DE10216422C5 - Vorrichtung zur induktiven Energieversorgung und Führung eines beweglichen Objektes - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur induktiven Energieversorgung und Führung eines beweglichen Objektes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur induktiven Datenübertragung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 27.
- Stand der Technik
- Die induktive Energieübertragung ermöglicht die Versorgung eines beweglichen Verbrauchers mit Energie ohne mechanischen oder elektrischen Kontakt. Hierfür vorgesehene Vorrichtungen, wie sie beispielsweise aus der
WO 92/17929 - Da bei einer solchen Vorrichtung die Bewegungsbahn eines Verbrauchers nicht vom Verlauf der Leiterschleife abweichen darf, muß der Verbraucher entsprechend geführt werden, wenn es sich dabei nicht um ein schienengebundenes Fahrzeug handelt. Eine solche Führung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Fahrzeug eine drehbar gelagerte Vorderachse besitzt, deren Winkelstellung unmittelbar durch ein Ruder bestimmt wird, welches in einer in der Fahrbahn verlaufenden Nut gleitet. Dabei ist zweckmäßigerweise der Abnehmer an dieser gelenkten Vorderachse angeordnet, damit er auch in Kurven stets bestmöglich zu der in der Fahrbahn eingebetteten Leiterschleife ausgerichtet ist. Nachteilig ist an dieser Lösung der Aufwand für das Fräsen der Nut, die Unebenheit der Fahrbahn, und der unvermeidliche mechanische Verschleiß des Ruders.
- Eine elegantere Lösung, welche diese Nachteile vermeidet, ist die in der
DE 198 16 762 A1 beschriebene berührungslose induktive Führung. Hierbei wird das von der Leiterschleife ohnehin ausgehende Magnetfeld durch eine induktive Sensoranordnung erfaßt, deren Ausgangssignale einer Auswerteeinrichtung zugeführt werden. Diese ermittelt daraus die Position des Fahrzeugs in Querrichtung zur Leiterschleife und steuert in Abhängigkeit von dieser Servomotoren zur Lenkung des Fahrzeugs an. Die vorgesehene Sensoranordnung ist im Fahrzeug mittig angeordnet und besteht aus je einem Sensor mit vertikaler und horizontaler Empfindlichkeitsachse, wobei letztere quer zur Fahrtrichtung verläuft. Da der Strom im Hin- und Rückleiter der Leiterschleife zu jedem Zeitpunkt entgegengesetzt gleich ist, erreicht bei mittiger Position des Fahrzeugs in Bezug auf die Leiterschleife das Signal des Sensors mit vertikaler Empfindlichkeitsachse ein Maximum, während das Signal des anderen Sensors einen Nulldurchgang hat. - Häufig besteht bei automatischen Transportsystemen das Bedürfnis nach einer Datenkommunikation zwischen den Fahrzeugen und einer zentralen Leitstelle. Aus der
DE 39 16 610 A1 ist hierzu eine Einrichtung zur gleichzeitigen Spurführung und Datenübertragung bekannt, wobei allerdings die Spurführungsleitung ausschließlich zur Spurführung und nicht zur Energieversorgung des Fahrzeugs dient. Die zur Spurführung vorgesehene Sensoranordnung stimmt mit der vorausgehend beschriebenen völlig überein, während die Sende- und Empfangseinrichtung zur Datenkommunikation nicht näher erläutert wird. - Die
DE 196 49 682 A1 lehrt eine Vorrichtung zur breitbandigen induktiven Signal- und Energieübertragung zwischen gegeneinander beweglichen Einheiten, welche sich dadurch auszeichnet, dass die Leitung, über welche die Übertragung erfolgt, reflexionsfrei abgeschlossen ist. Dabei werden verschiedene Ausführungsformen einer solchen Leitung als Zweidrahtleitung und als Streifenleitung sowie jeweils auf die Form der Leitung abgestimmte Konfigurationen eines induktiven Abnehmers vorgestellt. Die Frage der Bahnführung der beweglichen Einheiten wird in der Schrift nicht angesprochen. - Die
DE 31 50 380 C2 beschäftigt sich mit einer Einrichtung zur Datenübertragung zwischen gleislosen, mit Hilfe von Leitkablen geführten Fahrzeugen und einer Leitzentrale, wobei die Fahrzeuge mit Empfangs-/Sendeeinrichtungen ausgerüstet sind und die Datenübertragung nur an einzelnen diskreten Punkten entlang des Fahrwegs erfolgt. Dies beruht darauf, daß zur Vermeidung einer Störung der Datenübertragung durch die von dem Leitkabel ausgehenden Signale das Datenübertragungskabel verdrillt ist und sich nur an besagten diskreten Punkten zu einer Schleife erweitert. Eine Energieübertragung zu den Fahrzeugen ist in der Schrift nicht vorgesehen. - Ein System zur reinen Informationsübertragung im Straßenverkehr hat die
DE 40 20 548 A1 zum Gegenstand. Hierbei enthalten die Fahrzeuge jeweils mehrere in Fahrtrichtung hintereinander liegende induktive Sensoren und in der Fahrbahn sind Gruppen von Metallstäben in Fahrtrichtung hintereinander und mit ihrer Längsrichtung quer zur Fahrbahn angeordnet. Die Anordnung der Stäbe einer Gruppe stellt einen Binärcode dar, der durch die fahrzeugseitige Sensoranordnung beim Überfahren gelesen wird. Auf einer Anzeigeeinrichtung im Fahrzeug wird die Bedeutung des Codes angezeigt, wodurch eine Gruppe von Stäben effektiv eine Form eines Verkehrszeichens darstellt. - Schließlich zeigt die
DE 690 31 578 T1 eine Vorrichtung zur seitlichen Spurführung von Fahrzeugen auf einer schienenlosen Fahrstrecke mit Hilfe eines Magnetfeldes, das von einem entlang der Fahrstrecke verlegten Leiter ausgeht. Zur Detektion des Magnetfeldes sind am Fahrzeug zwei Magnetsonden angebracht. Der Leiter ist ein geschlitzter Wellenleiter, in den zur seitlichen Lagebestimmung der Fahrzeuge mittelfrequente Sinussignale und zur Führung der Lage in Längsrichtung sowie der Geschwindigkeit Hochfrequenzsignale eingespeist werden. Zum Empfangen und Senden von Hochfrequenzsignalen sind auf den Fahrzeugen spezielle Antennen angeordnet. Eine Energieübertragung zu den Fahrzeugen ist nicht vorgesehen. - Aufgabenstellung
- Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für eine Vorrichtung zur induktiven Energieversorgung und Führung eines beweglichen Objektes einen zweckmäßigen Weg zur Realisierung einer Datenkommunikation als weitere Funktion aufzuzeigen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ein für den Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung konzipiertes Verfahren zur induktiven Datenübertragung ist Gegenstand des Anspruchs 27.
- Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die für die Positionsbestimmung auf dem beweglichen Verbraucher ohnehin benötigten Induktivitäten zugleich für den Datenempfang benutzt werden, d. h. daß für Führung und Datenempfang zusammen nur eine einzige induktive Antenne benötigt wird. Besonders geeignet ist hierfür eine Anordnung von zwei gegeneinander versetzten Reihen flacher Spulen, die an dem beweglichen Verbraucher quer zur Bewegungsrichtung und mit vertikaler Achsenrichtung angeordnet sind. Solche flachen Spulen sind einfach auf einer Leiterplatte montierbar und könnten als Extremfall sogar völlig planar auf einer Leiterplatte realisiert werden.
- Wenn diese Empfangsspulenanordnung breit genug ist, um zumindest einen der Leiter der zur Energieübertragung dienenden Leiterschleife seitlich weit zu überdecken, und die Datenleitung benachbart zu einem Leiter der Schleife liegt, ist auch in gekrümmten Abschnitten der Bewegungsbahn des Verbrauchers stets sowohl eine genaue Positionsbestimmung, als auch eine zum störungsfreien Datenempfang ausreichende Kopplung zumindest einer Empfangsinduktivität mit der Datenleitung gewährleistet. Dies gilt auch dann, wenn die Antenne nicht in der Mitte der gelenkten Vorderachse des beweglichen Verbrauchers angeordnet werden kann und deshalb in einer Kurve eine seitliche Auslenkung erfährt. Dabei läßt sich die Leiterposition aus einem Vergleich der Meßsignale der einzelnen Empfangsspulen bzw. aus einer Interpolation des Amplitudenverlaufs zwischen den einzelnen Empfangsspulen sehr genau ermitteln.
- Im Grundsatz könnten die Empfangsinduktivitäten auch zum Senden von Datensignalen verwendet werden, doch erscheint es als vorteilhafter, hierfür eine separate Anordnung von Induktivitäten mit ferromagnetischem Kern vorzusehen, um das Feld besser auf die Datenleitung zu konzentrieren, wobei auch hier zwei gegeneinander versetzte Reihen von Induktivitäten eine besonders zweckmäßige Lösung darstellen. Sowohl unter den Sendeinduktivitäten, als auch unter den Empfangsinduktivitäten wird auf der Basis des Ergebnisses der Positionsbestimmung jeweils stets diejenige für den Kommunikationsbetrieb ausgewählt, welche aufgrund ihrer momentanen lateralen Position die beste Kopplung zur Datenleitung aufweist. Dieses Vorgehen ist im Grundsatz auf jede induktive Antennenanordnung mit mehreren Sende- und/oder Empfangsspulen anwendbar.
- Ausführungsbeispiel
- Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt
-
1 eine schematische Querschnittsansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, -
2 eine schematische Draufsicht auf den Teil der Vorrichtung nach1 , -
3 den Verlauf der Ausgangsspannung einer Empfangsinduktivität in Abhängigkeit von der Position quer zur Bewegungsrichtung, -
4 einen vergrößerten und vereinfachten Ausschnitt einer Ansicht wie in1 , -
5 zwei Varianten einer Sendeinduktivität für die erfindungsgemäße Vorrichtung, -
6 eine schematische Querschnittsansicht einer zur bidirektionalen Kommunikation geeigneten Anordnung von Induktivitäten, -
7 eine schematische Draufsicht auf die Anordnung nach6 , -
8 ein Blockschaltbild einer kombinierten Sende- und Empfangseinrichtung zum Betrieb in Verbindung mit der Induktivitätenanordnung der6 und7 . - In den
1 und2 ist ein Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch im Querschnitt bzw. in der Draufsicht dargestellt. In einer Fahrbahn1 , auf der sich ein elektrisch angetriebenes Transportfahrzeug bewegen soll, sind zwei Nuten2a und2b ausgefräst. In diesen Nuten2a und2b sind der Hinleiter3a und der Rückleiter3b einer Leiterschleife3 eingebettet, von der in2 nur ein kurzer Abschnitt zu sehen ist. Die Leiterschleife3 wird von einer nicht dargestellten Einspeisungselektronik mit einem hohen Strom gespeist und wirkt als räumlich verteilte Primärinduktivität eines Transformators, dessen Sekundärinduktivität von einem auf dem Fahrzeug angebrachten Abnehmer gebildet wird. Auf diese Weise wird das Fahrzeug mit der zu seinem Betrieb benötigten elektrischen Energie versorgt. Der Abnehmer und das Fahrzeug sind hier nicht von Interesse und daher in den Figuren nicht dargestellt. Typische Betriebsparameter eines solchen Systems sind für den Primärleitermittenabstand 100 mm, für den Luftspalt 10 mm, für den Strom 100 A und für die Frequenz 20 kHz. - In der Nut
2b ist darüber hinaus noch eine zweiadrige Datenleitung4 mit den Adern4a und4b angeordnet. Dabei steht die Datenleitung4 im Querschnitt senkrecht zu der durch die Leiterschleife3 definierten Ebene, d. h. die Verbindungslinie der Mittelpunkte der Adern4a und4b steht senkrecht zur Verbindungslinie der Mittelpunkte der Leiter3a und3b . Hierdurch wird sowohl eine optimale induktive Entkopplung der Datenleitung4 von der Leiterschleife3 erzielt, als auch die Verlegung der Datenleitung4 in Kurven erleichtert, da die als flache Zweidrahtleitung ausgebildete Datenleitung4 in dieser Richtung wesentlich flexibler ist als in der anderen Richtung. Die beiden Nuten2a und2b sind der Einfachheit halber vom gleichen Querschnitt, so daß in der Nut2a bei Bedarf noch Raum für eine weitere Datenleitung zur Verfügung steht. Für die vorliegende Erfindung kommt es nicht darauf an, auf welcher Seite eines der Leiter3a oder3b die Datenleitung4 angeordnet ist. So wäre ebensogut wie die in den Figuren gezeigte vertikale Anordnung an der Außenseite auch eine vertikale Anordnung an der Innenseite oder auch eine waagrechte Anordnung oberhalb eines Leiters3a oder3b möglich. - An dem nicht dargestellten Fahrzeug ist in einem Abstand in der Größenordnung von 10 mm von der Oberfläche der Fahrbahn
