahrzeugverzögerung steuern. Das Bremssystem 50 kann auf Fahrerbefehle reagieren und kann auch autonom arbeiten, um Merkmale wie eine Stabilitätskontrolle zu implementieren. Die Steuerung des Bremssystems 50 kann ein Verfahren zum Ausüben einer angeforderten Bremskraft implementieren, wenn von einer anderen Steuerung oder Subfunktion angefordert.
Ein oder mehrere elektrische Verbraucher 46 können mit dem Hochspannungsbus verbunden sein. Die elektrischen Verbraucher 46 können eine assoziierte Steuerung aufweisen, die arbeitet und die elektrischen Verbraucher 46 steuert, wenn angebracht. Beispiele elektrischer Verbraucher 46 können ein Heizungsmodul oder ein Klimaanlagenmodul sein.
Das drahtlose Fahrzeug-Ladesystem 52 kann eine Fläche (z.B. einen Stellplatz) zum Parken des Fahrzeugs 12 zwecks Ladens definieren. Die Fläche kann zum Laden einer Vielzahl von Fahrzeugen verschiedener Größe geeignet sein. Das drahtlose Fahrzeug-Ladesystem 52 kann visuelle Rückmeldung für einen Fahrzeugführer bereitstellen. Die visuelle Rückmeldung kann einen oder mehrere Indikatoren beinhalten, die anzeigen, dass ein Laden stattfindet, das Laden beendet ist oder dass eine diagnostische Bedingung vorliegt, die ein Laden verhindert. Die visuelle Rückmeldung kann ein Teil einer Anzeige sein, die sich außerhalb oder innerhalb des Fahrzeugs befindet.
Das drahtlose Fahrzeug-Ladesystem 52 kann dafür ausgelegt sein, eine Position der Empfangsspule 34 relativ zu der Sendespule 40 zu detektieren. 2 veranschaulicht eine mögliche Implementierung eines Fahrzeug-Ladesystems 52. Ein Fahrzeugortungsmechanismus 100 kann in dem drahtlosen Fahrzeug-Ladesystem 52 enthalten sein. Der Fahrzeugortungsmechanismus 100 kann die Position des Fahrzeugs 12 innerhalb des Fahrzeug-Ladesystems 52 bestimmen. Der Fahrzeugortungsmechanismus 100 kann einen Ort von einem oder mehreren der Reifen 22 innerhalb der Fläche detektieren, die durch das Fahrzeug-Ladesystem 52 definiert wird.
Das drahtlose Fahrzeug-Ladesystem 52 kann mit mehreren Sendespulen 140, 142, 144 konfiguriert sein, um Laden von verschiedenen Fahrzeugen zu unterstützen. Die Sendespulen 140, 142, 144 können selektiv mit der Leistungsquelle 36 gekoppelt sein, um Energie zu der Fahrzeug-Empfangsspule 34 zu übertragen. Das drahtlose Fahrzeug-Ladesystem 52 kann dafür ausgelegt sein, die passende Sendespule 140, 142, 144 aus den mehreren Sendespulen auszuwählen.
Das drahtlose Fahrzeug-Ladesystem 52 kann dafür ausgelegt sein, die ausgewählte Sendespule (z.B 140, 142 oder 144) mit der Empfangsspule 34 des Fahrzeugs 12 für eine maximale Leistungsübertragung und minimale Emissionen auszurichten. Ein Sendespulentransportmechanismus 102 kann in dem drahtlosen Fahrzeug-Ladesystem 52 enthalten sein. Der Transportmechanismus 102 kann dafür ausgelegt sein, die Sendespulen (140, 142, 144) an verschiedene Positionen zu bewegen. Der Transportmechanismus 102 kann fähig zum Ausrichten der ausgewählten Sendespule (z.B. 140, 142 oder 144) an der Empfangsspule 34 sein, um die Übertragung von Energie von der ausgewählten Sendespule (z.B. 140, 142 oder 144) an das Fahrzeug 12 zu optimieren.
Das drahtlose Fahrzeug-Ladesystem 52 kann dafür ausgelegt sein, die Bewegung der Sendespulen (140, 142, 144) mit minimalem Benutzereingriff zu automatisieren. Die Vorteile eines derartigen automatisierten Systems sind zahlreich. Das automatische System erlaubt es dem Fahrzeug 12, auf normale Weise mit minimaler Aufmerksamkeit durch den Benutzer geparkt zu werden. Ein weiterer Vorteil des drahtlosen Ladesystems 52 ist, dass keine Benutzerschnittstelle in dem Fahrzeug 12 benötigt wird. Das automatische System beseitigt die Notwendigkeit präzisen Parkens des Fahrzeugs 12, so dass keine Einparkhilfen nötig sind. Ein automatisches Parksystem wird nicht benötigt, da das Fahrzeug 12 nicht präzise innerhalb der Parkfläche ausgerichtet sein muss. Das automatische Ladesystem kann dafür ausgelegt sein, unabhängig davon zu funktionieren, ob das Fahrzeug 12 in Rückwärts- oder Vorwärtsrichtung in der Parkflache platziert ist.
