EP4702640A1 - System zur induktiven leistungsübertragung von einem primärgerät an ein sekundärgerät, primärgerät und verfahren zum betreiben eines solchen systems - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System (10) zur induktiven Leistungsübertragung, umfassend ein Primärgerät (100) und ein Sekundärgerät (200); sowie eine Steuereinheit (120). Dabei ist das Primärgerät (100) dazu eingerichtet, während der Leistungsübertragung induktiv über einen Primärschwingkreis Leistung an einen Sekundärschwingkreis des Sekundärgeräts (200) zu übertragen; wobei die Steuereinheit (120) dazu eingerichtet ist, Sekundär-Leistungsdaten des Sekundärgeräts (200) zu erfassen sowie anhand der erfassten Sekundär-Leistungsdaten mittels einer Leistungs-Kennlinie Primär-Soll-Leistungsdaten zu bestimmen. Dabei umfasst die Leistungs-Kennlinie Referenz-Primär-Leistungsdaten in Abhängigkeit von Referenz-Sekundär-Leistungsdaten. Dabei ist die Steuereinheit (120) ferner dazu eingerichtet, Primär-Leistungsdaten des Primärgeräts (100) zu erfassen und anhand eines Vergleichs der Primär-Soll-Leistungsdaten mit den Primär-Leistungsdaten ein Fremdobjekt zu detektieren. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems.

Description

38845.TUR.P110PC S/Wi/js 1/35 System zur induktiven Leistungsübertragung von einem Primärgerät an ein Sekundärgerät, Primärgerät und Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur induktiven Leistungsübertragung von einem Primärgerät an ein Sekundärgerät, ein Primärgerät sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Systems zur induktiven Leistungsübertragung. Sie liegt daher auf dem technischen Gebiet der kontaktlosen Leistungsübertragung (englisch: Wireless Power Transfer) und der induktiven Koppler. Es sind Systeme bekannt, bei denen über ein elektromagnetisches Feld eine induktive Leistungsübertragung zwischen einem Primärgerät (Sender) und einem Sekundärgerät (Empfänger) erfolgt. Eine Herausforderung bei der Verwendung solcher induktiven Koppler besteht darin, während der kontaktlosen Leistungsübertragung metallische Fremdobjekte im elektromagnetischen Feld zwischen dem Sender und dem Empfänger zu erkennen. Je nach dem verwendeten Verfahren ist die Fremdobjekterkennung (englisch: Foreign Object Detection, FOD) dabei abhängig vom Abstand zwischen Sender und Empfänger sowie von der Leistung, die an das Sekundärgerät übertragen werden soll. Auch die Eigenschaften des Fremdobjekts wirken sich auf seine Detektierbarkeit aus. Üblicherweise unterbrechen induktive Kopplersysteme die Leistungsübertragung, wenn während der Leistungsübertragung zwischen Primär- und Sekundärgerät ein fester Grenzwert für die primärseitige Eingangsleistung überschritten wird. Aus dem Stand der Technik sind zudem verschiedene Arten der Fremdobjekterkennung bekannt. 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 2/35 In der CN 114709943 A wird eine Vorrichtung zum kabellosen Aufladen eines Geräts vorgeschlagen, wobei anhand der Eingangsspannung, des Eingangsstroms sowie der Spitzenwerte der Spannung an der Spule ein Fremdobjekt sowie ein Versatz in vertikale oder horizontale Richtung erfasst werden. Dabei wird von den Voraussetzungen des Qi-Standards ausgegangen, der beispielsweise einen physischen Kontakt zwischen dem Gerät und der Ladestation fordert. Aus der EP 2768112 B1 ist eine Vorrichtung zur Detektion von Fremdobjekten in einem drahtlosen Stromübertragungssystem bekannt, wobei ein Fremdobjekt anhand einer Fehlernachricht und Aufforderung zum Erhöhen der Energie erkannt wird. In der US 10,658,878 B2 wird eine Vorrichtung zum kabellosen Aufladen beschrieben, welches Temperatursensoren umfasst. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur induktiven Leistungsübertragung, ein Primärgerät und ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Systems bereitzustellen, wobei eine besonders hohe Sicherheit des Betriebs erhalten wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein System, ein Primärgerät und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Danach wird die Aufgabe gelöst durch ein System zur induktiven Leistungsübertragung, welches ein Primärgerät und ein Sekundärgerät sowie eine Steuereinheit umfasst. Dabei ist das Primärgerät dazu eingerichtet, während der Leistungsübertragung induktiv über einen Primärschwingkreis Leistung an einen Sekundärschwingkreis des Sekundärgeräts zu übertragen. Dabei ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, Sekundär-Leistungsdaten des Sekundärgeräts zu 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 3/35 erfassen sowie anhand der erfassten Sekundär-Leistungsdaten mittels einer Leistungs-Kennlinie Primär-Soll-Leistungsdaten zu bestimmen. Dabei umfasst die Leistungs-Kennlinie Referenz-Primär-Leistungsdaten in Abhängigkeit von Referenz-Sekundär-Leistungsdaten. Dabei ist die Steuereinheit ferner dazu eingerichtet, Primär-Leistungsdaten des Primärgeräts zu erfassen und anhand eines Vergleichs der Primär-Soll-Leistungsdaten mit den Primär-Leistungsdaten ein Fremdobjekt zu detektieren. Es wird also insbesondere bestimmt, ob das Primärgerät elektrische Leistung an ein metallisches Fremdobjekt überträgt. Ein Fremdobjekt, insbesondere ein zumindest teilweise metallischer Gegenstand, gilt zum Beispiel als detektiert, wenn seine Anwesenheit innerhalb eines Übertragungsbereichs des Systems festgestellt wird. Der Übertragungsbereich ist dabei insbesondere ein Raum in der Umgebung des Primärgeräts, innerhalb dessen eine signifikante induktive Leistungsübertragung auf ein metallisches Fremdobjekt stattfindet, insbesondere so, dass es zu einer signifikanten Erwärmung des Fremdobjekts kommen kann. Relevante Fremdobjekte umfassen dabei insbesondere ein Material, das aufgrund seiner magnetischen Eigenschaften zur induktiven Übertragung elektrischer Leistung geeignet ist. Solche Materialien können sich innerhalb des Übertragungsbereichs beispielsweise erhitzen. Die Erfindung nutzt unter anderem die Erkenntnis aus, dass die Präsenz eines Fremdobjekts – insbesondere eines metallischen Fremdobjekts – im Bereich der induktiven Leistungsübertragung dazu führt, dass ein Teil der vom Primärgerät aufgewandten Primärleistung abfließt, beispielsweise indem das Fremdobjekt erhitzt wird. Um dennoch eine vorgegebene Sekundär-Leistung zu erhalten, muss folglich eine höhere Primär-Leistung eingeregelt werden. Bei dem System soll nun die daraus resultierende Abweichung von einem „Soll“-Wert der Primär-Leistung genutzt werden, um die Anwesenheit eines Fremdobjekts zu detektieren. Bei der Präsenz eines Fremdobjekts im Bereich der Leistungsüberragung muss also eine höhere Primär-Leistung aufgewandt werden, um die gleiche 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 4/35 vorgegebene Sekundär-Leistung des Sekundärgeräts bereitzustellen. Es wird nun eine Leistungs-Kennlinie genutzt, die einen Zusammenhang zwischen den bei dem Sekundärgerät erhaltenen Sekundär-Leistungsdaten und den dafür seitens des Primärgeräts einzuregelnden Primär-Soll-Leistungsdaten angibt. Die Leistungs-Kennlinie wird insbesondere in einer Referenzsituation ermittelt, bei der sichergestellt werden kann, dass kein relevantes Fremdobjekt präsent ist. Beim Vergleich der tatsächlich eingeregelten Primär-Leistungsdaten mit den Primär-Soll-Leistungsdaten gemäß der Leistungs-Kennlinie kann beispielsweise eine Abweichung bestimmt werden, die dann mit einem Schwellenwert verglichen wird. Überschreitet die Abweichung den Schwellenwert, insbesondere für eine vorgegebene Dauer, so wird davon ausgegangen, dass ein Fremdobjekt präsent ist. Die Steuereinheit kann nun dazu eingerichtet sein, wenn ein Fremdobjekt detektiert wird, ein Steuersignal zu erzeugen, beispielsweise um die induktive Leistungsübertragung durch das Primärgerät zu stoppen oder die Primär-Leistung auf einen vorgegebenen Wert zu verringern. Alternativ oder zusätzlich kann ein Warnsignal ausgegeben werden. Ein für die Auswertung des Vergleichs zwischen den Primär-Leistungsdaten und den Primär-Soll-Leistungsdaten