1 eine aus fünf flachen Spulen5a –5e bestehende induktive Empfangsantenne5 angebracht. Die Spulen5a –5e liegen alle parallel nebeneinander und mit den Endflächen parallel bzw. mit den in den Figuren gestrichelt eingezeichneten Achsen senkrecht zur Oberfläche der Fahrbahn1 . Die Spulen5a –5c bilden eine gerade Reihe, die sich bei korrekter Orientierung des Fahrzeugs quer zu dessen Bewegungsrichtung, die dann mit der Längsrichtung der Leiterschleife3 übereinstimmt, erstreckt. Dies gilt ebenso für die Spulen5d und5e , die sowohl in Längsrichtung des Rückleiters3b , als auch in Querrichtung gegenüber der Spulenreihe5a –5c verschoben sind. Die Verschiebung in Längsrichtung entspricht etwas mehr als der Abmessung einer Spüle in dieser Richtung, die Verschiebung in Querrichtung der halben Abmessung einer Spule in dieser Richtung. Die Darstellung der Spulen mit ovalem Querschnitt in2 . ist rein beispielhaft gemeint, d. h. der Querschnitt könnte ebensogut kreisförmig oder annähernd rechteckig sein. Die Querschnittsabmessungen der Spulen können beispielsweise in der Größenordnung von 10 bis 30 mm liegen. - Die Empfangsspulen
5a –5e sind zunächst dazu bestimmt, das Magnetfeld des Stromes in der Leiterschleife3 auszumessen, um anhand dessen die Lage der Antenne5 und damit auch des Fahrzeugs, an dem sie angebracht ist, quer zur Bewegungsrichtung zu bestimmen. Zu diesem Zweck sind die Spulen5a –5e an eine elektronische Auswertungseinrichtung angeschlossen, welche die Amplituden der durch besagtes Magnetfeld in den Spulen5a –5e induzierten Spannungen feststellt, vergleicht, bewertet und ein Maß für die Lage der Antenne5 zu dem Rückleiter3b ermittelt. Basierend auf dieser Positionsbestimmung werden durch einen Regler Stellsignale für einen oder mehrere Servomotoren erzeugt, um so das Fahrzeug automatisch entlang einer Bahn zu lenken, die dem Verlauf der Leiterschleife3 folgt. - Die Positionsbestimmung beruht darauf, daß die Amplitude der induzierten Spannung U in Abhängigkeit von der lateralen Position S einer Empfangsspule
5a –5e bei gleichbleibendem vertikalem Abstand einen charakteristischen Verlauf mit mehreren Extremwerten zeigt. In3 ist dieser Verlauf qualtitativ dargestellt, der das Feldbild einer Doppelleitung mit zwei ungleichsinnig stromdurchflossenen Adern widerspiegelt. Dabei liegt der Ursprung der Abszisse genau in der Mitte zwischen dem Hinleiter3a und dem Rückleiter3b . Die Positionen der Leiter3a und3b sind in3 mit H bzw. R gekennzeichnet. Wegen des bekannten Verlaufs der magnetischen Feldlinien als Kreise, deren Mittelpunkte jeweils auf der Verbindungsgeraden der beiden Adern, jedoch alle außerhalb des Zwischenraumes H-R liegen, treten zwei symmetrische Minima bei Positionen etwas jenseits der Orte H und R auf. In einem solchen Minimum ist der verkettete Fluß wegen des dort horizontalen Verlaufs der Feldlinien nahezu Null. Das Maximum liegt genau in der Mitte und beruht auf der Addition gleich großer positiver Feldbeiträge beider Adern. - Es leuchtet ein, daß ein solcher Verlauf in einfacher Weise zur Positionsbestimmung durch Extremwertsuche benutzt werden kann, indem mehrere Spulen entlang des Weges S angeordnet werden und deren Ausgangsspannungen in einer elektronischen Auswertungseinrichtung verglichen und bewertet werden. Hierbei drängen sich die Minima wegen des deutlich steileren Kurvenverlaufs in ihrer Umgebung als günstigeres Kriterium auf. Da mit der Spulenanordnung nur diskrete Punkte entlang des Weges S abgetastet werden können, bietet es sich an, den Kurvenverlauf nach
3 zwischen diesen Stützstellen nichtlinear zu interpolieren. Der Versatz der zweiten Spulenreihe5d –5e gegenüber der ersten Reihe5a –5c um die halbe Querabmessung einer Spule bewirkt gegenüber der ersten Spulenreihe5a –5c eine Halbierung des räumlichen Abtastintervalls. - Allerdings muß der Krümmungsradius der Leiterschleife
3 in Kurven der Bewegungsbahn des Fahrzeugs groß gegenüber dem Abstand der beiden Spulenreihen5a –5c und5d –5e in Längsrichtung sein, damit der durch diesen Längsabstand verursachte Fehler den Gewinn an Genauigkeit in Kurven nicht zunichte macht. Eine seitliche Krümmung der Leiterschleife3 in einer Kurve oder an einer Verzweigungsstelle zweier Bewegungsbahnen, nachfolgend wie üblich in Anlehnung an schienengebundene Systeme als Weiche bezeichnet, macht sich darin bemerkbar, daß der durch die Auswertungseinrichtung bestimmte Ort eines Minimums seitlich auszuwandern beginnt. Diese Abweichung der Istlage von einer durch die Position der Antenne5 am Fahrzeug vorbestimmten Sollage kann zur Bahnregelung des Fahrzeugs benutzt werden. - Eine weitere Funktion der Antenne
5 ist der induktive Empfang von Datensignalen, die von einer nicht dargestellten zentralen Steuereinheit über die unmittelbar neben dem Rückleiter3b angeordnete Datenleitung4 an das Fahrzeug gesendet werden. Die Lage der Datenleitung4 zu zwei flachen Empfangsspulen5d und5e mit jeweils vertikaler Achse ist in4 vergrößert dargestellt. Sie hat wegen des relativ großen Abstandes zwischen den beiden Leitern4a und4b im Bereich von 10–20 mm einen relativ großen Wellenwiderstand und ist mit einem 300 Ω-Antennenkabel früher üblicher Art vergleichbar. Ein dünner Steg der Isolation verbindet die beiden Leiter4a und4b mechanisch und hält sie überall auf konstantem Abstand zueinander. - Wenn der Strom in dem Datenkabel