Das Fahrzeugortungssystem 100 kann auf eine Vielzahl von Wegen implementiert werden. Ein oder mehrere druckempfindliche Reifenfelder oder -matten 104 können enthalten sein, um die Position von einem oder mehreren Reifen 22 des Fahrzeugs 12 zu orten. Basierend auf der Position der Reifen 22 auf den Reifenfeldern 104 kann der Ort der Fahrzeug-Empfangsspule 34 relativ zu der ausgewählten Sendespule (z.B. 140, 142 oder 144) sichergestellt werden. In einer Implementierung kann ein Paar von druckempfindlichen Reifenfeldern 104 bereitgestellt sein, um die Position der Reifen 22 auf jeder Seite des Fahrzeugs 12 zu bestimmen. Das Reifenfeld 104 kann einen Reifenstopp 106 beinhalten, um Bewegung des Reifens 22 in einer gegebenen Richtung zu begrenzen. Der Reifenstopp 106 kann eine erhöhte Fläche des Reifenfelds 104 sein, die eine Bewegung des Reifens 22 in einer Richtung verhindert. Der Reifenstopp 106 kann in dem Reifenfeld 104 oder einem separaten Stück, das an dem Reifenfeld 104 angebracht ist, integriert sein.
Die druckempfindlichen Reifenfelder 104 können durch einen Feldseparator 112 getrennt werden, der an jedes der Reifenfelder 104 gekoppelt sein kann. Der Feldseparator 112 kann so dimensioniert sein, um einen gewünschten Abstand zwischen den Reifenfeldern 104 zu erhalten und um die Reifenfelder 104 in einer Ausrichtung allgemein parallel zueinander zu erhalten. Der Feldseparator 112 kann so fungieren, den Abstand zwischen den Reifenfeldern 104 konstant zu halten. Ein Transportmechanismusseparator 114 kann einen konstanten Abstand zwischen dem Feldseparator 112 und dem Sendespulen-Transportmechanismus 102 erhalten. Der Feldseparator 112 und der Transportmechanismusseparator 114 können hohl sein, um Kabelverlegung über das gesamte Fahrzeug-Ladesystem 52 hinweg, zu erleichtern. Der Transportmechanismusseparator 114 kann an den Feldseparator 112 und den Sendespulen-Transportmechanismus 102 gekoppelt sein. Der Transportmechanismusseparator 114 kann derart ausgerichtet sein, dass sich eine Mittellinie des Transportmechanismusseparators 114 auf halbem Wege zwischen den Reifenfeldern 104 befindet.
3 veranschaulicht eine mögliche Implementierung eines druckempfindlichen Reifenfelds 104. Die Reifenfelder 104 können eine Reihe oder eine Matrix von druckempfindlichen Sensoren 160 enthalten. Eine erste Reihe 164 von druckempfindlichen Sensoren 160 kann in dem Reifenfeld 104 installiert sein. Eine oder mehrere zusätzliche Reihen (z.B. 166) von druckempfindlichen Sensoren 160 können ebenfalls in dem Reifenfeld 104 installiert sein. Die druckempfindlichen Sensoren 160 können ein Signal bereitstellen, das einen von dem Reifen 22 an den Orten der Sensoren 160 ausgeübten Druck angibt. Die druckempfindlichen Sensoren 160 können elektrisch mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 162 verbunden sein. Die ECU 162 kann dafür ausgelegt sein, Leistung für die druckempfindlichen Sensoren 160 bereitzustellen und Signale von den Sensoren 160 zu empfangen. Das Signal von dem druckempfindlichen Sensor 160 kann ein Analogsignal sein, das proportional zu dem auf den Sensor 160 ausgeübten Druck ist. Das Analogsignal kann von der ECU 162 gefiltert und abgetastet werden. Die ECU 162 kann eine mit jedem der druckempfindlichen Sensoren 160 assoziierte Spannung messen. Die gemessene Spannung kann proportional zu einer Druckstärke sein, die von dem Reifen 22 an dem Ort des druckempfindlichen Sensors 160 ausgeübt wird. Zum Beispiel können druckempfindliche Sensoren 160, die sich unmittelbar unter dem Reifen 22 befinden, eine Spannung aufweisen, die größer als für druckempfindliche Sensoren 160 ist, die sich an der Seite des Reifens 22 befinden.
Die Spannungsmessungen können eine Verteilung von Druckwerten bereitstellen, anhand derer die Position des Reifens 22 auf dem Reifenfeld 104 bestimmt werden kann. Jeder der druckempfindlichen Sensoren 160 kann in Abhängigkeit von der Position des Sensors 160 relativ zum Reifen 22 einen anderen Druckwert anzeigen. Die von den druckempfindlichen Sensoren 160 bereitgestellten Signale können eine Stärke aufweisen, die von der Nähe des Reifens 22 zu den Sensoren 160 abhängt. Wenn sich die Position des Reifens 22 auf dem Reifenfeld 104 ändert, können sich Werte des Sensors 160 ändern. Da sich das Reifenfeld 104 aufgrund der Übertragung des Fahrzeuggewichts über eine Kontaktfläche des Reifens verlagert, können sich die Werte des Sensors 160 ändern. Man kann erwarten, dass ein Sensor 160, der sich innerhalb der Kontaktfläche des Reifens befindet, einen größeren Wert misst als ein Sensor 160, der sich außerhalb der Reifenkontaktfläche befindet.
