DE102018209660A1 - Method and device for determining the positioning of the coils of an inductive charging system - Google Patents

Method and device for determining the positioning of the coils of an inductive charging system Download PDF

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Gerhard Woelfl
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (507) zur Ermittlung von Positionsinformation bzgl. einer Sekundärspule (121) einer Sekundäreinheit (120) relativ zu einer Primärspule (111) einer Primäreinheit (110) beschrieben. Die Primäreinheit (110) umfasst eine Empfangsspule (211), die eingerichtet ist, ein Messsignal (520) bezüglich eines von einer Sendespule (201) der Sekundäreinheit (120) generierten magnetischen Messfeldes (410) zu erfassen. Die Vorrichtung (507) ist eingerichtet, ein Kompensationssignal (612) für ein, in einer direkten Umgebung der Empfangsspule (211) vorliegendes, magnetisches Ladefeld (400) zu generieren. Außerdem ist die Vorrichtung (507) eingerichtet, auf Basis des Kompensationssignals (612) zumindest teilweise einen Einfluss des Ladefelds (400) auf das von der Empfangsspule (211) erfasste Messsignal (520) zu kompensieren, um ein kompensiertes Messsignal (620) bereitzustellen. Des Weiteren ist die Vorrichtung (507) eingerichtet, auf Basis des kompensierten Messsignals (620) eine Signalstärke (610) des Messfeldes (410) an der Empfangsspule (211) zu ermitteln, sowie auf Basis der Signalstärke (610) Positionsinformation in Bezug auf eine Position der Sekundärspule (121) relativ zu der Primärspule (111) zu ermitteln.A device (507) for determining position information relating to a secondary coil (121) of a secondary unit (120) relative to a primary coil (111) of a primary unit (110) is described. The primary unit (110) comprises a reception coil (211), which is set up to detect a measurement signal (520) with respect to a magnetic measurement field (410) generated by a transmission coil (201) of the secondary unit (120). The device (507) is set up to generate a compensation signal (612) for a magnetic charging field (400) present in a direct vicinity of the receiving coil (211). In addition, the device (507) is set up to compensate, based on the compensation signal (612), at least partially for an influence of the charging field (400) on the measurement signal (520) detected by the reception coil (211) in order to provide a compensated measurement signal (620). Furthermore, the device (507) is set up to determine a signal strength (610) of the measuring field (410) on the receiving coil (211) on the basis of the compensated measurement signal (620), and position information in relation to a signal based on the signal strength (610) Determine the position of the secondary coil (121) relative to the primary coil (111).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Positionierung bzw. der Ausrichtung einer Sekundärspule relativ zu der Primärspule eines induktiven Ladesystems, insbesondere zum Laden des Energiespeichers eines Fahrzeugs.The invention relates to a method and a device for determining the positioning or the alignment of a secondary coil relative to the primary coil of an inductive charging system, in particular for charging the energy store of a vehicle.

Fahrzeuge mit Elektroantrieb verfügen über einen elektrischen Energiespeicher, in dem elektrische Energie zum Betrieb einer Elektromaschine des Fahrzeugs gespeichert werden kann. Der Energiespeicher des Fahrzeugs kann mit elektrischer Energie aus einem Stromversorgungsnetz aufgeladen werden. Zu diesem Zweck wird der Energiespeicher mit dem Stromversorgungsnetz gekoppelt, um die elektrische Energie aus dem Stromversorgungsnetz in den Energiespeicher 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.Vehicles with an electric drive have an electrical energy store in which electrical energy for operating an electrical machine of the vehicle can be stored. The vehicle's energy storage device can be charged with electrical energy from a power supply network. For this purpose, the energy store is coupled to the power supply network in order to transfer the electrical energy from the power supply network into the energy store of the vehicle. The coupling can be wired (via a charging cable) and / or wireless (using an inductive coupling between a charging station and the vehicle).

Ein Ansatz zum automatischen, kabellosen, induktiven Laden des Energiespeichers des Fahrzeugs besteht darin, dass vom Boden zum Unterboden des Fahrzeugs über magnetische Induktion über die Unterbodenfreiheit elektrische Energie zu dem Energiespeicher übertragen wird. Dabei wird durch eine Primärspule am Boden ein magnetisches Ladefeld erzeugt, das an einer Sekundärspule des Fahrzeugs einen Ladestrom induziert.One approach to the automatic, wireless, inductive charging of the energy store of the vehicle is that electrical energy is transmitted to the energy store from the floor to the underbody of the vehicle via magnetic induction via the underbody clearance. A primary coil on the ground generates a magnetic charging field that induces a charging current on a secondary coil of the vehicle.

Für ein energieeffizientes Laden sind möglichst hohe Kopplungsfaktoren zwischen der Primärspule und der Sekundärspule vorteilhaft. Durch ein unpräzises Abstellen eines Fahrzeugs auf einer Parkposition kann es zu einem seitlichen Versatz der Spulen und damit zu einem reduzierten Kopplungsfaktor des induktiven Koppelsystems aus Primärspule und Sekundärspule kommen. For energy-efficient charging, the highest possible coupling factors between the primary coil and the secondary coil are advantageous. If a vehicle is parked in an imprecise manner in a parking position, the coils may be offset laterally and thus the coupling factor of the inductive coupling system comprising the primary coil and the secondary coil may be reduced.

Um die Positionierung eines Fahrzeugs über einer Primärspule zu unterstützen, kann von ein oder mehreren Sendespulen des Fahrzeugs ein magnetisches Positionierungs- bzw. Messfeld generiert werden, das durch ein oder mehrere Empfangsspulen der Ladestation erfasst werden kann. Auf Basis der Feldstärken des an den ein oder mehreren Empfangsspulen erfassten Messfeldes kann dann die Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule bestimmt werden.In order to support the positioning of a vehicle over a primary coil, one or more transmitter coils of the vehicle can generate a magnetic positioning or measuring field, which can be detected by one or more receiving coils of the charging station. The position of the vehicle relative to the primary coil can then be determined on the basis of the field strengths of the measuring field recorded on the one or more receiving coils.

Es kann vorkommen, dass sich während eines laufenden, induktiven Ladevorgangs die Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule verändert (z.B. weil das Fahrzeug wegrollt). Dies kann zu einer Reduzierung des Kopplungsfaktors und somit zu einer Reduzierung der Energieeffizienz des Ladevorgangs führen. Des Weiteren kann insbesondere bei einem relativ starken Versatz zwischen Primärspule und Sekundärspule die Sicherheit des induktiven Ladesystems beeinträchtigt werden (z.B. weil über der Primärspule ein Bereich für eine Menschen zugänglich wird).It can happen that the position of the vehicle relative to the primary coil changes during an ongoing inductive charging process (e.g. because the vehicle rolls away). This can lead to a reduction in the coupling factor and thus to a reduction in the energy efficiency of the charging process. Furthermore, the safety of the inductive charging system can be impaired, especially if there is a relatively large offset between the primary coil and the secondary coil (e.g. because an area above the primary coil is accessible to people).

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, in effizienter Weise auch während eines laufenden induktiven Ladevorgangs eine präzise Ermittlung der Positionierung einer Sekundärspule relativ zu einer Primärspule zu ermöglichen.The present document deals with the technical problem of enabling a precise determination of the positioning of a secondary coil relative to a primary coil in an efficient manner even during an inductive charging process.

Die Aufgabe wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The task is solved in each case by the independent claims. Advantageous embodiments include described in the dependent claims. It is pointed out that additional features of a claim dependent on an independent claim without the features of the independent claim or only in combination with a subset of the features of the independent claim can form a separate invention that is independent of the combination of all features of the independent claim can be made the subject of an independent claim, a divisional application or a late application. This applies in the same way to the technical teachings described in the description, which can form an invention that is independent of the features of the independent claims.

Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zur Ermittlung von Positionsinformation bzgl. einer Sekundärspule einer Sekundäreinheit (z.B. eines Fahrzeugs) relativ zu einer Primärspule einer Primäreinheit (z.B. einer Bodeneinheit) beschrieben. Die Primärspule ist eingerichtet, ein magnetisches Ladefeld zu erzeugen, um elektrische Energie an die Sekundärspule zu übertragen (z.B. um den Energiespeicher eines Fahrzeugs zu laden). Ferner umfasst die Primäreinheit zumindest eine Empfangsspule, die eingerichtet ist, ein Messsignal bezüglich eines von einer Sendespule der Sekundäreinheit generierten magnetischen Messfeldes zu erfassen. Das magnetische Messfeld kann durch ein magnetisches Ladefeld überlagert werden, wobei die Energie des Ladefeldes signifikant (z.B. um den Faktor 5, 10, 100 oder mehr) über der Energie des Messfeldes liegen kann. Als Folge daraus kann die Positionierung der Sekundärspule auf Basis des Messfeldes, insbesondere während eines laufenden Ladevorgangs, verfälscht sein.According to one aspect, a device for determining position information relating to a secondary coil of a secondary unit (for example a vehicle) relative to a primary coil of a primary unit (for example a floor unit) is described. The primary coil is set up to generate a magnetic charging field in order to transmit electrical energy to the secondary coil (for example to charge the energy store of a vehicle). Furthermore, the primary unit comprises at least one reception coil, which is set up to detect a measurement signal with respect to a magnetic measurement field generated by a transmission coil of the secondary unit. The magnetic measuring field can be superimposed by a magnetic charging field, the energy of the charging field being significant (for example by the factor 5 . 10 . 100 or more) can be above the energy of the measuring field. As a result, the positioning of the secondary coil based on the measuring field can be falsified, in particular during a charging process.

Die Vorrichtung ist eingerichtet, ein Kompensationssignal für ein, in einer direkten Umgebung der Empfangsspule vorliegendes, magnetisches Ladefeld zu generieren. Dabei wird das Kompensationssignal in Abhängigkeit von der Ladefeldfrequenz des Ladefelds generiert. Die Vorrichtung kann Teil der Primäreinheit sein, oder zumindest mit der Primäreinheit über eine Datenverbindung verbunden sein. Wenn das Ladefeld durch die Primäreinheit selbst erzeugt wird, so kann die Ladefeldfrequenz in direkter Weise ermittelt werden. Wenn das Ladefeld durch eine weitere Primäreinheit erzeugt wird, so kann die Ladefeldfrequenz über eine Kommunikationsverbindung (z.B. über Funk) an die Vorrichtung übermittelt werden.The device is set up to generate a compensation signal for a magnetic charging field that is present in the direct vicinity of the receiving coil. The compensation signal is dependent on the charging field frequency of the Charging field generated. The device can be part of the primary unit, or at least connected to the primary unit via a data connection. If the charging field is generated by the primary unit itself, the charging field frequency can be determined directly. If the charging field is generated by a further primary unit, the charging field frequency can be transmitted to the device via a communication link (for example via radio).

Das erfasste Messsignal kann ein (ggf. allein) von dem Ladefeld abhängiges Störsignal und ein (ggf. allein) von dem Messfeld abhängiges Nutzsignal umfassen. Dabei kann die Energie des Störsignals signifikant höher sein (z.B. um den Faktor 5, 10, 100 oder mehr) als die Energie des Nutzsignals.The detected measurement signal can comprise an interference signal (possibly only) dependent on the charging field and a useful signal (possibly only) dependent on the measuring field. The energy of the interference signal can be significantly higher (e.g. by a factor of 5, 10, 100 or more) than the energy of the useful signal.

Die Vorrichtung kann insbesondere eingerichtet sein, die Phase des Kompensationssignals in Abhängigkeit von dem erfassten Messsignal einzustellen, insbesondere derart, dass ein Abstandsmaß (z.B. die Differenz) zwischen der Phase des erfassten Messsignals und der Phase des Kompensationssignals reduziert, insbesondere minimiert, wird. Eine Abstimmung der Phasen des Kompensationssignals und des erfassten Messsignals liefert insbesondere dann eine zuverlässige Approximation der Phase des Ladefeldes (bzw. des Störsignals), wenn die Energie des Störsignals signifikant höher ist als die Energie des Nutzsignals.The device can in particular be set up to set the phase of the compensation signal as a function of the detected measurement signal, in particular in such a way that a distance measure (e.g. the difference) between the phase of the detected measurement signal and the phase of the compensation signal is reduced, in particular minimized. Coordination of the phases of the compensation signal and the detected measurement signal provides a reliable approximation of the phase of the charging field (or the interference signal) in particular when the energy of the interference signal is significantly higher than the energy of the useful signal.

Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die Amplitude des Kompensationssignals in Abhängigkeit von dem erfassten Messsignal einzustellen, insbesondere derart, dass die Differenz oder ein anderes Abstandsmaß zwischen der Amplitude des Kompensationssignals und der Amplitude des erfassten Messsignals reduziert, insbesondere minimiert, wird. Eine Abstimmung der Amplituden des Kompensationssignals und des erfassten Messsignals liefert insbesondere dann eine zuverlässige Approximation der Amplitude des Ladefeldes (bzw. des Störsignals), wenn die Energie des Störsignals signifikant höher ist als die Energie des Nutzsignals.As an alternative or in addition, the device can be set up to set the amplitude of the compensation signal as a function of the detected measurement signal, in particular in such a way that the difference or another distance measure between the amplitude of the compensation signal and the amplitude of the detected measurement signal is reduced, in particular minimized. Coordinating the amplitudes of the compensation signal and the detected measurement signal provides a reliable approximation of the amplitude of the charging field (or the interference signal) when the energy of the interference signal is significantly higher than the energy of the useful signal.

Die Vorrichtung ist weiter eingerichtet, auf Basis des Kompensationssignals zumindest teilweise den Einfluss des Ladefelds auf das von der Empfangsspule erfasste Messsignal zu kompensieren, um ein kompensiertes Messsignal bereitzustellen. Dabei kann die Vorrichtung eingerichtet sein, das Kompensationssignal von dem erfassten Messsignal abzuziehen, um das kompensierte Messsignal zu ermitteln. Als Folge aus der Kompensation des Einflusses des Kompensationssignals kann bewirkt werden, dass der Energieanteil des Nutzsignals an dem kompensierten Messsignal größer ist als der Energieanteil des Nutzsignals an dem erfassten Messsignal. Die Signalstärke des Messfeldes an der Empfangsspule kann dann mit erhöhter Genauigkeit auf Basis des kompensierten Messsignals ermittelt werden. Insbesondere kann die Signalstärke des kompensierten Messsignals oder einer Frequenzkomponente des kompensierten Messsignals ermittelt werden, um die Signalstärke des Messfeldes zu ermitteln.The device is further configured to use the compensation signal to at least partially compensate for the influence of the charging field on the measurement signal detected by the reception coil in order to provide a compensated measurement signal. The device can be set up to subtract the compensation signal from the detected measurement signal in order to determine the compensated measurement signal. As a result of the compensation of the influence of the compensation signal, it can be caused that the energy portion of the useful signal in the compensated measurement signal is greater than the energy portion of the useful signal in the detected measurement signal. The signal strength of the measuring field at the receiving coil can then be determined with increased accuracy on the basis of the compensated measuring signal. In particular, the signal strength of the compensated measurement signal or a frequency component of the compensated measurement signal can be determined in order to determine the signal strength of the measurement field.

Die Vorrichtung ermöglicht es somit, die Signalstärke eines Messfeldes zur Positionsbestimmung einer Sekundärspule relativ zu einer Primärspule mit erhöhter Genauigkeit zu ermitteln. Ferner kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis der ermittelten Signalstärke Positionsinformation in Bezug auf die Position der Sekundärspule relativ zu der Primärspule zu ermitteln. Somit kann die Genauigkeit der Positionsbestimmung erhöht werden (auch während eines laufenden induktiven Ladevorgangs).The device thus makes it possible to determine the signal strength of a measuring field for determining the position of a secondary coil relative to a primary coil with increased accuracy. Furthermore, the device can be set up to determine position information in relation to the position of the secondary coil relative to the primary coil on the basis of the signal strength determined. The accuracy of the position determination can thus be increased (even during an ongoing inductive charging process).