4 , wie durch das Kreuz und den Punkt in den Leitern4a und4b angedeutet, zu einem bestimmten Zeitpunkt gerade im oberen Leiter4a die daxgestellte Querschnittsebene nach hinten und im unteren Leiter4b nach vorne durchdringt, so ergibt sich in dem Raum zwischen der Leitung4 und den Empfangsspulen5d und5e ein magnetischer Feldverlauf der dargestellten Art, d. h. die Feldlinien verlaufen im Uhrzeigersinn kreisförmig um Mittelpunkte herum, die oberhalb des oberen Leiters4a auf der Verbindungsgeraden der Leitermittelpunkte liegen. An zwei Stellen der skizzierten Feldlinie B sind die Horizontalkomponenten BH und die Vertikalkomponenten Bv der magnetischen Flußdichte exemplarisch eingetragen. - Bei exakt mittiger Lage einer Empfangsspule
5d oder5e oberhalb des Datenkabels4 nimmt die induktive Kopplung wegen des dort rein horizontalen Verlaufs des Magnetfeldes B ein Minimum an, d. h. sie verschwindet dort sogar theoretisch. Andererseits nimmt der Betrag des Flußdichte B mit zunehmender Entfernung einer Spule5d oder5e von der Leitung4 ab. Daraus folgt, daß es bei gegebenem vertikalem Abstand zwischen einer Spule5d oder5e und dem oberen Leiter4a in der Nähe der Datenleitung4 , jedoch abseits besagter mittiger Lage ein Maximum der induktiven Kopplung gibt. Bei Verwendung einer regelmäßigen Anordnung einer Vielzahl von Empfangsspulen5a –5e , wie sie2 zeigt, liegt offensichtlich stets eine der Empfangsspulen5a –5e diesem Maximum am nächsten und ist somit am besten für den Datenempfang geeignet. - Davon wird Gebrauch gemacht, indem die erwähnte Auswertungseinrichtung für die Positionsbestimmung anhand der Position ständig die jeweils am besten liegende Empfangsspule
5a –5e auswählt und über einen Multiplexer nur diese mit der Datenempfangseinrichtung verbindet. Dabei kann sich im Laufe der Bewegung des Fahrzeugs die Auswahl der günstigsten Empfangsspule5a –5e wiederholt ändern, insbesondere bei einem Richtungswechsel in einer Kurve oder an einer Weiche, wo die Empfangsantenne5 trotz Lenkungsregelung zeitweise aus ihrer Normallage gegenüber der Leiterschleife3 und damit auch gegenüber der Datenleitung4 seitlich auswandert. Letzteres ist sogar unvermeidbar, wenn die Antenne nicht mittig unter der gelenkten Vorderachse des Fahrzeugs plaziert werden kann. Durch das ständige Umschalten auf die jeweils bestgelegene Empfangsspule5a –5e ist jedoch ein einwandfreier Datenempfang auch in ungeraden Abschnitten der Bewegungsbahn gewährleistet. - Im Grundsatz könnte eine Antenne
5 der vorausgehend beschriebenen Art ebenso dazu benutzt werden, Daten auch von dem Fahrzeug, an dem sie montiert ist, über die Datenleitung4 induktiv zu einer zentralen Leitstelle zu übertragen. Um den Wirkungsgrad der Übertragung zu erhöhen, ist es jedoch von Vorteil, separate Sendespulen mit einem ferromagnetischen Kern zur Feldkonzentration auf die Datenleitung4 zu verwenden. In5 sind zwei mögliche Bauformen solcher Sendespulen6 und9 dargestellt. - Die linke Sendespule
6 eignet sich besonders zur Verwendung bei einer Datenleitung4 mit vertikal übereinander liegenden Leitern4a und4b , wie sie bereits in den1 und4 gezeigt ist. Der Eisenkern7 ist in diesem Fall U-förmig und die Spule6 ist an dem Fahrzeug so angebracht, daß die beiden Schenkel des U-Kerns7 vertikal zu der Datenleitung4 weisen. Die Wicklung8 befindet sich auf dem horizontalen Abschnitt zwischen den beiden Schenkeln. Die induktive Kopplung ist bei dieser Anordnung maximal in der gezeigten mittigen Position der Spule6 über der Datenleitung4 . - Die rechte Sendespule
9 eignet sich besonders zur Verwendung bei einer Datenleitung4 mit horizontal nebeneinander liegenden Leitern4a und4b . Diese Leiteranordnung ist zwar im Hinblick auf die unerwünschte induktive Kopplung zwischen der Datenleitung4 und der Leiterschleife3 sowie auf die mechanische Flexibilität bei horizontalen Krümmungen des Leitungsverbundes weniger optimal als die vertikale Anordnung, doch kommt sie grundsätzlich auch in Betracht. Der Eisenkern10 ist in diesem Fall E-förmig und die Spule9 ist an dem Fahrzeug so angebracht, daß die drei Schenkel des E-Kerns10 vertikal zu der Datenleitung4 weisen. Die Wicklung11 befindet sich auf dem mittleren Schenkel. Die induktive Kopplung ist auch bei dieser Anordnung maximal in der gezeigten mittigen Position der Spule9 über der Datenleitung4 . - In völliger Analogie zur Empfangsantenne
5 besteht eine erfindungsgemäße induktive Sendeantenne aus einer Vielzahl von regelmäßig linear quer zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs angeordneten Sendespulen, um zu gewährleisten, daß ständig, d. h. auch bei Kurvenfahrt, eine für eine störungsfreie Datenübertragung zur Datenleitung4 ausreichend gut positionierte Sendespule zur Verfügung steht. Auch der Vorteil einer Anordnung von zwei hintereinander liegenden und seitlich gegeneinander versetzten Reihen von Spulen zur Erhöhung der Ortsauflösung ist unmittelbar von der Empfangsantenne5 auf eine Sendeantenne übertragbar. Logischerweise muß eine Sendantenne in Querrichtung des Fahrzeugs an der gleichen Stelle angebracht werden wie die Empfangsantenne5 , so daß sie in Längsrichtung gegenüber der Empfangsantenne verschoben sein muß. - Was die Auswahl der jeweils besten Sendespule anbelangt, so kann diese bei fester räumlicher Zuordnung zwischen Empfangs- und Sendespulen auf der Basis der Auswahl der besten Empfangsspule geschehen. Dabei muß sich bei einem Längsversatz der Sendeantenne gegenüber der Empfangsantenne die beste Sendespule nicht unbedingt in derselben lateralen Position wie die beste Empfangsspule befinden, sondern es kann in einem gekrümmten Abschnitt der Bewegungsbahn auch eine gegenüber der besten Empfangsspule seitlich versetzte Sendespule gerade in der günstigsten Position sein. Eine Berücksichtigung dieses Effektes bei der Sendespulenauswahl setzt eine temporäre Speicherung von Bewegungsbahndaten durch die Ausweitungseinrichtung voraus.