Die Drucksensoren 160 können ein digitales Signal (z.B. Ein oder Aus) bereitstellen, das angibt, ob der von dem Reifen 22 ausgeübte Druck über oder unter einer vordefinierten Schwelle liegt. Das bedeutet, ob sich der Reifen 22 auf dem einzelnen Drucksensor 160 befindet oder nicht. Die Position des Reifens 22 kann dann anhand der Orte der Sensoren 160, an denen das Signal oberhalb der vorbestimmten Schwelle liegt, bestimmt werden.
Die Position jedes Sensors 160 in dem Reifenfeld 104 kann im Voraus bekannt sein. Die Sensoren 160 können dafür ausgelegt sein, sich in einem festen Abstand voneinander zu befinden. Alternativ können die Sensoren 160 dafür ausgelegt sein, sich in einem variablen Abstand voneinander zu befinden. Zum Beispiel haben kleine Fahrzeuge schmalere Reifen und eine kleinere Spur (Abstand zwischen der Mittellinie von zwei Rädern auf derselben Achse), so dass die Sensoren 160 dafür ausgelegt sein können, an den inneren Teilen des Reifenfelds dichter beieinander zu sein.
Die Position des Reifens 22 kann, basierend auf den bekannten Orten der Sensoren 160, als ein Ort auf dem Reifenfeld 104 bestimmt werden. Die Reifenposition kann eine relative Position des Reifens 22 in Bezug auf das Reifenfeld 104 sein. Eine absolute Position des Reifenfelds 104 innerhalb des Fahrzeug-Ladesystems 52 kann bekannt sein. Die Reifenposition kann relativ zu der absoluten Position des Reifenfelds 104 ausgedrückt werden.
Sobald die Reifenposition auf dem Reifenfeld 104 gesichert ist, kann die Position der Empfangsspule 34 berechnet werden. Die Verwendung von zwei Feldern 104 kann sicherstellen, dass das Fahrzeug 12 richtig in der seitlichen und der Längsrichtung ausgerichtet ist. Die Reifenstopps 106 können sicherstellen, dass beide Reifen 22 der gegebenen Achse in derselben Ebene ausgerichtet sind. Die Reifenstopps 106 können einen oder mehrere zusätzliche druckempfindliche Sensoren beinhalten, um anzugeben, dass ein Reifen 22 sich in Kontakt mit dem Reifenstopp 106 befindet. Wenn detektiert wird, dass die Reifen 22 die Reifenstopps 106 kontaktieren, kann ein Signal an den Benutzer ausgegeben werden, dass sich das Fahrzeug 12 an der richtigen Stelle auf den Reifenfeldern 104 befindet. Alternativ können die druckempfindlichen Sensoren 160 auf den Reifenfeldern 104 in einer Implementierung ohne Reifenstopps 106 überwacht werden, um sicherzustellen, dass sich beide Reifen 22 auf den Reifenfeldern 104 befinden. Wenn detektiert wird, dass sich beide Reifen 22 auf den Reifenfeldern 104 befinden, kann der Benutzer gewarnt werden.
Um eine Vielzahl von Fahrzeugen aufzunehmen, können die Reifenfelder 104 so angeordnet sein, eine Vielzahl von Spurweiten aufnehmen zu können. Die Breite zwischen den Reifenfeldern 104 kann derart sein, dass eine Spanne von Fahrzeugspurweiten aufgenommen wird. Ein innerer Teil des Reifenfelds 104 kann der Teil sein, der dem anderen Reifenfeld 104 am nächsten ist. Ein äußerer Teil des Reifenfelds 104 kann der Teil sein, der am weitesten von dem anderen Reifenfeld 104 entfernt ist. Zum Beispiel kann ein Schmalspurfahrzeug auf den inneren Teilen der Reifenfelder 104 aufgenommen werden. Das bedeutet, dass jeder Reifen 22 auf dem inneren Teil eines jeden Reifenfelds 104 zum Stillstand kommen wird. Ein Breitspurfahrzeug kann auf den äußeren Teilen der Reifenfelder aufgenommen werden. Eine tatsächliche Spurweite eines Fahrzeugs 12 kann basierend auf der Position der Reifen 22 auf den Reifenfeldern 104 berechnet werden. Die berechnete Spurweite kann verwendet werden, um Daten zu bestätigen, die von dem Fahrzeug 12 gesendet werden.
Die druckempfindlichen Sensoren 160 können eine Matrix aus Schaltern sein, die so ausgelegt sind, dass der Schalter oder der Kontakt schließt, wenn der Reifen sich über dem Schalter befindet. Die ECU 162 kann Leistung oder Masse an einen ersten Kontakt des Schalters bereitstellen. Ein zweiter Kontakt des Schalters kann von der ECU 162 überwacht werden, um zu bestimmen, ob der Schalter geschlossen hat. Der zweite Kontakt kann, abhängig von der Konfiguration, elektrisch gegenüber Leistung oder Masse vorgespannt sein. Zum Beispiel kann der Schalter schließen, wenn der Reifen 22 des Fahrzeugs 12 aufgrund des Gewichts des Fahrzeugs auf den Schalter herunterdrückt. Wenn der Schalter schließt, kann der zweite Kontakt die Spannung ändern. Eine Feder oder ein anderes Vorspannelement kann mit der Basis, der Abdeckung und dem Schalter zusammenwirken, um den Schalter in die Offen-Position zurückzubringen, wenn der Reifen von dem Reifenfeld 104 entfernt wird.