Die Vorrichtung kann eine Kompensationsspule umfassen, die mit der Empfangsspule, insbesondere über einen gemeinsamen ferromagnetischen Spulenkern, magnetisch gekoppelt ist. Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, mittels der Kompensationsspule und in Abhängigkeit von dem Kompensationssignal (z.B. mittels eines Stroms durch die Kompensationsspule, der von dem Kompensationssignal abhängt) ein magnetisches Kompensationsfeld in der Umgebung der Empfangsspule zu generieren, so dass das magnetische Ladefeld in der Umgebung der Empfangsspule zumindest teilweise kompensiert wird. So kann der Einfluss des induktiven Ladefelds direkt an der Empfangsspule kompensiert werden, so dass Sättigungseffekte eines Spulenkerns der Empfangsspule vermieden werden können. Des Weiteren wird so eine reduzierte Auslegung von elektronischen Bauteilen der Vorrichtung ermöglicht.The device can comprise a compensation coil which is magnetically coupled to the receiving coil, in particular via a common ferromagnetic coil core. The device can be set up to generate a magnetic compensation field in the vicinity of the receiving coil by means of the compensation coil and as a function of the compensation signal (for example by means of a current through the compensation coil that depends on the compensation signal), so that the magnetic charging field in the vicinity of the Receiving coil is at least partially compensated. In this way, the influence of the inductive charging field can be compensated for directly at the receiving coil, so that saturation effects of a coil core of the receiving coil can be avoided. Furthermore, a reduced design of electronic components of the device is made possible.

Die Vorrichtung kann einen Verstärker umfassen, der eingerichtet ist, das kompensierte Messsignal anstelle des erfassten Messsignals zu verstärken. Bei dem Verstärker kann es sich um einen Eingangsverstärker an der Empfangsspule handeln. Die Kompensation kann somit vor der Verstärkung des Messsignals erfolgen, so dass die Auslegung von elektronischen Bauteilen der Vorrichtung reduziert werden kann.The device can comprise an amplifier which is set up to amplify the compensated measurement signal instead of the detected measurement signal. The amplifier can be an input amplifier on the receiving coil. The compensation can thus take place before the amplification of the measurement signal, so that the design of electronic components of the device can be reduced.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, das kompensierte Messsignal mit einem Modulationssignal (z.B. mit einem Rechtecksignal) zu modulieren, um ein moduliertes Messsignal bereitzustellen. Dabei kann das Modulationssignal eine Modulationsfrequenz aufweisen, die von der Ladefeldfrequenz des, in der direkten Umgebung der Empfangsspule vorliegenden, magnetischen Ladefelds abhängt (bzw. dieser entspricht). Ferner kann die Vorrichtung eingerichtet sein, das modulierte Messsignal mittels eines (Bandpass-) Filters zu filtern, um eine Frequenzkomponente des modulierten Messsignals zu extrahieren. Dabei kann das Filter (insbesondere eine Cutoff-Frequenz des Filters) von der Messfeldfrequenz des Messfelds (und ggf. von der Ladefeldfrequenz) abhängen. Die Amplitude der extrahierten Frequenzkomponente kann dabei (ggf. allein) von dem Messfeld (und insbesondere nicht von dem Ladefeld) abhängen. Die Signalstärke des Messfeldes an der Empfangsspule kann dann mit besonders hoher Genauigkeit auf Basis der extrahierten Frequenzkomponente ermittelt werden.The device can be set up to modulate the compensated measurement signal with a modulation signal (for example with a square-wave signal) in order to provide a modulated measurement signal. The modulation signal can have a modulation frequency that depends on (or corresponds to) the charging field frequency of the magnetic charging field present in the immediate vicinity of the receiving coil. Furthermore, the device can be set up to transmit the modulated measurement signal by means of a Filter (bandpass) filters in order to extract a frequency component of the modulated measurement signal. The filter (in particular a cutoff frequency of the filter) can depend on the measuring field frequency of the measuring field (and possibly on the charging field frequency). The amplitude of the extracted frequency component can (possibly alone) depend on the measuring field (and in particular not on the loading field). The signal strength of the measuring field at the receiving coil can then be determined with particularly high accuracy on the basis of the extracted frequency component.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine weitere Vorrichtung zur Ermittlung von Positionsinformation bzgl. einer Sekundärspule einer Sekundäreinheit (z.B. eines Fahrzeugs) relativ zu einer Primärspule einer Primäreinheit (z.B. einer Bodeneinheit) beschrieben. Die Primärspule ist eingerichtet, ein magnetisches Ladefeld zu erzeugen, um elektrische Energie an die Sekundärspule zu übertragen (z.B. um den Energiespeicher eines Fahrzeugs zu laden). Ferner umfasst die Primäreinheit zumindest eine Empfangsspule, die eingerichtet ist, ein Messsignal bezüglich eines von einer Sendespule der Sekundäreinheit generierten magnetischen Messfeldes zu erfassen. Wie bereits oben dargelegt, kann das magnetische Messfeld durch ein magnetisches Ladefeld überlagert werden, wobei die Energie des Ladefeldes signifikant (z.B. um den Faktor 5, 10, 100 oder mehr) über der Energie des Messfeldes liegen kann. Als Folge daraus kann die Positionierung der Sekundärspule auf Basis des Messfeldes, insbesondere während eines laufenden Ladevorgangs, verfälscht sein.According to a further aspect, a further device for determining position information relating to a secondary coil of a secondary unit (for example a vehicle) relative to a primary coil of a primary unit (for example a floor unit) is described. The primary coil is set up to generate a magnetic charging field in order to transmit electrical energy to the secondary coil (for example to charge the energy store of a vehicle). Furthermore, the primary unit comprises at least one reception coil, which is set up to detect a measurement signal with respect to a magnetic measurement field generated by a transmission coil of the secondary unit. As already explained above, the magnetic measuring field can be superimposed by a magnetic charging field, the energy of the charging field being significant (for example by the factor 5 . 10 . 100 or more) can be above the energy of the measuring field. As a result, the positioning of the secondary coil based on the measuring field can be falsified, in particular during a charging process.

Die Vorrichtung ist eingerichtet, ein von der Empfangsspule erfasstes oder ein davon abgeleitetes Messsignal mit einem Modulationssignal zu modulieren, um ein moduliertes Messsignal bereitzustellen. Dabei weist das Modulationssignal eine Modulationsfrequenz auf, die von der Ladefeldfrequenz eines, in der direkten Umgebung der Empfangsspule vorliegenden, magnetischen Ladefelds abhängt. Das Modulationssignal kann ein Rechtecksignal umfassen oder sein. In diesem Fall kann die Vorrichtung eingerichtet sein, das modulierte Messsignal in effizienter Weise durch periodische Umkehr des Vorzeichens des Messsignals (gemäß der Modulationsfrequenz) zu ermitteln.The device is set up to modulate a measurement signal detected by or derived from the reception coil with a modulation signal in order to provide a modulated measurement signal. The modulation signal has a modulation frequency that depends on the charging field frequency of a magnetic charging field that is present in the immediate vicinity of the receiving coil. The modulation signal can comprise or be a square wave signal. In this case, the device can be set up to determine the modulated measurement signal in an efficient manner by periodically reversing the sign of the measurement signal (according to the modulation frequency).

Das erfasste bzw. davon abgeleitete (z.B. kompensierte) Messsignal kann ein von dem Ladefeld abhängiges Störsignal und ein von dem Messfeld abhängiges Nutzsignal umfassen. Dabei kann die Energie des Störsignals signifikant höher sein (z.B. um den Faktor 5, 10, 100 oder mehr) als die Energie des Nutzsignals.The acquired or derived (e.g. compensated) measurement signal can comprise an interference signal dependent on the charging field and a useful signal dependent on the measuring field. The energy of the interference signal can be significantly higher (e.g. by a factor of 5, 10, 100 or more) than the energy of the useful signal.

Das modulierte Messsignal kann mittels eines (Bandpass-) Filters gefiltert werden, um eine Frequenzkomponente des modulierten Messsignals zu extrahieren. Dabei kann das Filter von der Messfeldfrequenz des Messfelds abhängen. Die Modulationsfrequenz kann gleich der Ladefeldfrequenz sein. Alternativ kann die Modulationsfrequenz gleich der Ladefeldfrequenz mal einem rationalen Faktor ungleich eins sein. So können der Abstand von unterschiedlichen Frequenzkomponenten des modulierten Messsignals erhöht, und damit die Genauigkeit der Extraktion einer Frequenzkomponente erhöht werden. Insbesondere kann die Modulationsfrequenz derart sein, dass der Frequenzabstand zwischen der extrahierten Frequenzkomponente und einer direkt benachbarten Frequenzkomponente des modulierten Messsignals größer als der Frequenzabstand zwischen der Messfeldfrequenz und der Ladefeldfrequenz ist, insbesondere um einen Faktor von 2, 3, 5, 10 oder mehr.The modulated measurement signal can be filtered using a (bandpass) filter in order to extract a frequency component of the modulated measurement signal. The filter can depend on the measuring field frequency of the measuring field. The modulation frequency can be equal to the charging field frequency. Alternatively, the modulation frequency can be equal to the charging field frequency times a rational factor not equal to one. In this way, the distance between different frequency components of the modulated measurement signal can be increased, and thus the accuracy of the extraction of a frequency component can be increased. In particular, the modulation frequency can be such that the frequency spacing between the extracted frequency component and a directly adjacent frequency component of the modulated measurement signal is greater than the frequency spacing between the measuring field frequency and the charging field frequency, in particular by a factor of 2, 3, 5, 10 or more.

Die extrahierte Frequenzkomponente wird bevorzugt derart selektiert, dass die extrahierte Frequenzkomponente abgesehen von dem Modulationssignal nur von dem Nutzsignal abhängt. Folglich kann auf Basis der extrahierten Frequenzkomponente die Signalstärke des Messfeldes an der Empfangsspule mit hoher Genauigkeit ermittelt werden. Die Vorrichtung kann weiter eingerichtet sein, auf Basis der Signalstärke präzise Positionsinformation in Bezug auf die Position der Sekundärspule relativ zu der Primärspule zu ermitteln.The extracted frequency component is preferably selected in such a way that, apart from the modulation signal, the extracted frequency component depends only on the useful signal. Consequently, the signal strength of the measuring field at the receiving coil can be determined with high accuracy on the basis of the extracted frequency component. The device can also be set up to determine precise position information in relation to the position of the secondary coil relative to the primary coil on the basis of the signal strength.

Wie bereits oben dargelegt, kann die Primäreinheit eines induktiven Ladesystems neben einer weiteren Primäreinheit eines weiteren Ladesystems angeordnet sein. Das in der direkten Umgebung der Empfangsspule der Primäreinheit vorliegende, magnetische Ladefeld kann dann durch die weitere Primäreinheit generiert werden. Eine in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung kann eingerichtet sein, insbesondere über eine drahtlose Kommunikationsverbindung, Frequenzinformation in Bezug auf die Ladefeldfrequenz des magnetischen Ladefelds zu empfangen, das von der weiteren Primäreinheit generiert wird. So können in effizienter Weise Störungen eines benachbarten Ladevorgangs auf die Positionierung an einem induktiven Ladesystem kompensiert werden.As already explained above, the primary unit of an inductive charging system can be arranged next to a further primary unit of a further charging system. The magnetic charging field present in the immediate vicinity of the receiving coil of the primary unit can then be generated by the further primary unit. A device described in this document can be set up, in particular via a wireless communication link, to receive frequency information relating to the charging field frequency of the magnetic charging field, which is generated by the further primary unit. In this way, malfunctions of an adjacent charging process can be compensated for by positioning on an inductive charging system.

Das Filter zur Extraktion der Frequenzkomponente kann eine Bandbreite aufweisen, die es ermöglicht, die relevante Frequenzkomponente des modulierten Messsignals für alle möglichen Ladefeldfrequenzen aus einem vordefinierten Ladefeld-Frequenzbereich (z.B. zwischen 8lkHz und 90kHz) zu extrahieren. So kann eine effiziente Extraktion der relevanten Frequenzkomponente ermöglicht werden.The filter for extracting the frequency component can have a bandwidth that makes it possible to extract the relevant frequency component of the modulated measurement signal for all possible charging field frequencies from a predefined charging field frequency range (e.g. between 8 kHz and 90 kHz). This enables an efficient extraction of the relevant frequency component.

Es kann gemäß einer Konvention vorgesehen sein, dass während eines laufenden Ladevorgangs von der Sendeeinheit ein Messfeld erzeugt werden soll (z.B. um kontinuierlich die Positionierung der Sekundärspule relativ zu der Primärspule zu überwachen). Eine in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis der ermittelten Signalstärke des Messfeldes zu bestimmen, ob von der Sendeeinheit ein Messfeld erzeugt wird oder nicht. Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die Primäreinheit zu veranlassen, die Generierung des magnetischen Ladefelds zu unterbinden, wenn bestimmt wird, dass von der Sendeeinheit kein Messfeld erzeugt wird. Somit kann ein Messfeld dazu verwendet werden, einen Ladevorgang zu unterbrechen. Insbesondere kann so eine Sekundäreinheit befähigt werden, in effizienter und zuverlässiger Weise (ohne Verwendung einer zusätzlichen Kommunikationsverbindung) einen Ladevorgang zu unterbrechen.According to a convention, it can be provided that a measuring field is to be generated by the transmitting unit during a charging process (for example in order to continuously Position of the secondary coil relative to the primary coil). A device described in this document can be set up to determine on the basis of the determined signal strength of the measuring field whether a measuring field is generated by the transmitting unit or not. Furthermore, the device can be set up to cause the primary unit to prevent the generation of the magnetic charging field if it is determined that no measuring field is generated by the transmitting unit. A measuring field can thus be used to interrupt a charging process. In particular, a secondary unit can thus be enabled to interrupt a charging process in an efficient and reliable manner (without using an additional communication connection).

Eine in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung kann eingerichtet sein, einen aktuellen Wert der Ladefeldfrequenz zu ermitteln (z.B. auf Basis eines Oszillators zur Ansteuerung der Primärspule bzw. zur Ansteuerung einer weiteren Primärspule eines benachbarten Ladesystems). Der Betrieb der Vorrichtung kann dann in Abhängigkeit von dem aktuellen Wert der Ladefeldfrequenz angepasst werden. Insbesondere kann die Frequenz eines Kompensationssignals und/oder eines Modulationssignals angepasst werden. Des Weiteren kann die Cutoff-Frequenz eines Filters zur Extrahierung einer Frequenzkomponente angepasst werden. Somit kann eine flexible Anpassung an den Betrieb eines Ladesystems ermöglicht werden.A device described in this document can be set up to determine a current value of the charging field frequency (e.g. based on an oscillator for controlling the primary coil or for controlling a further primary coil of an adjacent charging system). The operation of the device can then be adapted as a function of the current value of the charging field frequency. In particular, the frequency of a compensation signal and / or a modulation signal can be adapted. Furthermore, the cutoff frequency of a filter can be adjusted to extract a frequency component. This enables flexible adaptation to the operation of a charging system.

Eine in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung kann eingerichtet sein, das Kompensationssignal, das kompensierte Messsignal, das modulierte Messsignal und/oder die Signalstärke des Messfeldes in effizienter und präziser Weise zumindest teilweise oder vollständig mittels analoger Hardware zu ermitteln. A device described in this document can be set up to determine the compensation signal, the compensated measurement signal, the modulated measurement signal and / or the signal strength of the measurement field in an efficient and precise manner at least partially or completely by means of analog hardware.