- In den
6 und7 ist ein erfindungsgemäßes Führungs- und Kommunikationssystem mit maximalem Funktionsumfang im Querschnitt bzw. in der Draufsicht dargestellt. Es weist eine Empfangsantenne12 auf, die im Prinzip der vorausgehend anhand der1 und2 beschriebenen entspricht, jedoch im Unterschied dazu nicht nur den Rückleiter3b , sondern auch den Hinleiter3a , also die Leiterschleife3 in ihrer vollen Breite überdeckt. In Längsrichtung gegenüber der Empfangsantenne12 verschoben ist eine analog strukturierte Sendeantenne13 angeordnet, die in gleicher Weise die Leiterschleife3 komplett überdeckt und sich aus Sendespulen6 der in5 links gezeigten Art zusammensetzt. Wie in6 erkennbar ist, befindet sich in der Nut2a benachbart zu dem Hinleiter3a eine zweite Datenleitung14 ebenfalls in vertikaler Position. - Der Vorteil des Systems nach den
6 und7 ist die Funktionsfähigkeit auch im Bereich von Weichen (Bahnverzweigungen), an denen sich das Fahrzeug und damit auch die Antennen12 und13 von einem der Leiter3a oder3b entfernen und vorübergehend nur noch einer der Leiter3a oder3b in der Nähe der Antennen12 und13 vorhanden ist. Dadurch, daß jedem der Leiter3a und3b eine Datenleitung14 bzw.4 zugeordnet ist, und daß jede dieser Datenleitungen14 und4 von den Emfangs- und Sendeantennen12 bzw.13 überdeckt wird, ist zu jedem Zeitpunkt eine störungsfreie Datenkommunikation möglich. - Gleiches gilt sinngemäß auch für die Bahnführung des Fahrzeugs. Wenn nämlich, wie in den
1 und2 dargestellt, nur einer der Leiter3a oder3b von einer Empfangsantenne5 überdeckt wird und sich die Bahn des Fahrzeugs an einer Weiche von diesem Leiter entfernt, dann ist solange keine Positionsbestimmung und folglich auch keine Lenkregelung möglich, bis die Antenne5 wieder einen neuen Leiter3a bzw.3b findet. Bei einer Antennenanordnung wie in den6 und7 ist hingegen stets die Nähe der Empfangsantenne12 zu mindestens einem Leiter3a oder3b , und damit eine ununterbrochene Positionsinformation auch im Bereich einer Weiche gewährleistet. - Wenn diesen Gesichtspunkten im einzelnen Anwendungsfall keine entscheidende Bedeutung zukommt, dann genügt für eine bidirektionale Datenkommunikation im Grundsatz eine Hälfte der in den
6 und7 gezeigten Antennenanordnung12 ,13 und es kann auf die zweite Datenleitung14 verzichtet werden. Dies entspricht der Anordnung der1 und2 mit zwei zusätzlichen, in Querrichtung gegeneinander versetzten Reihen von Sendespulen6 , die in Längsrichtung hinter den Empfangsspulen5a –5e liegen. Es versteht sich von selbst, daß die in den1 und2 gezeigte Anzahl von fünf Empfangsspulen5a –5e in zwei Reihen und die in den6 und7 gezeigte Anzahl von jeweils elf Sende- und Empfangsspulen in jeweils zwei Reihen rein beispielhaften Charakter haben. Im einzelnen Anwendungsfall kann zur Erreichung angestrebter Leistungsdaten sowohl eine geringere Anzahl von Spulen und/oder Reihen ausreichen, als auch eine größere Anzahl von Spulen und/oder Reihen notwendig sein. - Das Blockschaltbild einer kombinierten Auswertungs- und Datenkommunikationseinrichtung
15 ist in8 dargestellt. Kernstück dieser Einrichtung15 ist ein Mikrocomputer16 , der alle digitalen Verarbeitungsfunktionen der Einrichtung15 wahrnimmt. Der Mikrokomputer16 verfügt über einen Analog-/Digital-Wandler17 zum Einlesen der von der Empfangsantenne12 aufgenommenen analogen Positionsmeßsignale und über eine digitale Ein-/Ausgabeeinheit18 zum Einlesen der über die Empfangsantenne12 von den Datenleitungen4 und14 empfangenen digitalen Datensignale sowie zum Ausgeben digitaler Datensignale, die über die Sendeantenne13 auf den Datenleitungen4 und14 gesendet werden sollen. Ferner verfügt der Mikrocomputer16 über geeignete digitale Schnittstellen zur Kommunikation mit der Steuerelektronik des Fahrzeugs. Beispielsweise kann zur Abgabe der errechneten Positionsdaten an die Lenkregeleinheit eine eigene CAN-Bus-Schnittstelle19 vorgesehen sein, während zur Abgabe von Steuerbefehlen sowie zum Einlesen von Statusinformationen, die über die Datenleitungen4 und14 an eine zentrale Leitstelle gesendet werden sollen, eine serielle RS232-Schnittstelle dient. Alternativ zu den genannten Schnittstellentypen würde sich z. B. auch RS485 eignen. - Die Empfangsantenne
12 ist an die Einrichtung15 über einen Multiplexer21 angeschlossen, der von dem Mikrocomputer16 über einen Steuerbus22 gesteuert wird. Das heißt, daß über den Steuerbus22 stets nur ein einzelner Empfangsspulenanschluß der Empfangsantenne12 ausgewählt und vom Multiplexer21 auf seinen Ausgang durchgeschaltet wird. Dem Multiplexer21 parallel nachgeschaltet sind zwei Bandpaßfilter23 und24 . Während das Bandpaßfilter23 auf die Betriebsfrequenz der zur Energieübertragung dienenden Leiterschleife3 , die beispielsweise in der Größenordnung von 20 kHz liegt, abgestimmt ist, ist das Bandpaßfilter24 auf das zur Datenübertragung auf den Datenleitungen4 und14 ausgewählte Frequenzband, das beispielsweise in der Größenordnung um 1 MHz liegen kann, abgestimmt. Durch diese Bandpaßfilter23 und24 werden das vom Magnetfeld der Leiterschleife3 herrührende Positionsmeßsignal und das von den Datenleitungen4 und14 ausgehende Datensignal voneinander getrennt. - Das Positionsmeßsignal von dem ersten Bandpaßfilter