Die druckempfindlichen Sensoren 160 können auf Dehnungssensoren basieren und ein Signal bereitstellen, das proportional zu einer Auslenkung des Dehnungssensors ist. Die ECU 162 kann Leistung und Masse für die Dehnungssensoren bereitstellen. Wenn mehr Gewicht am Ort des Sensors 160 auf dem Reifenfeld 104 platziert wird, kann eine Größe einer Dehnungsauslenkung zunehmen und das Signal kann in seiner Stärke zunehmen. Eine Matrix von Sensoren 160 dieses Typs kann eine Verteilung von Signalstärken bereitstellen. Der Reifenort kann als der Ort oder die Orte bestimmt werden, die die größten Stärken aufweisen.
4A stellt einen Graphen von Signalen von den Drucksensoren 160 dar, die von binärer Natur sind und einen von zwei möglichen Zuständen aufweisen. Die x-Achse 180 gibt die Position jedes Sensors 160 über das Reifenfeld 104 an. Die y-Achse 182 stellt die Stärke des Signals dar, das von den Sensoren 160 an den Sensororten erzeugt wurde. Der Reifenkontaktfleck 184 kann sich an besonderen Orten auf dem Reifenfeld 104 befinden. In dieser Konfiguration können Sensoren 160, die sich innerhalb des Reifenkontaktflecks 184 befinden, ein 'Hoch'-Signal 190 bereitstellen. Sensoren 160, die sich außerhalb des Reifenkontaktflecks 184 befinden, können ein 'Tief'-Signal 192 bereitstellen. Eine Ergebniskurve 186 von Signalstärken kann gezeichnet werden.
4B stellt einen Graphen von Signalen von Drucksensoren 160 dar, die ein Analogsignal bereitstellen. Die x-Achse 180 gibt die Position jedes Sensors 160 über das Reifenfeld 104 an. Die y-Achse 182 stellt die Stärke des Signals dar, das von den Sensoren 160 an den Orten erzeugt wurde. Der Reifenkontaktfleck 184 kann sich an besonderen Orten auf dem Reifenfeld 104 befinden. In dieser Konfiguration kann ein Sensor 160, der sich innerhalb des Reifenkontaktflecks 184 befindet, ein Signal mit einer größeren Stärke bereitstellen. Die Signalstärke kann mit zunehmendem Abstand zwischen dem Sensor 160 und dem Reifenkontaktfleck 184 abnehmen. Eine Ergebniskurve 188 von Signalstärken kann gezeichnet werden.
Die ECU 162 kann, basierend auf der Verteilung der Stärken, den Reifenort auf dem Reifenfeld 104 bestimmen. Der Reifenort kann ein Ort der Mitte des Reifens 22 sein. Zum Beispiel kann der Reifenort in 4A als x_j 194 bestimmt werden und kann der Sensor sein, der sich in der Mitte von allen Sensoren befindet, die einen 'Hoch'-Wert aufweisen. In 4B kann der Reifenort x_j 194 als der Sensor bestimmt werden, der die größte Stärke aufweist.
Das Reifenfeld 104 kann in einer Vielzahl von Konfigurationen und unterschiedlichen Materialien konstruiert sein. Das Reifenfeld 104 kann ein Gehäuse für die Drucksensoren 160 definieren. Die Drucksensoren 104 können an einer Basis oder an einem Substrat angebracht sein und eine Abdeckung kann die Sensoren 160 vor Beschädigung und Verschmutzung schützen. Das Reifenfeld 104 kann aus einem flexiblen Material (z.B. Gummi) mit darin eingebetteten Drucksensoren 160 konstruiert sein.
Eine Position der Sendespulen 140, 142, 144 relativ zu den Reifenfeldern 104 kann durch die EVSE-Steuerung 54 erhalten werden. Die relative Position der Sendespulen 140, 142, 144 zu den Reifenfeldern 104 kann gemessen oder geschätzt werden. Die Sendespulen 140, 142, 144 können eine "Heimat"-Position aufweisen, die sich in einer bekannten Position relativ zu den Reifenfeldern 104 befindet. Die Sendespulen 140, 142, 144 können nach dem Beenden des Ladens oder vor dem Beginn des Ladens in der Heimat-Position positioniert sein. Eine Bewegung der Sendespulen 140, 142, 144 kann verhindert werden, wenn sich kein Fahrzeug 12 an der Ladestation 52 befindet. Zusätzliche Sensoren können bereitgestellt werden, um zu detektieren, ob die Ladestation 52 frei von Objekten oder Personen ist, die durch Bewegung der Sendespulen 140, 142, 144 gefährdet werden können.
Eine Kommunikationsverbindung zwischen dem drahtlosen Fahrzeug-Ladesystem 52 und dem Fahrzeug 12 kann vorhanden sein. Die Kommunikationsverbindung kann eine drahtlose Schnittstelle sein, die es ermöglicht, dass Daten zwischen dem Fahrzeug 12 und dem Fahrzeug-Ladesystem 52 übertragen werden können. Standardmäßige drahtlose Schnittstellen, wie etwa WiFi oder Bluetooth, können für die Kommunikationsverbindung verwendet werden. Die EVSE-Steuerung 54 kann passende Schnittstellenschaltungen enthalten, die über die ausgewählte drahtlose Schnittstelle kommunizieren.