Eine in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung kann eingerichtet sein, Signalstärken des Messfeldes an einer Mehrzahl von Empfangsspulen und/oder Signalstärken der Messfelder einer Mehrzahl von Sendespulen zu ermitteln. Es kann dann auf Basis der Signalstärken Positionsinformation in Bezug auf die Position der Sekundärspule relativ zu der Primärspule ermittelt werden (z.B. mittels eines Triangulationsverfahrens). So kann die Position einer Sekundärspule mit erhöhter Genauigkeit ermittelt werden.A device described in this document can be set up to determine signal strengths of the measuring field on a plurality of receiving coils and / or signal strengths of the measuring fields of a plurality of transmitting coils. Based on the signal strengths, position information can then be determined in relation to the position of the secondary coil relative to the primary coil (e.g. using a triangulation method). In this way, the position of a secondary coil can be determined with increased accuracy.

Eine in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung kann eingerichtet sein, die Signalstärke zumindest eines Messfeldes an der Empfangsspule zu ermitteln, das von einer Sendespule generiert wurde, die an einer weiteren Sekundäreinheit angeordnet ist (z.B. an einer weiteren Sekundäreinheit eines benachbarten Ladesystems). Diese Signalstärke kann dann auch bei der Ermittlung der Positionsinformation berücksichtigt werden. So kann die Position einer Sekundärspule mit erhöhter Genauigkeit ermittelt werden.A device described in this document can be set up to determine the signal strength of at least one measuring field on the receiving coil that was generated by a transmitting coil that is arranged on a further secondary unit (e.g. on a further secondary unit of an adjacent charging system). This signal strength can then also be taken into account when determining the position information. In this way, the position of a secondary coil can be determined with increased accuracy.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Primäreinheit, insbesondere eine Bodeneinheit, für ein induktives Ladesystem beschrieben, die zumindest eine der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen zur Ermittlung von Positionsinformation umfasst.According to a further aspect, a primary unit, in particular a base unit, for an inductive charging system is described, which comprises at least one of the devices described in this document for determining position information.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein induktives Ladesystem beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Primäreinheit umfasst.According to a further aspect, an inductive charging system is described which comprises the primary unit described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung von Positionsinformation bzgl. einer Sekundärspule einer Sekundäreinheit relativ zu einer Primärspule einer Primäreinheit beschrieben. Das Verfahren umfasst das Generieren eines Kompensationssignals für ein, in einer direkten Umgebung der Empfangsspule vorliegendes, magnetisches Ladefeld, wobei das Kompensationssignal in Abhängigkeit von der Ladefeldfrequenz des Ladefelds generiert wird. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln eines kompensierten Messsignals durch zumindest teilweises Kompensieren eines Einflusses des Ladefelds auf das von der Empfangsspule erfasste Messsignal mittels des Kompensationssignals. Ferner umfasst das Verfahren das Ermitteln, auf Basis des kompensierten Messsignals, einer Signalstärke des Messfeldes an der Empfangsspule. Außerdem kann das Verfahren umfassen, das Ermitteln, auf Basis der Signalstärke, von Positionsinformation in Bezug auf eine Position der Sekundärspule relativ zu der Primärspule.According to a further aspect, a method for determining position information relating to a secondary coil of a secondary unit relative to a primary coil of a primary unit is described. The method comprises generating a compensation signal for a magnetic charging field that is present in a direct environment of the receiving coil, the compensation signal being generated as a function of the charging field frequency of the charging field. In addition, the method comprises determining a compensated measurement signal by at least partially compensating an influence of the charging field on the measurement signal detected by the receiving coil by means of the compensation signal. Furthermore, the method includes determining, based on the compensated measurement signal, a signal strength of the measurement field at the reception coil. In addition, the method may include determining, based on the signal strength, position information in relation to a Position of the secondary coil relative to the primary coil.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein weiteres Verfahren zur Ermittlung von Positionsinformation bzgl. einer Sekundärspule einer Sekundäreinheit relativ zu einer Primärspule einer Primäreinheit beschrieben. Das Verfahren umfasst das Modulieren eines von der Empfangsspule erfassten oder eines davon abgeleiteten Messsignals mit einem Modulationssignal, um ein moduliertes Messsignal bereitzustellen, wobei das Modulationssignal eine Modulationsfrequenz aufweist, die von der Ladefeldfrequenz eines, in einer direkten Umgebung der Empfangsspule vorliegenden, magnetischen Ladefelds abhängt. Außerdem umfasst das Verfahren das Filtern des modulierten Messsignals mittels eines Filters, um eine Frequenzkomponente des modulierten Messsignals zu extrahieren, wobei das Filter von der Messfeldfrequenz des Messfelds abhängt. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Ermitteln, auf Basis der extrahierten Frequenzkomponente, einer Signalstärke des Messfeldes an der Empfangsspule. Ferner kann das Verfahren das Ermitteln, auf Basis der Signalstärke, von Positionsinformation in Bezug auf eine Position der Sekundärspule relativ zu der Primärspule umfassen.According to a further aspect, a further method for determining position information relating to a secondary coil of a secondary unit relative to a primary coil of a primary unit is described. The method comprises modulating a measurement signal detected by or derived from the reception coil with a modulation signal in order to provide a modulated measurement signal, the modulation signal having a modulation frequency that depends on the charging field frequency of a magnetic charging field that is present in the immediate vicinity of the receiving coil. In addition, the method comprises filtering the modulated measurement signal by means of a filter in order to extract a frequency component of the modulated measurement signal, the filter depending on the measurement field frequency of the measurement field. Furthermore, the method includes determining, based on the extracted frequency component, a signal strength of the measuring field at the receiving coil. Furthermore, the method can include determining, based on the signal strength, position information in relation to a position of the secondary coil relative to the primary coil.

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 eines der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a software (SW) program is described. The SW program can be set up to run on a processor and thereby perform one of the methods described in this document.

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 eines der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a storage medium is described. The storage medium can comprise a software program which is set up to be executed on a processor and thereby to carry out one of the methods described in this document.

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. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be noted that the methods, devices and systems described in this document can be used both alone and in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspect of the methods, devices and systems described in this document can be combined with one another in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined with one another in a variety of ways.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

  • 1 beispielhafte Komponenten eines induktiven Ladesystems;
  • 2 beispielhafte Sende- und Empfangsspulen zur Ermittlung der relativen Positionierung zwischen einem Fahrzeug und einer Ladestation;
  • 3a beispielhafte Sende- und Empfangsspulen in einer Seitenansicht;
  • 3b beispielhafte Sende- und Empfangsspulen in einer schematischen Darstellung;
  • 3c beispielhafte Sende- und Empfangsspulen in einer Draufsicht;
  • 4a ein beispielhaftes Messfeld einer Sendespule und ein beispielhaftes Ladefeld einer Primärspule;
  • 4b beispielhafte Parameter eines Messfeldes und eines Ladefeldes;
  • 5a eine beispielhafte Signalverarbeitung zur Ermittlung der Signalstärke eines Messfeldes;
  • 5b ein beispielhaftes überlagertes Messsignal an einer Empfangsspule;
  • 6a eine beispielhafte Vorrichtung zur Kompensation des Ladefeldes;
  • 6b ein beispielhaftes kompensiertes Messsignal einer Empfangsspule;
  • 7a eine beispielhafte Vorrichtung zur Extraktion einer Messsignal-Frequenzkomponente aus einem Messsignal;
  • 7b beispielhafte Frequenzkomponenten eines Messsignals;
  • 7c beispielhafte Frequenzkomponenten eines modulierten Messsignals;
  • 8a eine beispielhafte Vorrichtung zur Kompensation des Ladefeldes;
  • 8b eine weitere beispielhafte Vorrichtung zur Kompensation des Ladefeldes; und
  • 9a und 9b Ablaufdiagramme von beispielhaften Verfahren zur Ermittlung der Positionierung einer Primärspule und einer Sekundärspule.
The invention is described in more detail below on the basis of exemplary embodiments. Show
  • 1 exemplary components of an inductive charging system;
  • 2 exemplary transmission and reception coils for determining the relative positioning between a vehicle and a charging station;
  • 3a exemplary transmission and reception coils in a side view;
  • 3b exemplary transmission and reception coils in a schematic representation;
  • 3c exemplary transmission and reception coils in a plan view;
  • 4a an exemplary measuring field of a transmitter coil and an exemplary charging field of a primary coil;
  • 4b exemplary parameters of a measuring field and a charging field;
  • 5a an exemplary signal processing for determining the signal strength of a measuring field;
  • 5b an exemplary superimposed measurement signal on a receiving coil;
  • 6a an exemplary device for compensation of the charging field;
  • 6b an exemplary compensated measurement signal of a receiving coil;
  • 7a an exemplary device for extracting a measurement signal frequency component from a measurement signal;
  • 7b exemplary frequency components of a measurement signal;
  • 7c exemplary frequency components of a modulated measurement signal;
  • 8a an exemplary device for compensation of the charging field;
  • 8b another exemplary device for compensation of the charging field; and
  • 9a and 9b Flow diagrams of exemplary methods for determining the positioning of a primary coil and a secondary coil.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten und präzisen Ermittlung der Positionierung und/oder der Ausrichtung der Sekundärspule eines Fahrzeugs relativ zu der Primärspule einer Bodeneinheit eines induktiven Ladesystems. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein Fahrzeug 100 mit einem Energiespeicher 103 für elektrische Energie (z.B. mit einer aufladbaren Batterie 103). Das Fahrzeug 100 umfasst eine Sekundärspule 121 im Fahrzeug-Unterboden, wobei die Sekundärspule 121 über einen Gleichrichter (als Teil der Sekundärelektronik 123) mit dem Energiespeicher 103 verbunden ist. Die Sekundärspule 121 ist typischerweise Teil einer sogenannten „Wireless Power Transfer“ (WPT) Fahrzeugeinheit 120 bzw. Sekundäreinheit 120.As stated at the beginning, the present document deals with the efficient and precise determination of the positioning and / or the orientation of the secondary coil of a vehicle relative to the primary coil of a base unit of an inductive charging system. In this context shows 1 a vehicle 100 with an energy storage 103 for electrical energy (e.g. with a rechargeable battery 103 ). The vehicle 100 includes a secondary coil 121 in the vehicle underbody, with the secondary coil 121 via a rectifier (as part of the secondary electronics 123 ) with the energy storage 103 connected is. The secondary coil 121 is typically part of a so-called "Wireless Power Transfer" (WPT) vehicle unit 120 or secondary unit 120 ,

Die Sekundärspule 121 der WPT-Fahrzeugeinheit 120 kann über einer Primärspule 111 positioniert werden, wobei die Primärspule 111 z.B. auf dem Boden einer Garage angebracht ist. Die Primärspule 111 ist typischerweise Teil einer sogenannten WPT-Bodeneinheit 110 bzw. Primäreinheit 110 bzw. Ladestation 110. Die Primärspule 111 ist mit einer Stromversorgung 113 verbunden. Die Stromversorgung 113 kann einen Radio-Frequenz-Generator bzw. Wechselrichter umfassen, der einen AC (Alternating Current) Strom in der Primärspule der WPT-Bodeneinheit 110 erzeugt, wodurch ein magnetisches Feld (insbesondere ein magnetisches Ladefeld bzw. ein Lade-Magnetfeld) induziert wird. Das magnetische Ladefeld kann eine Frequenz aus einem vordefinierten Ladefeld-Frequenzbereich aufweisen. Die Ladefeldfrequenz des elektromagnetischen Ladefelds kann im Bereich von 80-90kHz (insbesondere bei 85kHz) liegen.The secondary coil 121 the WPT vehicle unit 120 can over a primary coil 111 be positioned with the primary coil 111 for example on the floor of a garage. The primary coil 111 is typically part of a so-called WPT floor unit 110 or primary unit 110 or charging station 110 , The primary coil 111 is with a power supply 113 connected. The power supply 113 may include a radio frequency generator or inverter that has an AC (Alternating Current) current in the primary coil of the WPT ground unit 110 generated, whereby a magnetic field (in particular a magnetic charging field or a charging magnetic field) is induced. The magnetic charging field can have a frequency from a predefined charging field frequency range. The charging field frequency of the electromagnetic charging field can be in the range of 80-90 kHz (in particular at 85 kHz).

Bei ausreichender magnetischer Kopplung zwischen Primärspule 111 der Primäreinheit 110 und Sekundärspule 121 der Sekundäreinheit 120 über die Unterbodenfreiheit 130 wird durch das magnetische Ladefeld eine entsprechende Spannung und damit auch ein Strom in der Sekundärspule 121 induziert. Der induzierte Strom in der Sekundärspule 121 wird durch den Gleichrichter gleichgerichtet und im Energiespeicher 103 gespeichert. So kann elektrische Energie kabellos von der Stromversorgung 113 zum Energiespeicher 103 des Fahrzeugs 100 übertragen werden. Der Ladevorgang kann im Fahrzeug 100 durch ein Lade-Steuergerät (als Teil der Sekundärelektronik 123) gesteuert werden. Das Lade-Steuergerät kann zu diesem Zweck eingerichtet sein, z.B. drahtlos (etwa über WLAN), mit der Primäreinheit 110 zu kommunizieren.With sufficient magnetic coupling between the primary coil 111 the primary unit 110 and secondary coil 121 the secondary unit 120 about the underbody clearance 130 the magnetic charging field creates a corresponding voltage and thus also a current in the secondary coil 121 induced. The induced current in the secondary coil 121 is rectified by the rectifier and in the energy store 103 saved. So electrical energy can be wireless from the power supply 113 to energy storage 103 of the vehicle 100 be transmitted. The charging process can be done in the vehicle 100 by a charging control unit (as part of the secondary electronics 123 ) being controlled. The charging control device can be set up for this purpose, for example wirelessly (for example via WLAN), with the primary unit 110 to communicate.

Um möglichst große Feldstärken des magnetischen Ladefelds für die Überbrückung der Unterbodenfreiheit 130 herstellen zu können, können resonante Systeme verwendet werden. Dabei sind sowohl die Primärspule 111 als auch die Sekundärspule 121 in Schwingkreise eingebunden, die über die Primärspule 111 und die Sekundärspule 121 miteinander gekoppelt sind. Insbesondere werden dabei in einem Primärschwingkreis der Primäreinheit 110 aufgrund eines relativ geringen Kopplungsfaktors zwischen Primärspule 111 und Sekundärspule 121 typischerweise relativ hohe Primärstrome zur Erzeugung eines magnetischen Ladefeldes mit ausreichender Feldstärke verwendet.To the greatest possible field strengths of the magnetic charging field for bridging the underbody clearance 130 to be able to manufacture, resonant systems can be used. Both the primary coil 111 as well as the secondary coil 121 integrated in resonant circuits via the primary coil 111 and the secondary coil 121 are coupled together. In particular, the primary unit is in a primary resonant circuit 110 due to a relatively low coupling factor between the primary coil 111 and secondary coil 121 typically relatively high primary currents are used to generate a magnetic charging field with sufficient field strength.