23 wird anschließend einem Abtast- und Halteglied25 zugeführt, welches ebenso wie der Multiplexer21 über weitere Steuerleitungen26 von dem Mikrocomputer16 gesteuert wird. Der Ausgang des Abtast- und Haltegliedes25 ist mit dem Eingang des A/D-Wandlers17 verbunden. Das Datensignal von dem zweiten Bandpaßfilter24 wird anschließend einem Demodulator27 zugeführt, der daraus das digitale Basisbandsignal zurückgewinnt und an die digitale Ein-Ausgabeschnittstelle18 des Mikrocomputers16 abgibt. - Das Gegenstück zu dem Demodulator
27 bildet ein digitaler Modulator28 . Diesem werden von dem Fahrzeug an die Leitstelle zu übertragende Daten als Basisbandsignal von der digitalen Ein-Ausgabeschnittstelle18 des Mikrocomputers16 zugeführt, die er beispielsweise durch Frequenzumtastung (FSK) einem Trägersignal aufmoduliert. Das so erzeugte Sendesignal gibt er an eine Treibereinheit29 ab, an der die Sendeantenne13 angeschlossen ist. Diese Treibereinheit29 verstärkt das von dem Modulator28 ankommende Datensignal und schaltet es unter der über den Steuerbus22 ausgeübten Kontrolle des Mikrocomputers16 auf nur einen Sendespulenanschluß der Sendeantenne13 . Dies heißt, daß die Treibereinheit29 selbst einen weiteren, in8 nicht eigens dargestellten Multiplexer beinhaltet. Um ausreichende Schaltraten zu gewährleisten, enthält der Steuerbus22 getrennte Adreßleitungen für den Multiplexer21 und den in der Treibereinheit29 enthaltenen weiteren Multiplexer. - Die Auswahl der zu einem bestimmten Zeitpunkt benutzten Sende- und Empfangsspule trifft der Mikrocomputer
16 anhand der von ihm errechneten Position der Antennen12 und13 . In diese Berechnung gehen die Positionsmeßsignale aller Empfangsspulen der Empfangsantenne12 ein, die nacheinander über den Multiplexer21 durchgeschaltet und eingelesen werden. Es wird also für die Datenkommunikation stets nur die Sende- und Empfangsspule mit der jeweils günstigsten Lage verwendet. Zwar könnten als Auswahlkriterium hierfür auch die Amplituden der von den einzelnen Empfangsspulen der Empfangsantenne12 gelieferten Datensignale, d. h. die jeweils zugeordneten Ausgangssignale des Bandpaßfilters24 verwendet werden, doch ist es bevorzugt, die Positionssignale, d. h. die jeweils zugeordneten Ausgangssignale des Bandpaßfilters23 zu verwenden, da diese Signale wegen des gegenüber den Datenleitungen4 und14 um Größenordnungen höheren Stromes in der Leiterschleife3 wesentlich stärker sind. - Die Empfangsantenne
12 kann des weiteren auch dazu benutzt werden, Signale von zur Positionsmarkierung an vorbestimmten Stellen entlang der Leiterschleife3 angeordneten Sendern zu empfangen. Solche Positionsmarkensender dienen üblicherweise dazu, einem automatisch gesteuerten Fahrzeug das Erreichen bzw. Passieren vorbestimmter Positionen entlang einer Strecke zu signalisieren. Zweckmäßigerweise verfügt ein solcher Sender jeweils über eine Sendespule, die neben der Leiterschleife3 so angeordnet ist, daß mindestens eine der Spulen der Empfangsantenne12 beim Passieren vorübergehend in eine induktive Kopplung zur Sendespule gelangt, wodurch kurzzeitig die Übertragung eines Datensignals von der stationären Sendespule zur Empfangsantenne12 möglich ist. - Dieses Datensignal beinhaltet einen digitalen Code, der die Position des Senders entlang der Leiterschleife
3 angibt. Um eine Störung dieser unidirektionalen Positionsdatenübertragung durch die vorhandenen Felder zur Energieübertragung von der Leiterschleife3 zum Fahrzeug und zur Datenübertragung zwischen der Datenleitung (4 ;14 ) und dem Fahrzeug zu vermeiden, müssen sich die Frequenzen bzw. Frequenzbänder der drei Felder ausreichend deutlich unterscheiden, d. h. es muß die Extraktion des Positionsdatensignals durch ein weiteres, zusätzlich zu den Filtern23 und24 vorzusehendes Bandpaßfilter möglich sein. Selbstverständlich muß dem Bandpaßfilter auch ein weiterer Demodulator nachgeschaltet werden, was einer Duplizierung des mittleren Signalpfades24 -27 -18 in8 entspricht. Die Decodierung und Weiterleitung der Positionsmarkendaten kann ohne weiteres von dem Mikrocomputer16 als zusätzliche Funktion übernommen werden. - Bei einem vorbestimmten seitlichen Abstand der Positionsmarkensender von der Leiterschleife
3 kann nach der Auswahl der besten Empfangsspule zum Empfang des Datensignals von der Datenleitung (4 ;14 ) in einfacher Weise auch die beste Empfangsspule zum Empfang des weiteren Datensignals von einem der Positionsmarkensender bestimmt werden, wobei es sich in aller Regel um zwei verschiedene Empfangsspulen handeln wird. Die Empfangsantenne12 kann demnach sogar quasi simultan zum Empfang dreier verschiedener Signale genutzt werden. - Die Erfindung stellt ein kombiniertes System zur induktiven Energieversorgung und Führung eines beweglichen Objektes mit gleichzeitiger induktiver Datenkommunikation dar, mit dem in jedem Fall die Mindestanforderungen (Single-Master, Halbduplex, 9600 Baud Übertragungsrate, 100 ms Reaktionszeit), die im vorliegenden Zusammenhang heute an eine Datenkommunikation gestellt werden, erfüllbar sind. Die Leistungsdaten des Systems können aber ohne weiteres an einen erhöhten Bedarf angepaßt werden. Dies gilt nicht nur für die Übertragungsgeschwindigkeit und die Reaktionszeit. So eröffnet die Bereitstellung einer zweiten Datenleitung
14 , wie sie anhand der6 und7 beschreiben wurde, auch die Möglichkeit eines Vollduplex-Betriebes. - Obgleich es zweckmäßig ist, wenn zumindest die Empfangsantenne, die Sendeantenne und die Auswertungs- und Datenkommunikationseinrichtung jeweils eine Baueinheit bilden, oder sogar alle diese Komponenten zu einer einzigen Baueinheit zusammengefaßt sind, ist dies keine Voraussetzung zur Verwirklichung der vorliegenden Erfindung. Auch die Verwendung einer Vielzahl separater Spulen und die Realisierung der Auswertungseinrichtung und der Datenempfangseinrichtung als integrale Bestandteile einer zentralen Steuerelektronik des Fahrzeugs stellen Ausführungsformen der Erfindung dar, die vom Schutzbereich der Ansprüche umfaßt sind.