Eine Steuerung (z.B. die Systemsteuerung 48) in dem Fahrzeug kann Informationen über die Kommunikationsverbindung bereitstellen. Das Fahrzeug 12 kann Informationen bezüglich der Marke und dem Modell des Fahrzeugs 12 bereitstellen. Die drahtlose Fahrzeug-Ladesystem-Steuerung 54 kann eine Tabelle von Marken und Modellen beinhalten, um die Position der Fahrzeug-Empfangsspule 34 relativ zu dem einen oder den mehreren Reifen 22 des Fahrzeugs 12 zu bestimmen.
Das Fahrzeug 12 kann Informationen bezüglich der Position der Empfangsspule 34 relativ zu den Reifen 22 des Fahrzeugs 12 bereitstellen. Ein Längs- und ein Seitenabstand kann bereitgestellt werden, um die Position der Empfangsspule 34 relativ zu dem einen oder den mehreren der Reifen 22 anzugeben.
Das drahtlose Fahrzeug-Ladesystem 52 kann auch Ladezustandsinformationen an das Fahrzeug 12 kommunizieren. Eine Benutzeranzeige in dem Fahrzeug 12 kann dem Fahrzeugführer die Ladezustandsinformationen anzeigen. Dies kann die Notwendigkeit für äußere Indikatoren beseitigen, die ein Teil des drahtlosen Fahrzeug-Ladesystems 52 sein können, und kann die Grundfläche des drahtlosen Fahrzeug-Ladesystems 52 reduzieren.
Das drahtlose Fahrzeug-Ladesystem 52 kann dafür ausgelegt sein, Sendespulenortsanforderungen von dem Fahrzeug 12, zwecks einer Feineinstellung der Position der Sendespule 40, zu akzeptieren. Das Fahrzeug 12 kann auch Anforderungen nach Nichtstandardorten der Empfangsspule 34 machen. Während des Ladens kann das Fahrzeug 12 die übertragene Energie messen durch Feineinstellungs-Anforderungen und die Sendespule 40 veranlassen, sich in einer Anstrengung zu bewegen, die übertragene Energie zu erhöhen.
Der Transportmechanismus 102 für die Sendespule kann die Sendespulen 140, 142, 144 an einen befohlenen Ort bewegen. Der Transportmechanismus 102 kann Seiten- und Längsbewegung der Sendespulen 140, 142, 144 bereitstellen. Der Transportmechanismus 102 kann auch die Höhe der Sendespulen 140, 142, 144 relativ zum Fahrzeug 12 einstellen.
Eine seitliche Mittellinie des Transportmechanismus 102 kann allgemein zwischen den zwei Reifenfeldern 104 zentriert sein. Der Transportmechanismus 102 kann eine Spanne von Seiten- und Längsbewegungen relativ zu den Reifenfeldern 104 erlauben.
Die Spezifikationen der Fahrzeug-Empfangsspule 34 können zwischen Fahrzeugherstellern variieren. Laden des Fahrzeugs 12 kann eine kompatible Sendespule (z.B. eine von 140, 142, 144) erfordern. Ein drahtloses Fahrzeug-Ladesystem 52 kann durch Bereitstellen mehrerer Sendespulen 140, 142, 144 mehrere Fahrzeuge aufnehmen. Das drahtlose Fahrzeug-Ladesystem 52 kann Sendespulen 140, 142, 144 bereitstellen, die mit einer Vielzahl von Fahrzeugen kompatibel sind. Ein Vorteil einer solchen Konfiguration ist, dass ein beliebiges Fahrzeug durch Auswählen einer Sendespule (eine von 140, 142, 144), die mit der Fahrzeug-Empfangsspule 34 kompatibel ist, von dem System geladen werden kann.
2 stellt ein Diagramm eines möglichen Transportmechanismus 102 dar, einschließlich mehrerer Sendespulen (140, 142, 144). Der Transportmechanismus 102 kann ein Karussell 150 oder eine Drehscheibe mit mehreren Sendespulen (z.B. 140, 142, 144), die bei verschiedenen Winkeln angebracht sind, beinhalten. Die Drehscheibe 150 kann auf einem Wagen oder einer Plattform angebracht sein, die auf einer oder mehreren Schienen 154 läuft. Die Schienen 154 erlauben es dem Wagen oder der Plattform mit dem drehenden Karussell 150, der Länge nach (z.B. von vorne nach hinten) unter dem Fahrzeug 12 zu gleiten. Eine Drehung der Scheibe 150 ermöglicht es, dass eine ausgewählte Sendespule (eine von 140, 142 oder 144) mit der Fahrzeug-Empfangsspule 34 ausgerichtet werden kann. Durch Bewegen des Wagens oder der Plattform und Drehen des Karussels 50 kann die ausgewählte Sendespule (eine von 140, 142 oder 144) mit der Fahrzeug-Empfangsspule 34 ausgerichtet werden.