2 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeug 100 mit ein oder mehreren Sendespulen 201, 202, 203, wobei die Sendespulen 201, 202, 203 eingerichtet sind, jeweils ein (Mess-) Magnetfeld bzw. ein magnetisches Messfeld 221 zu erzeugen. An einer Bodeneinheit 110 (allgemein als Ladestation oder Primäreinheit bezeichnet) sind ein oder mehrere Empfangsspulen 211, 212, 213 angeordnet, die eingerichtet sind, das Messfeld 221 (welches in 4a mit dem Referenzzeichen 410 bezeichnet ist) einer Sendespule 201, 202, 203 zu sensieren. Insbesondere kann von jeder Empfangsspule 211, 212, 213 die Feldstärke eines Messfelds 221 an der jeweiligen Position der Empfangsspulen 211, 212 213 ermittelt werden. Durch eine Empfangsspule 211 kann somit ein Ist-Feldstärkewert ermittelt werden, der den Wert der Feldstärke des Messfelds 221 an der Position der Empfangsspule 211 anzeigt. Der Wert der Feldstärke des Messfeldes 221 als Funktion der Zeit wird in diesem Dokument auch als Messsignal bezeichnet. 2 shows an exemplary vehicle 100 with one or more transmitter coils 201 . 202 . 203 , with the transmitter coils 201 . 202 . 203 are set up, a (measuring) magnetic field or a magnetic measuring field 221 to create. On a floor unit 110 (commonly referred to as a charging station or primary unit) are one or more receiving coils 211 . 212 . 213 arranged, which are set up the measuring field 221 (which in 4a with the reference sign 410 is designated) a transmitter coil 201 . 202 . 203 to feel. In particular, from each receiving coil 211 . 212 . 213 the field strength of a measuring field 221 at the respective position of the receiving coils 211 . 212 213 be determined. Through a receiving coil 211 An actual field strength value can thus be determined, which is the value of the field strength of the measuring field 221 at the position of the receiving coil 211 displays. The value of the field strength of the measurement field 221 as a function of time is also referred to in this document as a measurement signal.

Im Vorfeld zu einem Positionierungsvorgang kann ein Kennfeld erfasst werden, das für eine spezifische Kombination aus Fahrzeug 100 und Ladestation 110 (d.h. für ein spezifisches Ladesystem) Referenz-Feldstärkewerte als Funktion der relativen Positionierung zwischen Fahrzeug 100 und Ladestation 110 bzw. zwischen Sekundärspule 121 und Primärspule 111 anzeigt. Der Referenz-Feldstärkewert für eine bestimmte Relativposition (d.h. für einen bestimmten Versatzwert des Versatzes zwischen Primärspule 111 und Sekundärspule 121) kann dabei den Wert der Feldstärke des Messfelds 221 an der Position der Empfangsspule 211 anzeigen, wenn sich das Fahrzeug 100 an der bestimmten Relativposition befindet. Die Relativposition kann dabei einen relativen Abstand in der Ebene (X-Koordinaten und Y-Koordinaten) umfassen. Des Weiteren kann die Relativposition einen relativen Abstand in der Höhe (Z-Koordinaten) umfassen (z.B. bei unterschiedlichen Beladungen). Außerdem kann die Relativposition eine Verdrehung bzw. Orientierung zwischen Fahrzeug 100 und Bodeneinheit 110 umfassen. Das Kennfeld kann somit Referenz-Feldstärkewerte als Funktion von x, y und ggf. z und/oder der Verdrehung bzw. Orientierung anzeigen. Insbesondere kann als Kennfeld ein Referenz-Verlauf der Referenz-Feldstärkewerte als Funktion von x, y und ggf. z und/oder der Verdrehung bzw. Orientierung bereitgestellt werden. Das Kennfeld bzw. der Referenz-Verlauf können dabei im Vorfeld für ein Ladesystem ausgemessen werden.In the run-up to a positioning process, a map can be recorded, which is for a specific combination of vehicle 100 and charging station 110 (ie for a specific charging system) Reference field strength values as a function of the relative positioning between the vehicle 100 and charging station 110 or between the secondary coil 121 and primary coil 111 displays. The reference field strength value for a specific relative position (ie for a specific offset value of the offset between the primary coil 111 and secondary coil 121 ) can be the value of the field strength of the measuring field 221 at the position of the receiving coil 211 display when the vehicle 100 located at the specific relative position. The relative position can include a relative distance in the plane (X coordinates and Y coordinates). Furthermore, the relative position can include a relative distance in height (Z coordinates) (for example with different loads). In addition, the relative position can be a rotation or orientation between the vehicle 100 and floor unit 110 include. The characteristic diagram can thus display reference field strength values as a function of x, y and possibly z and / or the rotation or orientation. In particular, a reference curve of the reference field strength values as a function of x, y and possibly z and / or the rotation or orientation can be provided as a characteristic diagram. The map or the reference curve can be measured in advance for a charging system.

Bei einem Positionierungsvorgang kann nun der Ist-Feldstärkewert (z.B. die Amplitude eines Messsignals) mit den Referenz-Feldstärkewerten aus dem vorbestimmten Kennfeld verglichen werden. Insbesondere kann die Relativposition ermittelt werden, durch die eine (z.B. mittlere quadratische) Abweichung zwischen dem Ist-Feldstärkewert und einem Referenz-Feldstärkewert aus dem vorbestimmten Kennfeld reduziert, insbesondere minimiert, wird. Die Relativposition zeigt dann die Ist-Relativposition 222 zwischen der Sendespule 201 und der Empfangsspule 211 an. Wenn die Position der Sendespule 201 (z.B. relativ zu dem Fahrzeug 100) und die Position der Empfangsspule 211 (z.B. relativ zu der Bodeneinheit 110) bekannt sind, so kann aus der Ist-Relativposition 222 zwischen der Sendespule 201 und der Empfangsspule 211 die entsprechende Ist-Relativposition 222 zwischen Sekundärspule 121 und Primärspule 111 ermittelt werden.During a positioning process, the actual field strength value (for example the amplitude of a measurement signal) can now be compared with the reference field strength values from the predetermined characteristic diagram. In particular, the relative position can be determined, by means of which a (for example mean square) deviation between the actual field strength value and a reference field strength value from the predetermined characteristic map is reduced, in particular minimized. The relative position then shows the actual relative position 222 between the transmitter coil 201 and the receiving coil 211 on. If the position of the transmitter coil 201 (e.g. relative to the vehicle 100 ) and the position of the receiving coil 211 (e.g. relative to the floor unit 110 ) are known, can from the actual relative position 222 between the transmitter coil 201 and the receiving coil 211 the corresponding actual relative position 222 between secondary coil 121 and primary coil 111 be determined.

Wie in 2 veranschaulicht können mehrere unterschiedliche Paare von Sendespulen 201, 202, 203 und Empfangsspulen 211, 212, 213 verwendet werden. Für jedes dieser Paare können ein Kennfeld bzw. ein Referenz-Verlauf ermittelt werden, das bzw. der die Referenz-Feldstärkewerte an einer Empfangsspule 211, 212, 213 als Funktion der Relativposition bzw. des Versatzes anzeigt. Beispielsweise kann das von der Sendespule 201 generierte Messfeld 221 durch N Empfangsspulen 211, 212, 213 an unterschiedlichen Positionen erfasst werden. Durch jede der N Empfangsspulen 211, 212, 213 kann ein Ist-Feldstärkewert ermittelt werden, so dass N Ist-Feldstärkewerte verfügbar sind. Des Weiteren kann für jede Empfangsspule 211, 212, 213 ein Kennfeld bereitgestellt werden. Die Ist-Relativposition 222 kann dann dadurch bestimmt werden, dass die (ggf. mittlere quadratische) Abweichung zwischen den N Ist-Feldstärkewerten und N Referenz-Feldstärkewerten aus den N Kennfeldern bzw. den N Referenz-Verläufen reduziert, insbesondere minimiert, wird.As in 2 can illustrate several different pairs of transmit coils 201 . 202 . 203 and receiving coils 211 . 212 . 213 be used. For each of these pairs, a characteristic diagram or a reference curve can be determined, which shows the reference field strength values on a receiving coil 211 . 212 . 213 as a function of the relative position or the offset. For example, from the transmitter coil 201 generated measuring field 221 by N receiving coils 211 . 212 . 213 recorded at different positions. Through each of the N receiving coils 211 . 212 . 213 an actual field strength value can be determined so that N actual field strength values are available. Furthermore, for each receiving coil 211 . 212 . 213 a map can be provided. The actual relative position 222 can then be determined by mean square) deviation between the N actual field strength values and N reference field strength values from the N characteristic maps or the N reference curves is reduced, in particular minimized.

Des Weiteren können Q Sendespulen 201, 202, 203 verwendet werden, die Q Messfelder 221 erzeugen. Die Messfelder 221 können durch N Empfangsspulen 211, 212, 213 empfangen werden. Für die N x Q Paare können N x Q Kennfelder bzw. Referenz-Verläufe bereitgestellt werden. Des Weiteren können bei einem Positionierungsvorgang N x Q Ist-Feldstärkewerte erfasst werden, die mit den N x Q Kennfeldern bzw. Referenz-Verläufen verglichen werden können, um die Ist-Relativposition 222 zu bestimmen. Durch die Verwendung von mehreren Sendespulen 201, 202, 203 und/oder Empfangsspulen 211, 212, 213 kann die Genauigkeit der Positionsbestimmung erhöht werden. Insbesondere können mögliche Mehrdeutigkeiten aufgrund einer Symmetrie in einem Kennfeld bzw. in einem Referenz-Verlauf beseitigt werden.Furthermore Q can transmit coils 201 . 202 . 203 used the Q measuring fields 221 produce. The measuring fields 221 can by N receiving coils 211 . 212 . 213 be received. N x Q maps or reference profiles can be provided for the N x Q pairs. Furthermore, during a positioning process, N x Q actual field strength values can be recorded, which can be compared with the N x Q characteristic diagrams or reference profiles by the actual relative position 222 to determine. By using multiple transmit coils 201 . 202 . 203 and / or receiving coils 211 . 212 . 213 the accuracy of the position determination can be increased. In particular, possible ambiguities due to symmetry in a map or in a reference curve can be eliminated.

Es können somit zwischen Paaren von Q Sendespulen 201, 202, 203 und N Empfangsspulen N x Q Messungen durchgeführt werden, um N x Q Ist-Feldstärkewerte zu bestimmen.There can thus be between pairs of Q transmit coils 201 . 202 . 203 and N receiving coils N x Q measurements are taken to determine N x Q actual field strength values.

Für die N x Q Paare können im Vorfeld Kennfelder (insbesondere Feldstärkemessfelder) bzw. Referenz-Verläufe der Referenz-Feldstärkewerte bestimmt werden. Diese Kennfelder bzw. Referenz-Verläufe können für ein spezifisches Ladesystem (d.h. für eine spezifische Kombination aus Fahrzeug-Typ 100 und Bodeneinheit 110) erfasst werden.Characteristic maps (in particular field strength measurement fields) or reference courses of the reference field strength values can be determined in advance for the N x Q pairs. These maps or reference profiles can be used for a specific charging system (ie for a specific combination of vehicle type 100 and floor unit 110 ) are recorded.

3a zeigt beispielhafte Sendespulen 202, 203 eines Fahrzeugs 100 und beispielhafte Empfangsspulen 211, 213 einer Bodeneinheit 110 in einer Frontansicht. Außerdem zeigt 3a eine beispielhafte Auswerteeinheit bzw. Auswertevorrichtung 300 einer Bodeneinheit 110. Des Weiteren zeigt 3b eine beispielhafte Sendespule 201 und beispielhafte Empfangsspulen 211, 213 in einem entsprechenden kartesischen Koordinatensystem, wobei die x-Achse der x-Achse des Fahrzeugs 100 und die z-Achse der z- bzw. Hochachse des Fahrzeugs 100 entspricht. 3c zeigt zwei Sendespulen 201, 202 und vier Empfangsspulen 211, 212, 213, 214 in einer Draufsicht. 3a shows exemplary transmission coils 202 . 203 of a vehicle 100 and exemplary receiving coils 211 . 213 a floor unit 110 in a front view. Also shows 3a an exemplary evaluation unit or evaluation device 300 a floor unit 110 , Furthermore shows 3b an exemplary transmitter coil 201 and exemplary receiving coils 211 . 213 in a corresponding Cartesian coordinate system, the x-axis being the x-axis of the vehicle 100 and the z axis of the z or vertical axis of the vehicle 100 equivalent. 3c shows two transmitter coils 201 . 202 and four receiving coils 211 . 212 . 213 . 214 in a top view.

Bei der Positionierung eines Fahrzeugs 100 kann ein Versatz zwischen der Primärspule 111 und der Sekundärspule 121 in x-Richtung und/oder in y-Richtung vorliegen. Des Weiteren kann je nach Beladung des Fahrzeugs 100 ein unterschiedlicher Abstand in z-Richtung vorliegen.When positioning a vehicle 100 there may be an offset between the primary coil 111 and the secondary coil 121 exist in the x direction and / or in the y direction. Furthermore, depending on the loading of the vehicle 100 there is a different distance in the z direction.

4a zeigt Feldlinien des Ladefelds 400, das von der Primärspule 111 generiert wird. Des Weiteren zeigt 4a eine Feldlinie des Messfeldes 221, 410, das von einer Sendespule 202 generiert wird. Aus 4b ist ersichtlich, dass während eines laufenden Ladevorgangs das von einer Empfangsspule 211 erfasste Magnetfeld einer Überlagerung aus dem Ladefeld 400 und dem Messfeld 410 entspricht. 4a shows field lines of the loading field 400 that from the primary coil 111 is generated. Furthermore shows 4a a field line of the measuring field 221 . 410 by a transmitter coil 202 is generated. Out 4b it can be seen that during a charging process, that of a receiving coil 211 detected magnetic field of an overlay from the charging field 400 and the measuring field 410 equivalent.

4b veranschaulicht typische Feldstärkewerte bzw. Flussdichtewerte und Frequenzen des Ladefelds 400 und des Messfeldes 410 (siehe die Punkte 401, 411 in dem Amplituden / Frequenz - Diagramm aus 4b). Das Ladefeld 400 weist typischerweise eine Flussdichte im Bereich von 2mT auf, während das Messfeld 410 eine um den Faktor 10, 100 oder mehr kleinere Flussdichte im Bereich von 10µT aufweist. Andererseits liegen die Frequenzen beider Magnetfelder 400, 410 relativ nah beieinander (z.B. bei 85kHz für das Ladefeld 400 und bei 115kHz für das Messfeld 410). 4b illustrates typical field strength values or flux density values and frequencies of the charging field 400 and the measuring field 410 (see the points 401 . 411 in the amplitude / frequency diagram 4b) , The loading field 400 typically has a flux density in the range of 2mT during the measurement field 410 one by the factor 10 . 100 or more smaller flux density in the range of 10µT. On the other hand, the frequencies of both magnetic fields are 400 . 410 relatively close to each other (e.g. at 85kHz for the charging field 400 and at 115kHz for the measuring field 410 ).

Während eines Ladevorgangs wird somit ein magnetisches Messfeld 410 wesentlich von dem magnetischen Ladefeld 400 überdeckt, so dass die Feldstärke bzw. die Flussdichte des Messfelds 410 nicht ohne Weiteres mittels einer Empfangsspule 211 gemessen werden kann. Somit kann anhand der in den 2a bis 3c beschriebenen Sendespulen 201, 202, 203 und/oder Empfangsspulen 211, 212, 213, 214 nicht ohne Weiteres die Positionierung der Sekundärspule 121 relativ zu der Primärspule 111 während eines laufenden Ladevorgangs überwacht werden.A magnetic measuring field is thus generated during a charging process 410 essentially from the magnetic charging field 400 covers, so that the field strength or the flux density of the measuring field 410 not easily by means of a receiving coil 211 can be measured. Thus, based on the in the 2a to 3c described coils 201 . 202 . 203 and / or receiving coils 211 . 212 . 213 . 214 not easily positioning the secondary coil 121 relative to the primary coil 111 be monitored during a charging process.