Claims (27)
- Vorrichtung zur induktiven Energieversorgung und Führung eines beweglichen Objektes, mit einer sich als Leiterschleife entlang einer vorgesehenen Bewegungsbahn des Objektes erstreckenden Primärinduktivität, einer an dem Objekt angeordneten und zur Energieübertragung magnetisch mit der Primärinduktivität koppelbaren Sekundärinduktivität, mehreren an dem Objekt angeordneten Empfangsinduktivitäten, die vom Magnetfeld der Primärinduktivität abhängige Meßsignale abgeben, und mit einer Auswertungseinrichtung, welche aus den Meßsignalen ein Maß für die Position des Objektes in Bezug auf die Leiterschleife quer zur Bewegungsrichtung ermittel, dadurch gekennzeichnet, daß eine regelmäßige Anordnung der Empfangsinduktivitäten (
5 ;12 ) vorgesehen ist, die sich an dem Objekt zumindest quer zu dessen Bewegungsrichtung erstreckt, daß diese Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ) zugleich auch mit einer Datenempfangseinrichtung (21 ,24 ,27 ,18 ,16 ) verbunden sind, die Mittel (24 ) zur Extraktion eines Datensignals aus der Ausgangsspannung einer der Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ) enthält, wobei die Verbindung über einen Multiplexer (21 ) geführt ist, welcher die Positionsmaßsignale aller Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ) nacheinander auf seinen Ausgang durchschaltet, wobei die Auswertungseinrichtung (21 ,23 ,25 ,17 ,16 ) anhand der ermittelten Maßsignale diejenige Empfangsinduktivität (5 ;12 ) für die Datenübertragung auswählt, die sich gerade in der Position maximaler Kopplung mit einer Datenleitung befindet, welche entlang der vorgesehenen Bewegungsbahn des Objektes angeordnet ist und während der Bewegung des Objektes eine zur Übertragung eines Datensignals ausreichende induktive Kopplung mit mindestens einer der Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenleitung mit der Leiterschleife (
3 ) identisch ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenleitung (
4 ) separat von der Leiterschleife (3 ) ausgebildet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsinduktivitäten (
5 ;12 ) untereinander gleichartige Spulen (5 ;12 ) sind, die so angeordnet sind, daß ihre Längsachsen parallel zueinander verlaufen, und daß die axialen Enden aller Spulen in höchstens zwei zueinander parallelen Ebenen liegen. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (
5 ;12 ) planar als Leiterbahnen auf einer Leiterplatte realisiert sind. - Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (
5 ;12 ) an dem Objekt so angeordnet sind, daß ihre Längsachsen annähernd senkrecht zur Tangentialebene der Bewegungsbahn des Objektes verlaufen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anordnung der Empfangsinduktivitäten (
5 ;12 ) auch in der Bewegungsrichtung des Objektes erstreckt. - Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei in Bewegungsrichtung des Objektes aufeinanderfolgende Reihen von Spulen (
5 ;12 ) vorgesehen sind, und daß diese Reihen in Querrichtung um die durch die Anzahl der Reihen geteilte Querabmessung einer der Spulen (5 ;12 ) gegeneinander versetzt sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinrichtung (
21 ,23 ,25 ,17 ,16 ) Mittel zur Ermittlung mindestens eines Extremums des induzierten Meßsignals als Funktion des Ortes als Maß für die Position des Objektes in Bezug auf die Leiterschleife (3 ) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinrichtung (
21 ,23 ,25 ,17 ,16 ) Mittel zur nichtlinearen Interpolation zwischen den Meßsignalen mehrerer Spulen (5 ;12 ) zum Zweck der Ermittlung des mindestens einen Extremums aufweist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Objekt eine Datensendeeinrichtung (
16 ,18 ,28 ,29 ) vorgesehen und mit mindestens einer Sendeinduktivität verbunden ist, die eine zur Übertragung eines Datensignals ausreichende induktive Kopplung mit der Datenleitung aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Sendeinduktivität mit einer der mit der Auswertungseinrichtung (
21 ,23 ,25 ,17 ,16 ) verbundenen Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ) identisch ist. - Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Objekt eine sich zumindest quer zu dessen Bewegungsrichtung erstreckende, regelmäßige Anordnung einer Vielzahl von Sendeinduktivitäten (
13 ) vorgesehen ist, die separat von den mit der Auswertungseinrichtung (21 ,23 ,25 ,17 ,16 ) verbundenen Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ) ausgebildet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeinduktivitäten (
13 ) untereinander gleichartige Spulen (6 ;9 ) sind, die jeweils einen ferromagnetischen Kern (7 ;10 ) aufweisen, der so geformt und angeordnet ist, daß die Ein- und Austrittsflächen des magnetischen Flusses annähernd senkrecht zur Tangentialebene der Bewegungsbahn des Objektes verlaufen. - Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anordnung der Sendeinduktivitäten (
13 ) auch in der Bewegungsrichtung des Objektes erstreckt. - Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei in Bewegungsrichtung des Objektes aufeinanderfolgende Reihen von Sendeinduktivitäten (