Das Karussell 150 kann um eine Achse 156 herum gedreht werden. Das Karussell 150 kann an eine Welle gekoppelt sein, die sich auf der Achse 156 befindet. Die Welle kann ferner an einen Elektromotor gekoppelt sein, der mit dem Wagen oder der Plattform gekoppelt ist. Die Welle und der Elektromotor können über Getriebe gekoppelt sein, um die Drehzahl des Elektromotors relativ zu der Welle einzustellen. Der Elektromotor kann gesteuert werden, die Welle im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen. Drehen des Elektromotors veranlasst das Karussell 150, sich relativ zu dem Wagen oder der Plattform und den Schienen 154 zu drehen. Die Sendespulen 140, 142, 144 können sich um die Achse 156 in eine ausgewählte Position drehen.
Die Höhe der Sendespulen 140, 142, 144 kann ferner einstellbar sein. Zum Beispiel können das Schienensystem 154 und die Drehscheibe 150 mit einem Scherenmechanismus zusammenwirken, um den richtigen Zwischenraum oder den richtigen Abstand zwischen der ausgewählten Sendespule 140, 142, 144 und der Fahrzeug-Empfangsspule 34 einzustellen. Alternativ kann jede Sendespule 140, 142, 144 an einem eigenen Spulenhebemechanismus angebracht sein, um die Fähigkeit bereitzustellen, jede Sendespule 140, 142, 144 einzeln anzuheben.
Der Transportmechanismus 102 kann ein Gehäuse 110 beinhalten. Das Gehäuse 110 kann die Schienen 154, das Karussell 150 und die Sendespulen 140, 142, 144 einschließen. Das Karussell 150 kann eine Abdeckung, die die Sendespulen 140, 142, 144 vor Verschmutzung abschirmt, beinhalten. Die Abdeckung kann aus einem Material bestehen, das die Übertragung von elektrischer Energie zwischen den Sendespulen 140, 142, 144 und der Empfangsspule 34 nicht stört.
Ein Koordinatensystem kann für das Fahrzeug-Ladesystem 52 definiert sein. Ein Ort innerhalb des Fahrzeug-Ladesystems 52 kann als ein Referenzpunkt gewählt sein. Zum Beispiel kann eine linke Vorderecke des linken Reifenfeldes 104 als der Referenzpunkt ausgewählt sein. Die Position von Objekten innerhalb der Grenzen, die durch das Ladesystem 52 definiert sind, kann relativ zu diesem Referenzpunkt sein.
Eine typische Verwendung des drahtlosen Fahrzeug-Ladesystems 52 kann mit einem Benutzer beginnen, der das Fahrzeug 12 in dem Raum, der durch das drahtlose Fahrzeug-Ladesystem 52 definiert ist, parkt. Der Benutzer kann das Fahrzeug 12 derart positionieren, dass die Vorderreifen 22 auf den Reifenfeldern 104 platziert sind. Die Reifenstopps 106 können weitere Bewegung in einer Vorwärtsrichtung unterbinden. Mit den Reifen 22 auf den Reifenfeldern 104 können die Drucksensoren 160 Signale für die ECU 162 bereitstellen. Die Signale können analysiert werden, um die Position der Reifen 22 auf den Reifenfeldern 104 zu bestimmen. Basierend auf den Sensordaten können die Koordinaten der Mitte der Reifen 22 bestimmt werden. Ein Abstand zwischen der Mitte des Reifens 22 und dem Referenzpunkt kann berechnet werden, um einen absoluten Reifenorf innerhalb des Fahrzeug-Ladesystems 52 zu erhalten.
Eine Position von jeder Sendespule 140, 142, 144 relativ zum Referenzpunkt kann ebenfalls bekannt sein. Die Position kann mit Sensoren gemessen werden oder kann, basierend auf den Winkel- und Längspositionen des Karussells 150, berechnet werden. Eine Position von jeder Sendespule 140, 142, 144 relativ zum Reifenort kann, basierend auf dem absoluten Reifenort, bestimmt werden.
Die Steuerung 54 des drahtlosen Fahrzeug-Ladesystems 52 kann Daten von dem Fahrzeug empfangen. Die Daten können die Position der Fahrzeug-Empfangsspule 34 relativ zu der Mitte des Reifens angeben. Daten, die den Ort der Empfangsspule 34 relativ zu den Reifen 22 angeben, können empfangen werden. Zum Beispiel können die Daten einen Längs- und einen Seitenabstand von der linken Vorderreifenmitte zur Empfangsspule angeben. Eine absolute Position der Fahrzeug-Empfangsspule 34 kann, basierend auf dem absoluten Reifenort, berechnet werden.
Die Steuerung 52 kann auch Daten empfangen, die eine kompatible Sendespule anzeigen. Daten, die den Typ einer Empfangsspule 34 angeben, die in dem Fahrzeug 12 vorhanden ist, können empfangen werden. Der Typ der Empfangsspule 34 kann verwendet werden, eine der Sendespulen 140, 142, 144, die zum Laden des Fahrzeugs 12 verwendet werden soll, auszuwählen. Die Steuerung 54 kann eine Tabelle pflegen, die Empfangsspulentypen einer gewünschten Sendespule zuordnet.