5a veranschaulicht eine beispielhafte Signalverarbeitung, mit der auch während eines Ladevorgangs eine präzise Ermittlung der Feldstärke bzw. der Flussdichte eines Messfeldes 410 ermöglicht wird. Dabei zeigt 5a insbesondere wie mittels einer PFC (Power Factor Correction) Einheit 505 und einem Wechselrichter 506 aus elektrischer Energie aus einem Versorgungsnetz ein Wechselstrom generiert werden kann, um mittels der Primärspule 111 ein Ladefeld 400 zu erzeugen. Das Ladefeld 400 stellt für eine Empfangsspule 211 ein Störsignal 500 dar. Andererseits stellt das von einer Sendespule 201 erzeugte Messfeld 410 für eine Empfangsspule 211 ein Nutzsignal 510 dar. Das Störsignal 500 weist die Ladefeldfrequenz 501 auf, und das Nutzsignal 510 weist die Messfeldfrequenz 511 des Messfelds 510 auf. 5a illustrates an example of signal processing with which a precise determination of the field strength or the flux density of a measuring field can also be carried out during a charging process 410 is made possible. It shows 5a especially as with a PFC (Power Factor Correction) unit 505 and an inverter 506 an alternating current can be generated from electrical energy from a supply network by means of the primary coil 111 a loading bay 400 to create. The loading field 400 poses for a receiving coil 211 an interference signal 500 On the other hand, that represents a transmitter coil 201 generated measuring field 410 for a receiving coil 211 a useful signal 510 represents the interference signal 500 shows the charging field frequency 501 on, and the useful signal 510 shows the measuring field frequency 511 of the measuring field 510 on.

Von einer Empfangsspule 211 wird somit ein Summensignal 520 (in diesem Dokument auch als Messsignal bezeichnet) erfasst, das eine Überlagerung aus dem Nutzsignal 510 und dem Störsignal 500 dargestellt. Beispielhafte Nutz-, Stör- und Summensignale 510, 500, 520 sind in 5b dargestellt.From a receiving coil 211 thus becomes a sum signal 520 (also referred to in this document as a measurement signal) that detects an overlay from the useful signal 510 and the interference signal 500 shown. Exemplary useful, interference and sum signals 510 . 500 . 520 are in 5b shown.

5a zeigt ferner eine Vorrichtung 507, die eingerichtet ist, auf Basis der Ladefeldfrequenz 501 das Nutzsignal 510 aus dem Summensignal 520 zu extrahieren. Mit anderen Worten, es kann ein approximiertes Nutzsignal 512 ermittelt werden, das einer möglichst genauen Approximation des Nutzsignals 510 entspricht. Das approximierte Nutzsignal 512 kann dann in einer Auswerteeinheit 508 ausgewertet werden, z.B. um Ist-Feldstärkewerte bzw. die Signalstärke des Messfeldes 410 zu ermitteln. 5a also shows a device 507 that is set up based on the charging field frequency 501 the useful signal 510 from the sum signal 520 to extract. In other words, it can be an approximated useful signal 512 are determined, the most accurate approximation of the useful signal 510 equivalent. The approximated useful signal 512 can then in an evaluation unit 508 can be evaluated, for example by actual field strength values or the signal strength of the measuring field 410 to investigate.

6a veranschaulicht eine beispielhafte Vorrichtung 507, mit der das von einer Empfangsspule 211 erfasste Summensignal 520 verarbeitet werden kann, um ein approximiertes Nutzsignal 512, 610 zu ermitteln. Insbesondere kann durch die in 6a dargestellte Vorrichtung 507 zumindest teilweise das Störsignal 500 kompensiert werden, um ein kompensiertes Summensignal bzw. Messsignal 620 zu ermitteln. 6a illustrates an exemplary device 507 with which from a receiving coil 211 detected sum signal 520 can be processed to an approximated useful signal 512 . 610 to investigate. In particular, by the in 6a shown device 507 at least partially the interference signal 500 be compensated for by a compensated sum signal or measurement signal 620 to investigate.

Die Vorrichtung 507 umfasst einen Signalgenerator 601, der eingerichtet ist, ein Kompensationssignal 603 zu generieren, das die Ladefeldfrequenz 501 aufweist. In einer Phaseneinheit 602 kann die Phase des Kompensationssignals 603 eingestellt werden (insbesondere an die Phase des Ladefelds 400 bzw. des Störsignals 500 angepasst werden) und in einer Amplitudeneinheit 608 kann die Amplitude des (ggf. phasenverschobenen) Kompensationssignals 607 eingestellt werden (insbesondere an die Amplitude des Ladefelds 400 bzw. des Störsignals 500 angepasst werden).The device 507 includes a signal generator 601 which is set up a compensation signal 603 to generate that the charging field frequency 501 having. In one phase unit 602 can the phase of the compensation signal 603 be adjusted (especially to the phase of the charging field 400 or the interference signal 500 be adjusted) and in an amplitude unit 608 can determine the amplitude of the (possibly phase-shifted) compensation signal 607 can be adjusted (especially to the amplitude of the charging field 400 or the interference signal 500 be adjusted).

Die Phaseneinheit 602 ist eingerichtet, das Kompensationssignal 603 zeitlich zu verschieben (in Einheit 606), um ein (phasenverschobenes) Kompensationssignal 607 zu generieren. Dabei kann der zeitliche Verzug 8t 605 in einer Vergleichseinheit 604 ermittelt werden, die eingerichtet ist, das Summensignal 520 mit dem (phasenverschobenen) Kompensationssignal 607 zu vergleichen. Zu diesem Zweck kann in der Vergleichseinheit 604 ein Abstandsmaß zwischen der Phase des Summensignals 520 und des (phasenverschobenen) Kompensationssignals 607 ermittelt und reduziert, insbesondere minimiert, werden.The phase unit 602 is set up, the compensation signal 603 postponed (in units 606 ) to a (phase shifted) compensation signal 607 to generate. The delay may occur 8t 605 in a comparison unit 604 can be determined, which is set up the sum signal 520 with the (phase shifted) compensation signal 607 to compare. For this purpose, in the comparison unit 604 a distance measure between the phase of the sum signal 520 and the (phase shifted) compensation signal 607 determined and reduced, in particular minimized.

In der Amplitudeneinheit 608 kann mittels der Einheiten 613 die Amplitude des Summensignals 520 und die Amplitude eines (verstärkten bzw. gedämpften) Kompensationssignals 612 ermittelt werden. Die Einheiten 613 können eingerichtet sein, die jeweiligen Signale 520, 612 gleichzurichten und/oder mittels eines Tiefpass-Filters zu filtern. Die Amplitude des Summensignals 520 und die Amplitude des (verstärkten bzw. gedämpften) Kompensationssignals 612 können in einer Vergleichseinheit 611 geglichen werden. Auf Basis des Vergleichs kann der Verstärkungs-/Dämpfungsfaktor 614 ermittelt werden, der auf das (ggf. phasenverschobene) Kompensationssignal 603, 607 anzuwenden ist, um durch die Verstärkungseinheit 609 das (verstärkten bzw. gedämpften) Kompensationssignals 612 bereitzustellen. Dabei kann der Verstärkungs-/Dämpfungsfaktor 614 derart ermittelt werden, dass die Amplitude des (verstärkten bzw. gedämpften) Kompensationssignals 612 möglichst nah bei der Amplitude des Summensignals 520 liegt.In the amplitude unit 608 can by means of the units 613 the amplitude of the sum signal 520 and the amplitude of a (amplified or damped) compensation signal 612 be determined. The units 613 can be set up the respective signals 520 . 612 rectify and / or filter using a low-pass filter. The amplitude of the sum signal 520 and the amplitude of the (amplified or damped) compensation signal 612 can in a comparison unit 611 be compared. Based on the comparison, the gain / damping factor 614 can be determined on the (possibly phase-shifted) compensation signal 603 . 607 is to be applied to by the reinforcement unit 609 the (amplified or attenuated) compensation signal 612 provide. The gain / damping factor 614 are determined in such a way that the amplitude of the (amplified or damped) compensation signal 612 as close as possible to the amplitude of the sum signal 520 lies.

Es kann somit ein (verstärktes bzw. gedämpftes und phasenverschobenes) Kompensationssignal 612 bereitgestellt werden, das das in dem Summensignal 520 enthaltene Störsignal 500 approximiert (z.B. mit einer Abweichung von 2% oder weniger). Das Kompensationssignal 612 kann von dem Summensignal 520 abgezogen werden, um das kompensierte Summensignal 620 bereitzustellen.It can therefore be a (amplified or damped and phase-shifted) compensation signal 612 be provided that in the sum signal 520 included interference signal 500 approximated (eg with a deviation of 2% or less). The compensation signal 612 can from the sum signal 520 be subtracted to the compensated sum signal 620 provide.

6b zeigt ein beispielhaftes Nutzsignal 510, ein beispielhaftes Summensignal 620 und ein beispielhaftes kompensiertes Störsignal 600 (das sich aus der Differenz zwischen dem Störsignal 500 und dem Kompensationssignal 612 ergibt). Wie aus 6b ersichtlich ist, weisen das Nutzsignal 510 und das kompensierte Störsignal 600 vergleichbare Amplituden auf. Als Folge daraus können die Feldstärke bzw. die Flussdichte des Messfeldes 410 mit erhöhter Genauigkeit auf Basis des kompensierten Summensignals bzw. Messsignals 620 ermittelt werden. Insbesondere kann in einer Auswerteeinheit 508, 614 auf Basis des kompensierten Summensignals 620 die Amplitude 610 des Nutzsignals 510 ermittelt werden. Dabei kann die Ladefeldfrequenz 501 und/oder ein Referenzsignal 603 mit der Ladefeldfrequenz 501 berücksichtigt werden. 6b shows an exemplary useful signal 510 , an exemplary sum signal 620 and an exemplary compensated interference signal 600 (resulting from the difference between the interference signal 500 and the compensation signal 612 results). How out 6b can be seen, assign the useful signal 510 and the compensated interference signal 600 comparable amplitudes. As a result, the field strength or the flux density of the measuring field 410 with increased accuracy based on the compensated sum signal or measurement signal 620 be determined. In particular, in an evaluation unit 508 . 614 based on the compensated sum signal 620 the amplitude 610 of the useful signal 510 be determined. The charging field frequency 501 and / or a reference signal 603 with the charging field frequency 501 be taken into account.

Wie weiter oben dargelegt, weist das (kompensierte) Summensignal 520, 620 eine Störkomponente 701 bei der Ladefeldfrequenz 501 und eine Nutzkomponente 711 bei der Messfeldfrequenz 511 auf (siehe 7b). Da die Ladefeldfrequenz 501 und die Messfeldfrequenz 511 typischerweise relativ nah beieinander liegen (z.B. bei 85kHz vs. 115kHz), kann die Nutzkomponente 711 typischerweise nicht in zuverlässiger und präziser Weise mittels eines Bandpassfilters direkt aus dem (kompensierten) Summensignal 520, 620 extrahiert werden.As explained above, the (compensated) sum signal 520 . 620 an interference component 701 at the charging field frequency 501 and a useful component 711 at the measuring field frequency 511 on (see 7b) , Because the charging field frequency 501 and the measuring field frequency 511 typically relatively close to each other (e.g. at 85kHz vs. 115kHz), the useful component 711 typically not in a reliable and precise manner using a bandpass filter directly from the (compensated) sum signal 520 . 620 be extracted.

7a zeigt eine beispielhafte Auswertevorrichtung 614, die eingerichtet ist, das (kompensierte) Summensignal 520, 620 mit einem Modulationssignal zu überlagern, um ein moduliertes Summensignal 720 zu generieren, das zumindest eine Frequenzkomponente aufweist, die nicht von der Amplitude des (kompensierten) Störsignals 500, 600 (und nur von der Amplitude des Nutzsignals 510) abhängt, und die in Bezug auf die Frequenz relativ weit von einer anderen Frequenzkomponente des modulierten Summensignals 720 entfernt ist, so dass das modulierte Summensignal 720 in effizienter und präziser Weise durch ein Bandpass-Filter 702 extrahiert werden kann. 7a shows an exemplary evaluation device 614 , which is set up, the (compensated) sum signal 520 . 620 superimposed with a modulation signal to a modulated sum signal 720 to generate, which has at least one frequency component that does not depend on the amplitude of the (compensated) interference signal 500 . 600 (and only on the amplitude of the useful signal 510 ) depends, and which is relatively far in frequency from another frequency component of the modulated sum signal 720 is removed, so the modulated sum signal 720 in more efficient and precise Way through a bandpass filter 702 can be extracted.

Als Modulationssignal kann ein Rechtecksignal mit der Ladefeldfrequenz 501 verwendet werden. Die Überlagerung des (kompensierten) Summensignals 520, 620 mit dem Modulationssignal kann in einer Modulationseinheit 704 erfolgen. Die Überlagerung mit einem Modulationssignal mit der Ladefeldfrequenz 501 kann als eine Synchrondemodulation des Nutzsignals 510 von dem (kompensierten) Störsignal 510, 610 betrachtet werden. 7c veranschaulicht unterschiedliche Frequenzkomponenten des modulierten Summensignals 720. Insbesondere zeigt 7c eine Frequenzkomponente 712 bei 30kHz, die nicht von der Amplitude des (kompensierten) Störsignals 500, 600 abhängt. Diese Frequenzkomponente 712 weist einen relativ großen Abstand zu der nächstliegenden Komponente bei 140kHz auf. Somit kann ein Filter 702 mit dem in 7c dargestellten Frequenzgang 706 verwendet werden, um die Frequenzkomponente 712 und somit ein moduliertes Nutzsignal 710 zu extrahieren. Die Amplitude 610 des Nutzsignals 510 kann durch eine Einheit 613 auf Basis des modulierten Nutzsignals 710 bestimmt und in einer Messeinheit 703 gemessen werden.A square wave signal with the charging field frequency can be used as the modulation signal 501 be used. The superimposition of the (compensated) sum signal 520 . 620 with the modulation signal can in a modulation unit 704 respectively. The superposition with a modulation signal with the charging field frequency 501 can be used as a synchronous demodulation of the useful signal 510 from the (compensated) interference signal 510 . 610 to be viewed as. 7c illustrates different frequency components of the modulated sum signal 720 , In particular shows 7c a frequency component 712 at 30kHz, which is not dependent on the amplitude of the (compensated) interference signal 500 . 600 depends. This frequency component 712 has a relatively large distance to the nearest component at 140kHz. So a filter 702 with the in 7c frequency response shown 706 used to be the frequency component 712 and thus a modulated useful signal 710 to extract. The amplitude 610 of the useful signal 510 can by one unit 613 based on the modulated useful signal 710 determined and in one measuring unit 703 be measured.

Die in den 6a und 7a beschriebene Verarbeitung eines erfassten Summensignals 520 kann durch analoge Hardware erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann eine digitale Signalverarbeitung erfolgen.The in the 6a and 7a described processing of a detected sum signal 520 can be done by analog hardware. Alternatively or in addition, digital signal processing can take place.