13 ) vorgesehen sind, und daß diese Reihen in Querrichtung um die durch die Anzahl der Reihen geteilte Querabmessung einer einzelnen Sendeinduktivität (6 ;9 ) gegeneinander versetzt sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Datenübertragung verwendete Frequenzband sich wesentlich von der Betriebsfrequenz der Energieversorgung unterscheidet, und daß mindestens eine Filtereinrichtung (
23 ,24 ) zur Trennung der Positionsmeßsignale und der Datensignale vorgesehen ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinrichtung (
21 ,23 ,25 ,17 ,16 ) Mittel zur jederzeitigen Auswahl derjenigen der Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ), die sich gerade in der Position maximaler Kopplung mit der Datenleitung (4 ) befindet, für die Datenübertragung anhand der von den Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ) gelieferten Meßsignale und zur jederzeitigen Verwendung der jeweils ausgewählten Empfangsinduktivität zum Empfangen eines Datensignals aufweist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinrichtung (
21 ,23 ,25 ,17 ,16 ) Mittel zur jederzeitigen Auswahl derjenigen der Sendeinduktivitäten (13 ), die sich gerade in der Position maximaler Kopplung mit der Datenleitung (4 ) befindet, für die Datenübertragung anhand der von den Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ) gelieferten Meßsignale und zur jederzeitigen Verwendung der jeweils ausgewählten Sendeinduktivität zum Senden eines Datensignals aufweist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenleitung (
4 ) aus zwei Leitern (4a ,4b ) besteht, die benachbart zu einem der beiden Leiter (3b ) der Leiterschleife (3 ) so angeordnet sind, daß im Querschnitt die Verbindungslinie der Leitermittelpunkte der Datenleitung (4 ) annähernd senkrecht zur Verbindungslinie der Leitermittelpunkte der beiden Leiter (3a ,3b ) der Leiterschleife (3 ) steht. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Datenleitungen (
4 ,14 ) vorgesehen sind, von denen eine benachbart zum Hinleiter (3a ) und eine benachbart zum Rückleiter (3b ) der Leiterschleife (3 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsinduktivitäten (
12 ) die gesamte Breite der Leiterschleife (3 ) überdecken. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeinduktivitäten (
13 ) die gesamte Breite der Leiterschleife (3 ) überdecken. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenempfangseinrichtung (
21 ,24 ,27 ,18 ,16 ) Mittel zur Extraktion eines weiteren Datensignals aus der Ausgangsspannung mindestens einer der Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ) enthält, und daß entlang der vorgesehenen Bewegungsbahn des Objektes mindestens ein Datensender angeordnet ist, der ein solches weiteres Datensignal über eine Sendeinduktivität aussendet, die nur während des Passierens des Objektes eine zur Übertragung des weiteren Datensignals ausreichende induktive Kopplung mit mindestens einer der Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Datensender einen seine Position entlang der Leiterschleife (
3 ) angebenden Code aussendet. - Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Datensender in einem Frequenzband sendet, das sich wesentlich sowohl von der Betriebsfrequenz der Energieversorgung, als auch vom Frequenzband der Datenübertragung zwischen dem Objekt und der Datenleitung (
4 ;14 ) unterscheidet, und daß zur Extraktion des weiteren Datensignals aus der Ausgangsspannung mindestens einer der Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ) eine eigene Filtereinrichtung vorgesehen ist. - Verfahren zur induktiven Energieversorgung und Führung eines beweglichen Objektes, mit einer sich als Leiterschleife entlang einer vorgesehenen Bewegungsbahn des Objektes erstreckenden Primärinduktivität, einer an dem Objekt angeordneten und zur Energieübertragung magnetisch mit der Primärinduktivität koppelbaren Sekundärinduktivität, mehreren an dem Objekt angeordneten Empfangsinduktivitäten, die vom Magnetfeld der Primärinduktivität abhängige Meßsignale abgeben, und mit einer Auswertungseinrichtung, welche aus den Meßsignalen ein Maß für die Position des Objektes in Bezug auf die Leiterschleife quer zur Bewegungsrichtung ermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß eine regelmäßige Anordnung der Empfangsinduktivitäten (
5 ;12 ) vorgesehen ist, die sich an dem Objekt zumindest quer zu dessen Bewegungsrichtung erstreckt, daß diese Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ) zugleich auch mit einer Datenempfangseinrichtung (21 ,24 ,27 ,18 ,16 ) verbunden sind, die Mittel (24 ) zur Extraktion eines Datensignals aus der Ausgangsspannung einer der Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ) enthält, wobei die Verbindung über einen Multiplexer (21 ) geführt ist, welcher die Positionsmaßsignale aller Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ) nacheinander auf seinen Ausgang durchschaltet, wobei die Auswertungseinrichtung (21 ,23 ,25 ,17 ,16 ) anhand der ermittelten Maßsignale diejenige Empfangsinduktivität (5 ;12 ) für die Datenübertragung auswählt, die sich gerade in der Position maximaler Kopplung mit einer Datenleitung befindet, welche entlang der vorgesehenen Bewegungsbahn des Objektes angeordnet ist und während der Bewegung des Objektes eine zur Übertragung eines Datensignals ausreichende induktive Kopplung mit mindestens einer der Empfangsinduktivitäten (5 ;12 ) aufweist.
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