Daten, die den Fahrzeugtyp, wie etwa Marke, Modell und Herstellungsjahr, angeben, können empfangen werden. Die Steuerung 54 kann eine Tabelle mit Fahrzeugdaten pflegen, die jedes bestimmte Fahrzeug einer kompatiblen Sendespule (einer von 140, 142, 144) zuordnet. Die Tabelle kann auch Informationen bezüglich des Ortes der Empfangsspule 34 des Fahrzeugs 12 beinhalten.
Zu diesem Zeitpunkt kann die Steuerung 52 wissen, welche Sendespule 140, 142, 144 gewünscht wird, und die Position, an der die Sendespule 140, 142, 144 platziert werden sollte. Die Steuerung 52 kann Befehle und Signale ausgeben, den Wagen oder die Plattform zu bewegen und das Karussell 150 zu drehen, um die ausgewählte Sendespule 140, 142, 144 an dem gewünschten Ort zu positionieren. Sobald sich die ausgewählte Sendespule 140, 142, 144 in der gewünschten Position befindet, kann die ausgewählte Sendespule 140, 142, 144 erregt werden, um Energie an die Empfangsspule 34 zu übertragen. Das Fahrzeug 12 kann die Ladeoperation überwachen, um sicherzustellen, dass die Energie richtig übertragen wird.
Die Systemsteuerung 48 in dem Fahrzeug 12 kann die Ladeoperation überwachen. Die Systemsteuerung 48 kann die übertragene Energiemenge berechnen und bestimmen, ob mehr Energieübertragung möglich ist. Eine vorbestimmte nominale Energieübertragungsmenge kann bekannt sein und die Fahrzeugsteuerung 48 kann die aktuelle Energieübertragung mit der nominalen Energieübertragung vergleichen. Falls mehr Energieübertragung möglich ist, kann die Fahrzeugsteuerung 48 eine Anforderung an die Ladesteuerung 54 senden, die ausgewählte Sendespule 140, 142, 144 neu zu positionieren. Die Ladesteuerung 54 kann Befehle ausgeben, die Sendespule 140, 142, 144 an eine neue Position zu bewegen, und die Fahrzeugsteuerung 48 kann den Zustand überprüfen. Dieser Prozess kann wiederholt werden, bis eine maximale Energieübertragung erreicht ist.
Das Fahrzeug 12 kann ein Signal senden, das anzeigt, wenn das Laden beendet ist. Die Ladesteuerung 54 kann dann die Sendespule 140, 142, 144 abregen und das Karussell 150 in eine andere Position bewegen, um es dem Fahrzeug 12 zu ermöglichen, die Ladestation 52 zu verlassen.
Die hier offenbarten Prozesse, Methoden oder Algorithmen können zu einer Verarbeitungseinrichtung, einer Steuerung oder einem Computer, wozu eine beliebige existierende programmierbare elektronische Steuereinheit oder dedizierte elektronische Steuereinheit gehören kann, lieferbar sein oder durch sie implementiert werden. Ebenso können die Prozesse, Methoden oder Algorithmen als Daten und Anweisungen, die durch eine Steuerung oder einen Computer ausführbar sind, in vielen Formen gespeichert werden, darunter, aber nicht darauf beschränkt, Informationen, die auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie etwa ROM-Einrichtungen, permanent gespeichert sind, und Informationen, die auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Einrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien, veränderbar gespeichert sind. Die Prozesse, Methoden oder Algorithmen können auch in einem ausführbaren Softwareobjekt implementiert werden. Als Alternative können die Prozesse, Methoden oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung von geeigneten Hardwarekomponenten, wie etwa ASICs (anwendungsspezifische integrierte Schaltungen), FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays), Zustandsautomaten, Steuerungen oder anderen Hardwarekomponenten oder -einrichtungen oder einer Kombination von Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten, realisiert werden.
Obgleich oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen umfasst werden. Die in der Patentbeschreibung verwendeten Ausdrücke dienen eher der Beschreibung als der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Wie vorher beschrieben worden ist, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Verschiedene Ausführungsformen könnten zwar als Vorteile bietend oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungsformen nach dem Stand der Technik in Hinsicht auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften beschrieben worden sein, doch wie Durchschnittsfachleute erkennen, können Kompromisse hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale oder Eigenschaften eingegangen werden, um gewünschte Eigenschaften des Gesamtsystems zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzungsform abhängig sind. Diese Merkmale können Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug-Ladesystem, das Folgendes umfasst: ein Karussell, das mehrere Sendespulen beinhaltet, das dafür ausgelegt ist, sich in einer Längsrichtung zu bewegen und sich um eine Achse zu drehen; und mindestens eine Steuerung, die dafür programmiert ist, das Karussell in der Längsrichtung zu bewegen und das Karussell um die Achse herum zu drehen, um eine ausgewählte Sendespule aus den mehreren Sendespulen mit einer Fahrzeug-Empfangsspule auszurichten.
Fahrzeug-Ladesystem nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Steuerung ferner dafür programmiert ist, das Karussell, als Reaktion auf einen Ort der Fahrzeug-Empfangsspule, zu bewegen und zu drehen.
Fahrzeug-Ladesystem nach Anspruch 1, das ferner einen Hebemechanismus zum Ändern einer Höhe der Sendespulen umfasst, wobei die mindestens eine Steuerung ferner dafür programmiert ist, den Hebemechanismus zu betreiben, um die Höhe der Sendespulen zu ändern, so dass eine Entfernung zwischen der ausgewählten Sendespule und der Fahrzeug-Empfangsspule geändert wird.