Ein Rechtecksignal kann durch folgende Reihe beschrieben werden, wobei ω=2πf die Kreisfrequenz und f die Frequenz des Rechtecksignals ist (insbesondere die Ladefeldfrequenz 501). Dabei kann h den Wert 1 aufweisen, wenn das Modulationssignal ein Rechteck mit der Amplitude 1 ist. f ( t ) = 4 h π [ sin ( ω t ) + 1 3 sin ( 3 ω t ) + 1 5 sin ( 5 ω t ) + ]

Figure DE102018209660A1_0001
A square-wave signal can be described by the following series, where ω = 2πf is the angular frequency and f is the frequency of the square-wave signal (in particular the charging field frequency 501 ). Here, h can have the value 1 if the modulation signal is a rectangle with the amplitude 1. f ( t ) = 4 H π [ sin ( ω t ) + 1 3 sin ( 3 ω t ) + 1 5 sin ( 5 ω t ) + ... ]
Figure DE102018209660A1_0001

Das (kompensierte) Summensignal 520, 620 kann beschrieben werden als s ( t ) = a Nutz * sin ( ω Nutz t ) + a StörRed * sin ( ω StörRed t+ φ )

Figure DE102018209660A1_0002
wobei ωNutz die der Messfeldfrequenz 511 entsprechende Kreisfrequenz ist, wobei aNutz die Amplitude 610 des Nutzsignals 510 ist, wobei astörRed die Amplitude des (kompensierten) Störsignals 500, 600 ist, wobei ωStörRed die Kreisfrequenz des (kompensierten) Störsignals 500, 600 ist und wobei φ eine Phase des (kompensierten) Störsignals 500, 600 ist. Dabei sind ω und ωStörRed typischerweise identisch, da das Modulationssignal und das Störsignal 500, 560 bevorzugt vom selben Oszillator abgeleitet sind.The (compensated) sum signal 520 . 620 can be described as s ( t ) = a Nutz * sin ( ω Nutz t ) + a StörRed * sin ( ω StörRed t + φ )
Figure DE102018209660A1_0002
where ω Uses that of the measuring field frequency 511 is the corresponding angular frequency, where a Nutz is the amplitude 610 of the useful signal 510 , where astörRed is the amplitude of the (compensated) interference signal 500 . 600 , where ω StörRed is the angular frequency of the (compensated) interference signal 500 . 600 and where φ is a phase of the (compensated) interference signal 500 . 600 is. Here ω and ω StörRed are typically identical, since the modulation signal and the interference signal 500 . 560 are preferably derived from the same oscillator.

Das modulierte Summensignal 720 ergibt sich aus einer Faltung der o.g. Signale und/oder aus der Beziehung: sin(x)*sin(y) = (cos(x-y)-cos(x+y))/2 für die einzelnen Spektralanteile des Summensignals 720 und des Rechtecksignals mit der Ladefeldfrequenz 501, wobei x das Rechtechsignal und y das (kompensierte) Summensignal 520, 620 sind. So kann ermittelt werden, dass die extrahierte Frequenzkomponente 712 die Amplitude a0*aNutz/2 aufweist, mit a0=4h/π. Somit kann aus der Amplitude der extrahierten Frequenzkomponente 712 bzw. des extrahierten Nutzsignals 710 in präziser Weise die Amplitude 610 des Nutzsignals 510 ermittelt werden.The modulated sum signal 720 results from a convolution of the above-mentioned signals and / or from the relationship: sin (x) * sin (y) = (cos (xy) -cos (x + y)) / 2 for the individual spectral components of the sum signal 720 and the square wave signal with the charging field frequency 501 , where x is the right-hand signal and y is the (compensated) sum signal 520 . 620 are. It can thus be determined that the extracted frequency component 712 has the amplitude a 0 * a Nutz / 2, with a 0 = 4h / π. Thus, from the amplitude of the extracted frequency component 712 or the extracted useful signal 710 the amplitude in a precise manner 610 of the useful signal 510 be determined.

8a veranschaulicht eine weitere Vorrichtung 507 zur Kompensation des magnetischen Ladefelds 400 bei der Positionsbestimmung einer Sekundärspule 121 relativ zu einer Primärspule 111. Mittels einer Empfangs spule 211 wird ein Summensignal 520 erfasst. Des Weiteren wird ein Kompensationssignal 612 ermittelt (wie z.B. in Zusammenhang mit 6a dargelegt). Das Kompensationssignal 612 kann zumindest teilweise zu dem Sensor der Empfangsspule 211 rückgekoppelt werden (z.B. an einen Verstärker 802 des Sensors, der z.B. auch einen Resonanzkondensator 801 umfasst). Als Folge daraus kann bereits an dem Sensor ein kompensiertes Summensignal 620 (mit einer reduzierten Amplitude) erzeugt werden, was es ermöglicht, die Auslegung von Elektronikbauteilen zu reduzieren. 8a illustrates another device 507 to compensate for the magnetic charging field 400 when determining the position of a secondary coil 121 relative to a primary coil 111 , By means of a reception coil 211 is a sum signal 520 detected. Furthermore, a compensation signal 612 determined (such as in connection with 6a set forth). The compensation signal 612 can at least partially to the sensor of the receiving coil 211 be fed back (e.g. to an amplifier 802 of the sensor, for example a resonance capacitor 801 comprises). As a result, a compensated sum signal can already be sent to the sensor 620 (With a reduced amplitude) are generated, which makes it possible to reduce the design of electronic components.

8b veranschaulicht die Rückkopplung eines Kompensationssignals 612 direkt an die Empfangsspule 211. Insbesondere kann auf Basis des Kompensationssignals 612 mittels einer Kompensationsspule 811 ein magnetisches Kompensationsfeld erzeugt werden, das das Ladefeld 400 in der Umgebung der Empfangsspule 211 zumindest teilweise kompensiert, so dass das effektiv von der Empfangsspule 211 erfasste Magnetfeld reduziert wird und somit eine Sättigung eines Ferritkerns der Empfangsspule 211 vermieden werden kann. 8b illustrates the feedback of a compensation signal 612 directly to the receiving coil 211 , In particular, based on the compensation signal 612 by means of a compensation coil 811 a magnetic compensation field is generated that the charging field 400 in the vicinity of the receiving coil 211 at least partially compensated for, so that's effectively from the receiving coil 211 detected magnetic field is reduced and thus saturation of a ferrite core of the receiving coil 211 can be avoided.

Alternativ oder ergänzend zu der Verwendung eines Modulationssignals, das die Ladefeldfrequenz 501 aufweist, kann ein Modulationssignal verwendet werden, das eine von der Ladefeldfrequenz 501 abgeleitete Frequenz aufweist. Beispielsweise kann das Modulationssignal eine Frequenz aufweisen, die der Ladefeldfrequenz 501 mal einer rationalen Zahl (z.B. 3/2) entspricht. So kann der Abstand zwischen einer zu extrahierenden Frequenzkomponente 712 und einer benachbarten Frequenzkomponente erhöht werden, wodurch das verwendete Filter 702 weiter vereinfacht und/oder selektiver gemacht werden kann. Des Weiteren lässt sich so auch bei einer anderen Frequenz 501 des Ladefeldes 400 und/oder bei einer anderen Frequenz 511 des Messfeldes 410 ein moduliertes Summensignal erzeugen, dass mit einem relativ einfachen Filter 702 weiterverarbeitet werden kann.Alternatively or in addition to the use of a modulation signal, the charging field frequency 501 , a modulation signal can be used which is one of the charging field frequency 501 derived frequency. For example, the modulation signal can have a frequency that is the charging field frequency 501 times corresponds to a rational number (e.g. 3/2). So the distance between a frequency component to be extracted 712 and an adjacent frequency component, increasing the filter used 702 can be further simplified and / or made more selective. It can also be used at a different frequency 501 of the loading field 400 and / or at a different frequency 511 of the measuring field 410 generate a modulated sum signal that with a relatively simple filter 702 can be processed further.

Es werden somit unterschiedliche Methoden beschrieben, die zur Reduktion des durch ein Ladefeld 400 bewirkten Störsignals 500 (z.B. in Kombination verwendet) werden können. Insbesondere kann aus der Oszillatorfrequenz 501 der Energieübertragung ein Kompensationssignal 612 abgeleitet werden, das mit annähernd gleicher Phasenlage und Amplitude von dem empfangenen Sensorsignal 520 abgezogen werden kann. So kann das in dem empfangenen Sensorsignal (d.h. in dem Summensignal 520) enthaltene Störsignal 500 reduziert werden.Different methods are thus described, which are used to reduce the through a loading field 400 caused interference signal 500 (eg used in combination). In particular, the oscillator frequency 501 the energy transfer a compensation signal 612 can be derived from the received sensor signal with approximately the same phase position and amplitude 520 can be deducted. This can be done in the received sensor signal (ie in the sum signal 520 ) contained interference signal 500 be reduced.

Das verbliebene (kompensierte) Summensignal 620 kann mit einem Rechtecksignal (mit der Periode der Energieübertragung) multipliziert werden. Diese Multiplikation entspricht einer Synchrondemodulation mit dem Störsignal 500. Mit dieser Synchrondemodulation und einem nachgeschalteten Bandpass-Filter 702 kann das Störsignal 610 in effizienter Weise weiter reduziert werden, so dass eine präzise Signalstärkenmessung mit reduzierter Verfälschung durch das Störsignal 610 möglich wird.The remaining (compensated) sum signal 620 can be multiplied by a square wave signal (with the period of energy transfer). This multiplication corresponds to synchronous demodulation with the interference signal 500 , With this synchronous demodulation and a downstream bandpass filter 702 can the interference signal 610 be further reduced in an efficient manner, so that a precise signal strength measurement with reduced falsification by the interference signal 610 becomes possible.

Wie in den 8a und 8b dargestellt, kann das Störsignal 510 bereits am Sensor reduziert werden. Damit kann eine Übersteuerung des Sensierungspfades verhindert werden. Des Weiteren kann eine alternative Methode zur Synchrondemodulation erfolgen. Insbesondere kann durch eine geeignete Wahl der Demodulationsfrequenz die Störunterdrückung verbessert und ggf. an eine spezifische Messfeldfrequenz 511 für die Positionierung angepasst werden kann.As in the 8a and 8b shown, the interference signal 510 can already be reduced at the sensor. Overriding of the sensing path can thus be prevented. An alternative method for synchronous demodulation can also be used. In particular, the interference suppression can be improved by a suitable choice of the demodulation frequency and, if necessary, to a specific measuring field frequency 511 can be adjusted for positioning.

Die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren können auf variable Energieübertragungsfrequenzen 501 angepasst werden. Dabei erfolgt die Anpassung der Ladefeldfrequenz 501 typischerweise relativ langsam. Die Änderung der Ladefeldfrequenz 501 kann bei der Generierung des Kompensationssignals 612, bei der Generierung des Modulationssignals und/oder bei der Filterung mittels eines Filters 702 berücksichtigt werden. Alternativ zu einer Anpassung des Filters 702 kann durch eine geeignete Wahl der (De-) Modulationsfrequenz die Unterdrückung des Störsignals 500 für den gesamten möglichen Frequenzbereich der Ladefeldfrequenz 501 (z.B. von 81 bis 90 kHz) erfolgen.The methods described in this document can be applied to variable energy transfer frequencies 501 be adjusted. The charging field frequency is adjusted 501 typically relatively slow. The change in the charging field frequency 501 can when generating the compensation signal 612 , when generating the modulation signal and / or when filtering by means of a filter 702 be taken into account. As an alternative to adapting the filter 702 can suppress the interference signal by a suitable choice of the (de) modulation frequency 500 for the entire possible frequency range of the charging field frequency 501 (e.g. from 81 to 90 kHz).

Die Messfeldfrequenz 511 kann unterschiedliche Werte aufweisen. Ggf. können die Werte der ein oder mehreren Messfeldfrequenzen 511 per Funkverbindung (z.B. über WLAN) von der Sekundäreinheit 120 an die Primäreinheit 110 übermittelt werden. So kann eine Anpassung des Filters 702 in Abhängigkeit von der jeweiligen Messfeldfrequenz 511 erfolgen.The measuring field frequency 511 can have different values. Possibly. can be the values of one or more measuring field frequencies 511 via radio connection (e.g. via WLAN) from the secondary unit 120 to the primary unit 110 be transmitted. So an adjustment of the filter 702 depending on the respective measuring field frequency 511 respectively.

Ggf. kann ein benachbartes Ladesystem (auch während eines aktiven Ladevorgangs) einen benachbarten Park-/Positioniervorgang sensieren. Der Abstand der Bodenspulen der unterschiedlichen Bodeneinheiten 110 zueinander ist fest und kann den Systemen bekannt gemacht werden. Damit kann eine Nachbarstation die Positionierung eines Fahrzeugs 100 durch zusätzliche Sensorsignale unterstützen. Besonders durch den relativ großen Abstand der Primärsysteme 111 zueinander, ergeben sich relativ große Relativwinkel und damit präzise Daten zur Positionsbestimmung.Possibly. An adjacent charging system can sense an adjacent parking / positioning process (even during an active charging process). The distance between the floor coils of the different floor units 110 each other is fixed and can be made known to the systems. This allows a neighboring station to position a vehicle 100 support with additional sensor signals. Especially due to the relatively large distance between the primary systems 111 to each other, there are relatively large relative angles and thus precise data for determining the position.

Das Vorhandensein eines Sensorsignals (insbesondere eines Nutzsignals 510) an den ein oder mehreren Empfangsspulen 211 kann zur Bedingung für eine Energieübertragung gemacht werden. Damit hat ein Sekundärsystem 120 durch Abschaltung des Positionssignals (d.h. des Nutzsignals 510) die Möglichkeit unabhängig von einer Datenübertragung (z.B. WLAN) eine Abschaltung eines Ladefelds 400 zu erzwingen.The presence of a sensor signal (in particular a useful signal 510 ) on the one or more receiving coils 211 can be made a condition for energy transfer. So that has a secondary system 120 by switching off the position signal (ie the useful signal 510 ) the possibility of switching off a charging field regardless of data transmission (e.g. WLAN) 400 to force.

Während des Positioniervorgangs eines Fahrzeugs 100 (wenn keine Energieübertragung erfolgt) kann durch die beschriebenen Maßnahmen das Störsignal 500, das durch die Energieübertragung eines Nachbarsystems bewirkt wird, unterdrückt werden. Die mögliche Ladefeldfrequenz 501 eines Nachbarsystems liegt typischerweise in einem relativ engen Frequenzbereich (z.B. 81-90kHz) und kann z.B. über eine Datenkommunikation (etwa WLAN) in präziser Weise bereitgestellt werden. Zusätzlich kann über eine PLL (phase-lock loop) Schaltung das exakte Störsignal 500 ermittelt werden.During the positioning process of a vehicle 100 (if there is no energy transmission) the interference signal can be caused by the measures described 500 , which is caused by the energy transmission of a neighboring system, can be suppressed. The possible charging field frequency 501 A neighboring system is typically in a relatively narrow frequency range (for example 81-90 kHz) and can be provided in a precise manner, for example via data communication (for example WLAN). In addition, the exact interference signal can be obtained via a PLL (phase-lock loop) circuit 500 be determined.

9a zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 900 zur Ermittlung von Positionsinformation bzgl. einer Sekundärspule 121 einer Sekundäreinheit 120 relativ zu einer Primärspule 111 einer Primäreinheit 110. Dabei ist die Primärspule 111 eingerichtet, ein magnetisches Ladefeld 400 zu erzeugen, um elektrische Energie an die Sekundärspule 121 zu übertragen. Die Primäreinheit 110 umfasst zumindest eine Empfangsspule 211, die eingerichtet ist, ein Messsignal 520 bezüglich eines von einer Sendespule 201 der Sekundäreinheit 120 generierten magnetischen Messfeldes 410 zu erfassen. 9a shows a flow diagram of an exemplary method 900 for determining position information relating to a secondary coil 121 a secondary unit 120 relative to a primary coil 111 a primary unit 110 , Here is the primary coil 111 set up a magnetic charging field 400 to generate electrical energy to the secondary coil 121 transferred to. The primary unit 110 comprises at least one receiving coil 211 , which is set up a measurement signal 520 regarding one from a transmitter coil 201 the secondary unit 120 generated magnetic measuring field 410 capture.

Das Verfahren 900 umfasst das Generieren bzw. das Ermitteln 901 eines Kompensationssignals 612 für ein, in einer direkten Umgebung der Empfangsspule 211 vorliegendes, magnetisches Ladefeld 400. Dabei kann das magnetische Ladefeld 400 von der Primärspule 111 und/oder von einer benachbarten weiteren Primärspule 111 generiert werden. Das Kompensationssignal 612 wird in Abhängigkeit von der Ladefeldfrequenz 501 des Ladefelds 400 generiert.The procedure 900 includes generating or determining 901 a compensation signal 612 for one, in the immediate vicinity of the receiving coil 211 present magnetic charging field 400 , The magnetic charging field 400 from the primary coil 111 and / or from an adjacent further primary coil 111 to be generated. The compensation signal 612 becomes dependent on the charging field frequency 501 of the loading field 400 generated.

Außerdem umfasst das Verfahren 900 das Ermitteln 902 eines kompensierten Messsignals 620 durch zumindest teilweises Kompensieren eines Einflusses des Ladefelds 400 auf das von der Empfangsspule 211 erfasste Messsignal 520 mittels des Kompensationssignals 612. Insbesondere kann das Kompensationssignal 612 von dem erfassten Messsignal 620 abgezogen werden. Alternativ oder ergänzend kann mittels einer Kompensationsspule 811 auf Basis des Kompensationssignals 612 ein magnetisches Kompensationsfeld erzeugt werden, dass das magnetische Ladefeld 400 in der Umgebung der Empfangsspule 211 und/oder in einem Spulenkern der Empfangsspule 211 zumindest teilweise auslöscht.The procedure also includes 900 investigating 902 a compensated measurement signal 620 by at least partially compensating for an influence of the charging field 400 to that from the receiving coil 211 recorded measurement signal 520 by means of the compensation signal 612 , In particular, the compensation signal 612 from the detected measurement signal 620 subtracted from. Alternatively or additionally, a compensation coil can be used 811 based on the compensation signal 612 a magnetic compensation field is generated that the magnetic charging field 400 in the vicinity of the receiving coil 211 and / or in a coil core of the receiving coil 211 at least partially wiped out.

Ferner umfasst das Verfahren 900 das Ermitteln 903, auf Basis des kompensierten Messsignals 620, einer Signalstärke 610 des Messfeldes 410 an der Empfangsspule 211. Dabei kann die Signalstärke 610 des Messfeldes 410 aufgrund des reduzierten Einflusses des Ladefeldes 400 mit erhöhter Genauigkeit bestimmt werden.The method further comprises 900 investigating 903 , based on the compensated measurement signal 620 , a signal strength 610 of the measuring field 410 on the receiving coil 211 , The signal strength 610 of the measuring field 410 due to the reduced influence of the loading field 400 can be determined with increased accuracy.

Außerdem kann das Verfahren 900 das Ermitteln 904, auf Basis der Signalstärke 610, von Positionsinformation in Bezug auf eine Position der Sekundärspule 121 relativ zu der Primärspule 111 umfassen.The procedure can also 900 investigating 904 , based on signal strength 610 , position information related to a position of the secondary coil 121 relative to the primary coil 111 include.

9b zeigt ein Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens 910 zur Ermittlung von Positionsinformation bzgl. einer Sekundärspule 121 einer Sekundäreinheit 120 relativ zu einer Primärspule 111 einer Primäreinheit 110. Dabei ist die Primärspule 111 eingerichtet, ein magnetisches Ladefeld 400 zu erzeugen, um elektrische Energie an die Sekundärspule 121 zu übertragen. Die Primäreinheit 110 umfasst zumindest eine Empfangsspule 211, die eingerichtet ist, ein Messsignal 520 bezüglich eines von einer Sendespule 201 der Sekundäreinheit 120 generierten magnetischen Messfeldes 410 zu erfassen. 9b shows a flowchart of a further method 910 for determining position information relating to a secondary coil 121 a secondary unit 120 relative to a primary coil 111 a primary unit 110 , Here is the primary coil 111 set up a magnetic charging field 400 to generate electrical energy to the secondary coil 121 transferred to. The primary unit 110 comprises at least one receiving coil 211 , which is set up a measurement signal 520 regarding one from a transmitter coil 201 the secondary unit 120 generated magnetic measuring field 410 capture.

Das Verfahren 910 umfasst das Modulieren 911 eines von der Empfangsspule 211 erfassten oder eines davon abgeleiteten Messsignals 520, 620 mit einem Modulationssignal, um ein moduliertes Messsignal 720 bereitzustellen. Dabei weist das Modulationssignal eine Modulationsfrequenz auf, die von der Ladefeldfrequenz 501 eines, in einer direkten Umgebung der Empfangsspule 211 vorliegenden, magnetischen Ladefelds 400 abhängt. Das magnetische Ladefeld 400 kann von der Primärspule 111 und/oder von einer benachbarten weiteren Primärspule 111 generiert werden.The procedure 910 includes modulating 911 one from the receiving coil 211 detected or a measurement signal derived therefrom 520 . 620 with a modulation signal to a modulated measurement signal 720 provide. The modulation signal has a modulation frequency that is different from the charging field frequency 501 one, in the immediate vicinity of the receiving coil 211 present magnetic charging field 400 depends. The magnetic charging field 400 can from the primary coil 111 and / or from an adjacent further primary coil 111 to be generated.

Außerdem umfasst das Verfahren 910 das Filtern 912 des modulierten Messsignals 720 mittels eines (Bandpass-) Filters 702, um eine (einzige und/oder isolierte) Frequenzkomponente 712 des modulierten Messsignals 720 zu extrahieren. Das Filter 702, insbesondere ein Frequenzgang 706 des Filters 702, kann von der Messfeldfrequenz 511 des Messfelds 410 abhängen.The procedure also includes 910 filtering 912 of the modulated measurement signal 720 using a (bandpass) filter 702 to a (single and / or isolated) frequency component 712 of the modulated measurement signal 720 to extract. The filter 702 , especially a frequency response 706 of the filter 702 , can depend on the measuring field frequency 511 of the measuring field 410 depend.

Ferner umfasst das Verfahren 910 das Ermitteln 913, auf Basis der extrahierten Frequenzkomponente 712, einer Signalstärke 610 des Messfeldes 410 an der Empfangsspule 211. Die Energie der extrahierten Frequenzkomponente 712 ist bevorzugt verstärkt bzw. ausschließlich von der Energie des Messfeldes 410 (und ggf. von der Energie des Modulationssignals) abhängig. Somit kann die Signalstärke 610 des Messfeldes 410 mit erhöhter Genauigkeit bestimmt werden.The method further comprises 910 investigating 913 , based on the extracted frequency component 712 , a signal strength 610 of the measuring field 410 on the receiving coil 211 , The energy of the extracted frequency component 712 is preferably amplified or exclusively by the energy of the measuring field 410 (and possibly on the energy of the modulation signal). Thus the signal strength 610 of the measuring field 410 can be determined with increased accuracy.

Außerdem kann das Verfahren 910 das Ermitteln 914, auf Basis der Signalstärke 610, von Positionsinformation in Bezug auf eine Position der Sekundärspule 121 relativ zu der Primärspule 111 umfassen.The procedure can also 910 investigating 914 , based on signal strength 610 , position information related to a position of the secondary coil 121 relative to the primary coil 111 include.

Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann das durch eine Energieübertragung bewirkte Störsignal 500 in effizienter und präziser Weise unterdruckt werden (z.B. durch eine Hardware-Schaltung). Somit kann ein auf einem magnetischen Messfeld 410 basierendes Positionierungssystem auch während eines induktiven Ladevorgangs verwendet werden. Durch die beschriebenen Maßnahmen kann somit der Verbau von zusätzlichen Sensoren (und die damit verbundenen Kosten bzw. der damit verbundene Bauraum) vermieden werden. Außerdem können durch die beschriebenen Maßnahmen die Sensitivität und Genauigkeit und die Reichweite eines Positioniervorgangs gesteigert werden (insbesondere durch eine verbesserte Filterung des Nutzsignals 510 und die Unterdrückung von Störungen bzw. Rauschen).The measures described in this document can cause the interference signal caused by an energy transmission 500 can be suppressed in an efficient and precise manner (for example by means of a hardware circuit). Thus, a magnetic field can be measured 410 based positioning system can also be used during an inductive charging process. The measures described can thus avoid the installation of additional sensors (and the associated costs or the associated installation space). In addition, the sensitivity and accuracy and the range of a positioning process can be increased by the measures described (in particular by improved filtering of the useful signal 510 and the suppression of interference or noise).

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.The present invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are only intended to illustrate the principle of the proposed methods, devices and systems.

Claims (20)