Fahrzeug-Ladesystem nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Steuerung ferner dafür programmiert ist, Daten von einem Fahrzeug zu empfangen, die eine kompatible Sendespule angeben, eine der Sendespulen auszuwählen, die die kompatible Sendespule ist, und das Karussell zu bewegen und zu drehen, um die kompatible Sendespule mit der Fahrzeug-Empfangsspule auszurichten.
Fahrzeug-Ladesystem nach Anspruch 1, das ferner einen Reifenortdetektor umfasst, der dafür ausgelegt ist, eine Position von mindestens einem Reifen eines Fahrzeugs innerhalb des von dem Fahrzeug-Ladesystem definierten Raumes auszugeben, wobei die mindestens eine Steuerung ferner dafür programmiert ist, basierend auf der Position des mindestens einen Reifens, das Karussell zu bewegen und zu drehen.
Fahrzeug-Ladesystem nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Steuerung ferner dafür programmiert ist, Daten von einem Fahrzeug zu erhalten, die einen Ort der Fahrzeug-Empfangsspule anzeigen, und das Karussell, basierend auf dem Ort der Fahrzeug-Empfangsspule, zu bewegen und zu drehen, um die ausgewählte Sendespule mit der Fahrzeug-Empfangsspule auszurichten.
Fahrzeug-Ladesystem nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Steuerung ferner dafür programmiert ist, als Reaktion auf einen von dem Fahrzeug empfangenen Befehl, eine Position der ausgewählten Sendespule einzustellen, das Karussell zu bewegen und zu drehen, um die Position der ausgewählten Sendespule gemäß dem Befehl einzustellen.
Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeug-Ladesystems, das Folgendes umfasst: Empfangen, durch eine Steuerung, von Daten, die eine kompatible Sendespule anzeigen, von Daten, die eine Reifenposition anzeigen, und von Daten, die eine Position einer Fahrzeug-Empfangsspule anzeigen; und Befehlen, durch die Steuerung, ein Karussell, einschließlich der kompatiblen Sendespule, basierend auf der Reifenposition und der Position der Fahrzeug-Empfangsspule, zu bewegen und zu drehen, so dass die kompatible Sendespule mit einer Fahrzeug-Empfangsspule ausgerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner das Befehlen eines Hebemechanismus, durch die Steuerung, umfasst, eine Höhe der kompatiblen Sendespule relativ zu der Fahrzeug-Empfangsspule zu ändern, um eine Entfernung zwischen der kompatiblen Sendespule und der Fahrzeug-Empfangsspule zu ändern.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner Folgendes umfasst: Empfangen eines Positionierungsbefehls von einem Fahrzeug, durch die Steuerung; und, Befehlen, durch die Steuerung, basierend auf dem Positionierungsbefehl, das Karussell zu bewegen und zu drehen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Position der Fahrzeug-Empfangsspule relativ zu der Reifenposition ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Daten, die eine kompatible Sendespule anzeigen, eine Fahrzeugkennung und/oder eine Sendespulenkennung sind.
Fahrzeug-Ladesystem, das Folgendes umfasst: ein Karussell, das mehrere Sendespulen beinhaltet, das dafür ausgelegt ist, sich in einer Längsrichtung zu bewegen und sich um eine Achse zu drehen; und mindestens eine Steuerung, die dafür programmiert ist, als Reaktion auf das Empfangen von Positionierungsdaten von einem Fahrzeug zum Ausrichten einer ausgewählten Sendespule mit einer Fahrzeug-Empfangsspule, das Karussell gemäß den Positionierungsdaten zu bewegen und zu drehen.
Fahrzeug-Ladesystem nach Anspruch 13, wobei die Positionierungsdaten relativ zu einer gegenwärtigen Position der ausgewählten Sendespule sein können.
Fahrzeug-Ladesystem nach Anspruch 13, das ferner einen Hebemechanismus zum Ändern einer Höhe der Sendespulen umfasst, wobei die Positionierungsdaten eine Höheneinstellung beinhalten und wobei die mindestens eine Steuerung ferner dafür programmiert ist, den Hebemechanismus gemäß der Höheneinstellung zu betreiben.
Fahrzeug-Ladesystem nach Anspruch 13, wobei die Positionierungsdaten auf einer Energiemenge basieren, die von der ausgewählten Sendespule zu der Fahrzeug-Empfangsspule übertragen wird.
Fahrzeug-Ladesystem nach Anspruch 16, wobei die Positionierungsdaten die von der ausgewählten Sendespule an die Fahrzeug-Empfangsspule übertragene Energiemenge maximieren.
Fahrzeug-Ladesystem nach Anspruch 13, wobei die mindestens eine Steuerung ferner dafür programmiert ist, Bewegung in der Längsrichtung zu minimieren.
Fahrzeug-Ladesystem nach Anspruch 13, wobei die mindestens eine Steuerung ferner dafür programmiert ist, Drehung um die Achse zu minimieren.
Fahrzeug-Ladesystem nach Anspruch 13, wobei die mindestens eine Steuerung ferner dafür programmiert ist, die ausgewählte Sendespule durch minimale Bewegung in der Längsrichtung und minimale Drehung um die Achse zu positionieren.