Vorrichtung (507) zur Ermittlung von Positionsinformation bzgl. einer Sekundärspule (121) einer Sekundäreinheit (120) relativ zu einer Primärspule (111) einer Primäreinheit (110); wobei die Primärspule (111) eingerichtet ist, ein magnetisches Ladefeld (400) zu erzeugen, um elektrische Energie an die Sekundärspule (121) zu übertragen; wobei die Primäreinheit (110) zumindest eine Empfangsspule (211) umfasst, die eingerichtet ist, ein Messsignal (520) bezüglich eines von einer Sendespule (201) der Sekundäreinheit (120) generierten magnetischen Messfeldes (410) zu erfassen; wobei die Vorrichtung (507) eingerichtet ist, - ein Kompensationssignal (612) für ein, in einer direkten Umgebung der Empfangsspule (211) vorliegendes, magnetisches Ladefeld (400) zu generieren; wobei das Kompensationssignal (612) in Abhängigkeit von einer Ladefeldfrequenz (501) des Ladefelds (400) generiert wird; - auf Basis des Kompensationssignals (612) zumindest teilweise einen Einfluss des Ladefelds (400) auf das von der Empfangsspule (211) erfasste Messsignal (520) zu kompensieren, um ein kompensiertes Messsignal (620) bereitzustellen; - auf Basis des kompensierten Messsignals (620) eine Signalstärke (610) des Messfeldes (410) an der Empfangsspule (211) zu ermitteln; und - auf Basis der Signalstärke (610) Positionsinformation in Bezug auf eine Position der Sekundärspule (121) relativ zu der Primärspule (111) zu ermitteln.Device (507) for determining position information relating to a secondary coil (121) of a secondary unit (120) relative to a primary coil (111) of a primary unit (110); wherein the primary coil (111) is configured to generate a magnetic charging field (400) in order to transmit electrical energy to the secondary coil (121); wherein the primary unit (110) comprises at least one reception coil (211) which is set up to provide a measurement signal (520) with respect to a magnetic generated by a transmission coil (201) of the secondary unit (120) Measuring field (410); wherein the device (507) is set up to - generate a compensation signal (612) for a magnetic charging field (400) present in a direct vicinity of the receiving coil (211); wherein the compensation signal (612) is generated as a function of a charging field frequency (501) of the charging field (400); - on the basis of the compensation signal (612) at least partially compensate for an influence of the charging field (400) on the measurement signal (520) detected by the reception coil (211) in order to provide a compensated measurement signal (620); - on the basis of the compensated measuring signal (620) to determine a signal strength (610) of the measuring field (410) on the receiving coil (211); and - on the basis of the signal strength (610), determine position information with respect to a position of the secondary coil (121) relative to the primary coil (111). Vorrichtung (507) gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (507) eingerichtet ist, eine Phase des Kompensationssignals (612) in Abhängigkeit von dem erfassten Messsignal (520) einzustellen, insbesondere derart, dass ein Abstandsmaß zwischen einer Phase des erfassten Messsignals (520) und der Phase des Kompensationssignals (612) reduziert wird.Device (507) according to Claim 1 The device (507) is set up to set a phase of the compensation signal (612) as a function of the detected measurement signal (520), in particular in such a way that a distance measure between a phase of the detected measurement signal (520) and the phase of the compensation signal (612 ) is reduced. Vorrichtung (507) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (507) eingerichtet ist, eine Amplitude des Kompensationssignals (612) in Abhängigkeit von dem erfassten Messsignal (520) einzustellen, insbesondere derart, dass eine Differenz zwischen der Amplitude des Kompensationssignals (612) und einer Amplitude des erfassten Messsignals (520) reduziert wird.Device (507) according to one of the preceding claims, wherein the device (507) is set up to set an amplitude of the compensation signal (612) as a function of the detected measurement signal (520), in particular such that a difference between the amplitude of the compensation signal (612 ) and an amplitude of the detected measurement signal (520) is reduced. Vorrichtung (507) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das erfasste Messsignal (520) ein von dem Ladefeld (400) abhängiges Störsignal (500) und ein von dem Messfeld (410) abhängiges Nutzsignal (510) umfasst; und - die Vorrichtung (507) eingerichtet ist, das Kompensationssignal (612) von dem erfassten Messsignal (520) abzuziehen, um das kompensierte Messsignal (620) zu ermitteln, so dass ein Energieanteil des Nutzsignals (510) an dem kompensierten Messsignal (620) größer ist als ein Energieanteil des Nutzsignals (510) an dem erfassten Messsignal (520).The device (507) according to any one of the preceding claims, wherein - The detected measurement signal (520) comprises an interference signal (500) dependent on the charging field (400) and a useful signal (510) dependent on the measuring field (410); and - The device (507) is set up to subtract the compensation signal (612) from the detected measurement signal (520) in order to determine the compensated measurement signal (620), so that an energy component of the useful signal (510) in the compensated measurement signal (620) is greater is as an energy component of the useful signal (510) in the detected measurement signal (520). Vorrichtung (507) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Vorrichtung (507) eine Kompensationsspule (811) umfasst, die mit der Empfangsspule (211), insbesondere über einen gemeinsamen ferromagnetischen Spulenkern, magnetisch gekoppelt ist; und - die Vorrichtung (507) eingerichtet ist, mittels der Kompensationsspule (811) und in Abhängigkeit von dem Kompensationssignal (612) ein magnetisches Kompensationsfeld in der Umgebung der Empfangsspule (211) zu generieren, so dass das magnetische Ladefeld (400) in der Umgebung der Empfangsspule (211) zumindest teilweise kompensiert wird.The device (507) according to any one of the preceding claims, wherein - The device (507) comprises a compensation coil (811) which is magnetically coupled to the receiving coil (211), in particular via a common ferromagnetic coil core; and - The device (507) is set up by means of the compensation coil (811) and depending on the compensation signal (612) to generate a magnetic compensation field in the vicinity of the receiving coil (211), so that the magnetic charging field (400) in the vicinity of the Receiving coil (211) is at least partially compensated. Vorrichtung (507) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (507) einen Verstärker (802) umfasst, der eingerichtet ist, das kompensierte Messsignal (620) anstelle des erfassten Messsignals (520) zu verstärken.Device (507) according to one of the preceding claims, wherein the device (507) comprises an amplifier (802) which is set up to amplify the compensated measurement signal (620) instead of the detected measurement signal (520). Vorrichtung (507) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (507) eingerichtet ist, - das kompensierte Messsignal (620) mit einem Modulationssignal zu modulieren, um ein moduliertes Messsignal (720) bereitzustellen; wobei das Modulationssignal eine Modulationsfrequenz aufweist, die von der Ladefeldfrequenz (501) des, in der direkten Umgebung der Empfangsspule (211) vorliegenden, magnetischen Ladefelds (400) abhängt; - das modulierte Messsignal (720) mittels eines Filters (702) zu filtern, um eine Frequenzkomponente (712) des modulierten Messsignals (720) zu extrahieren; wobei das Filter (702) von einer Messfeldfrequenz (511) des Messfelds (410) abhängt; und - auf Basis der extrahierten Frequenzkomponente (712) die Signalstärke (610) des Messfeldes (410) an der Empfangsspule (211) zu ermitteln.Device (507) according to one of the preceding claims, wherein the device (507) is set up - Modulate the compensated measurement signal (620) with a modulation signal to provide a modulated measurement signal (720); wherein the modulation signal has a modulation frequency which depends on the charging field frequency (501) of the magnetic charging field (400) present in the immediate vicinity of the receiving coil (211); - filtering the modulated measurement signal (720) by means of a filter (702) in order to extract a frequency component (712) of the modulated measurement signal (720); wherein the filter (702) depends on a measuring field frequency (511) of the measuring field (410); and - Determine the signal strength (610) of the measuring field (410) on the receiving coil (211) on the basis of the extracted frequency component (712). Vorrichtung (507) zur Ermittlung von Positionsinformation bzgl. einer Sekundärspule (121) einer Sekundäreinheit (120) relativ zu einer Primärspule (111) einer Primäreinheit (110); wobei die Primärspule (111) eingerichtet ist, ein magnetisches Ladefeld (400) zu erzeugen, um elektrische Energie an die Sekundärspule (121) zu übertragen; wobei die Primäreinheit (110) zumindest eine Empfangsspule (211) umfasst, die eingerichtet ist, ein Messsignal (520) bezüglich eines von einer Sendespule (201) der Sekundäreinheit (120) generierten magnetischen Messfeldes (410) zu erfassen; wobei die Vorrichtung (507) eingerichtet ist, - ein von der Empfangsspule (211) erfasstes oder ein davon abgeleitetes Messsignal (520, 620) mit einem Modulationssignal zu modulieren, um ein moduliertes Messsignal (720) bereitzustellen; wobei das Modulationssignal eine Modulationsfrequenz aufweist, die von einer Ladefeldfrequenz (501) eines, in einer direkten Umgebung der Empfangsspule (211) vorliegenden, magnetischen Ladefelds (400) abhängt; - das modulierte Messsignal (720) mittels eines Filters (702) zu filtern, um eine Frequenzkomponente (712) des modulierten Messsignals (720) zu extrahieren; wobei das Filter (702) von einer Messfeldfrequenz (511) des Messfelds (410) abhängt; - auf Basis der extrahierten Frequenzkomponente (712) eine Signalstärke (610) des Messfeldes (410) an der Empfangsspule (211) zu ermitteln; und - auf Basis der Signalstärke (610) Positionsinformation in Bezug auf eine Position der Sekundärspule (121) relativ zu der Primärspule (111) zu ermitteln.Device (507) for determining position information relating to a secondary coil (121) of a secondary unit (120) relative to a primary coil (111) of a primary unit (110); wherein the primary coil (111) is configured to generate a magnetic charging field (400) in order to transmit electrical energy to the secondary coil (121); wherein the primary unit (110) comprises at least one receiving coil (211), which is set up to detect a measurement signal (520) relating to a magnetic measurement field (410) generated by a transmission coil (201) of the secondary unit (120); the device (507) being set up to - modulate a measurement signal (520, 620) detected by or derived from the reception coil (211) with a modulation signal in order to provide a modulated measurement signal (720); wherein the modulation signal has a modulation frequency which depends on a charging field frequency (501) of a magnetic charging field (400) present in a direct vicinity of the receiving coil (211); - filtering the modulated measurement signal (720) by means of a filter (702) in order to extract a frequency component (712) of the modulated measurement signal (720); wherein the filter (702) depends on a measuring field frequency (511) of the measuring field (410); - on the basis of the extracted frequency component (712) to determine a signal strength (610) of the measuring field (410) on the receiving coil (211); and - on the basis of the signal strength (610) determine position information in relation to a position of the secondary coil (121) relative to the primary coil (111). Vorrichtung (507) gemäß Anspruch 8, wobei das Modulationssignal ein Rechtecksignal umfasst oder ist.Device (507) according to Claim 8 , wherein the modulation signal comprises or is a square wave signal. Vorrichtung (507) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei die Modulationsfrequenz - gleich der Ladefeldfrequenz (501) ist; - gleich der Ladefeldfrequenz (501) mal einem rationalen Faktor ungleich eins ist; - derart ist, dass ein Frequenzabstand zwischen der extrahierten Frequenzkomponente (712) und einer direkt benachbarten Frequenzkomponente des modulierten Messsignals (720) größer als ein Frequenzabstand zwischen der Messfeldfrequenz (511) und der Ladefeldfrequenz (501) ist, insbesondere um einen Faktor von 2, 3, 5, 10 oder mehr.Device (507) according to one of the Claims 8 to 9 , wherein the modulation frequency - is equal to the charging field frequency (501); - is equal to the charging field frequency (501) times a rational factor not equal to one; is such that a frequency distance between the extracted frequency component (712) and a directly adjacent frequency component of the modulated measurement signal (720) is greater than a frequency distance between the measuring field frequency (511) and the charging field frequency (501), in particular by a factor of 2, 3, 5, 10 or more. Vorrichtung (507) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Vorrichtung (507) eingerichtet ist, das modulierte Messsignal (720) durch periodische Umkehr eines Vorzeichens des Messsignals (520, 620) zu ermitteln.Device (507) according to one of the Claims 8 to 10 The device (507) is set up to determine the modulated measurement signal (720) by periodically reversing a sign of the measurement signal (520, 620). Vorrichtung (507) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Filter (702) eine Bandbreite aufweist, die es ermöglicht, die Frequenzkomponente (712) des modulierten Messsignals (720) für alle möglichen Ladefeldfrequenzen (501) aus einem vordefinierten Ladefeld-Frequenzbereich zu extrahieren.Device (507) according to one of the Claims 8 to 11 , wherein the filter (702) has a bandwidth that makes it possible to extract the frequency component (712) of the modulated measurement signal (720) for all possible charging field frequencies (501) from a predefined charging field frequency range. Vorrichtung (507) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Primäreinheit (110) neben einer weiteren Primäreinheit (110) angeordnet ist; - das in der direkten Umgebung der Empfangsspule (211) vorliegende, magnetische Ladefeld (400) durch die weitere Primäreinheit (110) generiert wird; und - die Vorrichtung (507) eingerichtet ist, insbesondere über eine drahtlose Kommunikationsverbindung, Frequenzinformation in Bezug auf die Ladefeldfrequenz (501) des magnetischen Ladefelds (400) zu empfangen, das von der weiteren Primäreinheit (110) generiert wird.The device (507) according to any one of the preceding claims, wherein - The primary unit (110) is arranged next to a further primary unit (110); - The magnetic charging field (400) present in the direct vicinity of the receiving coil (211) is generated by the further primary unit (110); and - The device (507) is set up, in particular via a wireless communication link, to receive frequency information relating to the charging field frequency (501) of the magnetic charging field (400), which is generated by the further primary unit (110). Vorrichtung (507) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei gemäß einer Konvention während eines laufenden Ladevorgangs von der Sendeeinheit (201) ein Messfeld (410) erzeugt werden soll; wobei die Vorrichtung (507) eingerichtet ist, - auf Basis der Signalstärke (610) zu bestimmen, ob von der Sendeeinheit (201) ein Messfeld (410) erzeugt wird oder nicht; und - die Primäreinheit (111) zu veranlassen, eine Generierung des magnetischen Ladefelds (400) zu unterbinden, wenn bestimmt wird, dass von der Sendeeinheit (201) kein Messfeld (410) erzeugt wird.Device (507) according to one of the preceding claims, wherein according to a convention, a measuring field (410) is to be generated by the transmission unit (201) during an ongoing charging process; the device (507) being set up, - determine on the basis of the signal strength (610) whether or not a measuring field (410) is generated by the transmitting unit (201); and - to cause the primary unit (111) to prevent generation of the magnetic charging field (400) if it is determined that no measuring field (410) is generated by the transmitting unit (201). Vorrichtung (507) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (507) eingerichtet ist, - einen aktuellen Wert der Ladefeldfrequenz (501) zu ermitteln; und - einen Betrieb der Vorrichtung (507) in Abhängigkeit von dem aktuellen Wert der Ladefeldfrequenz (501) anzupassen.Device (507) according to one of the preceding claims, wherein the device (507) is set up - to determine a current value of the charging field frequency (501); and - Adapt an operation of the device (507) depending on the current value of the charging field frequency (501). Vorrichtung (507) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (507) eingerichtet ist, das Kompensationssignal (612), das kompensierte Messsignal (620), das modulierte Messsignal (720) und/oder die Signalstärke (610) mittels analoger Hardware zu ermitteln.Device (507) according to one of the preceding claims, wherein the device (507) is set up to compensate the signal (612), the compensated measurement signal (620), the modulated measurement signal (720) and / or the signal strength (610) by means of analog hardware determine. Vorrichtung (507) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (507) eingerichtet ist, - Signalstärken (610) des Messfeldes (410) an einer Mehrzahl von Empfangsspulen (211, 212, 213, 214) und/oder Signalstärken (610) der Messfelder (410) einer Mehrzahl von Sendespulen (201, 202, 203) zu ermitteln; und - auf Basis der Signalstärken (610) Positionsinformation in Bezug auf die Position der Sekundärspule (121) relativ zu der Primärspule (110) zu ermitteln.Device (507) according to one of the preceding claims, wherein the device (507) is set up - to determine signal strengths (610) of the measuring field (410) on a plurality of receiving coils (211, 212, 213, 214) and / or signal strengths (610) of the measuring fields (410) of a plurality of transmitting coils (201, 202, 203); and - Determine position information in relation to the position of the secondary coil (121) relative to the primary coil (110) on the basis of the signal strengths (610). Vorrichtung (507) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (507) eingerichtet ist, - die Signalstärke (610) zumindest eines Messfeldes (410) an der Empfangsspule (201) zu ermitteln, das von einer Sendespule (201, 202, 203) generiert wurde, die an einer weiteren Sekundäreinheit (120) angeordnet ist; und - diese Signalstärke (610) bei der Ermittlung der Positionsinformation zu berücksichtigen.Device (507) according to one of the preceding claims, wherein the device (507) is set up - to determine the signal strength (610) of at least one measuring field (410) on the receiving coil (201), which was generated by a transmitting coil (201, 202, 203) which is arranged on a further secondary unit (120); and - Take this signal strength (610) into account when determining the position information. Verfahren (900) zur Ermittlung von Positionsinformation bzgl. einer Sekundärspule (121) einer Sekundäreinheit (120) relativ zu einer Primärspule (111) einer Primäreinheit (110); wobei die Primärspule (111) eingerichtet ist, ein magnetisches Ladefeld (400) zu erzeugen, um elektrische Energie an die Sekundärspule (121) zu übertragen; wobei die Primäreinheit (110) zumindest eine Empfangsspule (211) umfasst, die eingerichtet ist, ein Messsignal (520) bezüglich eines von einer Sendespule (201) der Sekundäreinheit (120) generierten magnetischen Messfeldes (410) zu erfassen; wobei das Verfahren (900) umfasst, - Generieren (901) eines Kompensationssignals (612) für ein, in einer direkten Umgebung der Empfangsspule (211) vorliegendes, magnetisches Ladefeld (400); wobei das Kompensationssignal (612) in Abhängigkeit von einer Ladefeldfrequenz (501) des Ladefelds (400) generiert wird; - Ermitteln (902) eines kompensierten Messsignals (620) durch zumindest teilweise Kompensieren eines Einflusses des Ladefelds (400) auf das von der Empfangsspule (211) erfasste Messsignal (520) mittels des Kompensationssignals (612); - Ermitteln (903), auf Basis des kompensierten Messsignals (620), einer Signalstärke (610) des Messfeldes (410) an der Empfangsspule (211); und - Ermitteln (904), auf Basis der Signalstärke (610), von Positionsinformation in Bezug auf eine Position der Sekundärspule (121) relativ zu der Primärspule (111).Method (900) for determining position information relating to a secondary coil (121) of a secondary unit (120) relative to a primary coil (111) of a primary unit (110); wherein the primary coil (111) is configured to generate a magnetic charging field (400) in order to transmit electrical energy to the secondary coil (121); wherein the primary unit (110) comprises at least one receiving coil (211), which is set up to detect a measurement signal (520) relating to a magnetic measurement field (410) generated by a transmission coil (201) of the secondary unit (120); the method (900) comprising - generating (901) a compensation signal (612) for a magnetic charging field (400) present in a direct vicinity of the receiving coil (211); wherein the compensation signal (612) in Is generated as a function of a charging field frequency (501) of the charging field (400); - Determining (902) a compensated measurement signal (620) by at least partially compensating for an influence of the charging field (400) on the measurement signal (520) detected by the receiving coil (211) by means of the compensation signal (612); - Determining (903), on the basis of the compensated measurement signal (620), a signal strength (610) of the measurement field (410) on the reception coil (211); and - determining (904), based on the signal strength (610), position information in relation to a position of the secondary coil (121) relative to the primary coil (111). Verfahren (910) zur Ermittlung von Positionsinformation bzgl. einer Sekundärspule (121) einer Sekundäreinheit (120) relativ zu einer Primärspule (111) einer Primäreinheit (110); wobei die Primärspule (111) eingerichtet ist, ein magnetisches Ladefeld (400) zu erzeugen, um elektrische Energie an die Sekundärspule (121) zu übertragen; wobei die Primäreinheit (110) zumindest eine Empfangsspule (211) umfasst, die eingerichtet ist, ein Messsignal (520) bezüglich eines von einer Sendespule (201) der Sekundäreinheit (120) generierten magnetischen Messfeldes (410) zu erfassen; wobei das Verfahren (910) umfasst, - Modulieren (911) eines von der Empfangsspule (211) erfassten oder eines davon abgeleiteten Messsignals (520, 620) mit einem Modulationssignal, um ein moduliertes Messsignal (720) bereitzustellen; wobei das Modulationssignal eine Modulationsfrequenz aufweist, die von einer Ladefeldfrequenz (501) eines, in einer direkten Umgebung der Empfangsspule (211) vorliegenden, magnetischen Ladefelds (400) abhängt; - Filtern (912) des modulierten Messsignals (720) mittels eines Filters (702), um eine Frequenzkomponente (712) des modulierten Messsignals (720) zu extrahieren; wobei das Filter (702) von einer Messfeldfrequenz (511) des Messfelds (410) abhängt; - Ermitteln (913), auf Basis der extrahierten Frequenzkomponente (712), einer Signalstärke (610) des Messfeldes (410) an der Empfangsspule (211); und - Ermitteln (914), auf Basis der Signalstärke (610), von Positionsinformation in Bezug auf eine Position der Sekundärspule (121) relativ zu der Primärspule (111).Method (910) for determining position information relating to a secondary coil (121) of a secondary unit (120) relative to a primary coil (111) of a primary unit (110); wherein the primary coil (111) is configured to generate a magnetic charging field (400) in order to transmit electrical energy to the secondary coil (121); wherein the primary unit (110) comprises at least one receiving coil (211), which is set up to detect a measurement signal (520) relating to a magnetic measurement field (410) generated by a transmission coil (201) of the secondary unit (120); the method comprising (910) - modulating (911) a measurement signal (520, 620) detected by the reception coil (211) or derived therefrom with a modulation signal in order to provide a modulated measurement signal (720); wherein the modulation signal has a modulation frequency which depends on a charging field frequency (501) of a magnetic charging field (400) present in a direct vicinity of the receiving coil (211); - filtering (912) the modulated measurement signal (720) by means of a filter (702) in order to extract a frequency component (712) of the modulated measurement signal (720); wherein the filter (702) depends on a measuring field frequency (511) of the measuring field (410); - determining (913), on the basis of the extracted frequency component (712), a signal strength (610) of the measuring field (410) on the receiving coil (211); and - Determining (914), based on the signal strength (610), position information in relation to a position of the secondary coil (121) relative to the primary coil (111).
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