verwendeter Schwellenwert kann beispielweise fest vorgegeben sein. Er kann ferner als vorgegebener prozentualer Anteil der Primär-Soll-Leistungsdaten bestimmt werden, etwa als in Prozent angegebener Anteil einer Primär-Soll-Stromstärke, sodass der Schwellenwert für eine zulässige Abweichung umso größer ist, je größer ein Parameterwert der Primär-Soll- Leistungsdaten ist. Die Fremdobjekterkennung erfolgt dabei dynamisch, das heißt, bei verschiedenen Abständen zwischen Primär- und Sekundärgerät sowie bei unterschiedlichen übertragenen Leistungen. Da bei dem System ein Fremdobjekt präziser als bei den bekannten Systemen detektiert wird, selbst während eine eher geringe Leistung an das Sekundärgerät 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 5/35 übertragen werden soll, kann insbesondere ein Aufheizen metallischer Gegenstände im gesamten Leistungs- und Abstandbereich des induktiven Kopplersystems vermieden werden. Das damit verbundene Gefährdungspotential wird folglich deutlich minimiert. Die Primär- beziehungsweise Sekundär-Leistungsdaten im Sinne der Erfindung betreffen eine elektrische Leistung bei dem Primär- beziehungsweise Sekundärgerät. Entsprechend relevante Parameter sind insbesondere eine Stromstärke und/oder eine Spannung. Aus dem Produkt von Stromstärke und Spannung ergibt sich die Größe der Leistung. Beispielsweise umfassen die Sekundär-Leistungsdaten eine Sekundär-Spannung und/oder eine Sekundär-Stromstärke; das Produkt dieser Parameter ergibt insbesondere die induktiv an das Sekundärgerät übertragene elektrische Leistung. Insbesondere werden dabei die von einem Zwischenkreis des Sekundärgeräts ausgegebenen Parameter berücksichtigt. Auch die Primär-Leistungsdaten können eine Primär-Spannung und/oder eine Primär-Stromstärke umfassen; das Produkt dieser Parameter ergibt insbesondere die Leistung, die bei dem Primärgerät während der induktiven Leistungsübertragung an das Sekundärgerät aufgewandt wird. Insbesondere werden dabei die von einem Zwischenkreis des Primärgeräts ausgegebenen Parameter berücksichtigt. Bei einer Ausbildung des Systems betreffen die Primär-Leistungsdaten einen Primärstrom in einem Primär-Zwischenkreis des Primärgeräts. Dabei kann insbesondere der Primär-Zwischenkreis des Primärgeräts mit einer vorgegebenen konstanten Primärspannung betrieben werden. Ferner können die Sekundär-Leistungsdaten eine in einen Sekundär- Zwischenkreis des Sekundärgeräts induzierte Sekundärspannung und einen aus 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 6/35 dem Sekundär-Zwischenkreis des Sekundärgeräts gelieferten Sekundärstrom betreffen. Bei einer Ausbildung ist vorgesehen, dass das Primärgerät mit einer vorgegebenen Primär-Spannung betrieben wird. In einem solchen Fall kann es genügen, dass die von der Steuereinheit erfassten Primär-Leistungsdaten eine Primär-Stromstärke umfassen. Insbesondere braucht die Primär-Spannung dann nicht eigens erfasst werden; sie kann ferner für die Auswertung als konstant angenommen werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass während der induktiven Leistungsübertragung – bei im Wesentlichen konstant gehaltener Primär- Spannung – die Primär-Stromstärke so geregelt wird, dass vorgegebene Sekundär-Leistungsdaten erhalten werden. Bei weiteren Beispielen kann auch die primärseitige Spannung geregelt werden. Insbesondere ist dann die primärseitige Leistung, das heißt das Produkt aus Eingangs-Strom und Eingangs-Spannung, eine Regelgröße. Auch die von der Steuereinheit bestimmten Primär-Soll-Leistungsdaten betreffen insbesondere eine Primär-Soll-Stromstärke. Bei einer Ausbildung des Systems ist die Steuereinheit von dem Primärgerät umfasst. Sie kann bei weiteren Ausbildungen von dem Sekundärgerät umfasst oder als externe Steuereinheit ausgebildet sein, etwa als Steuermodul eines übergeordneten Steuersystems. Das Erfassen der Primär- und Sekundär-Leistungsdaten erfolgt auf an sich bekannte Weise mittels geeigneter Sensoren. Die Übertragung der gemessenen Werte an die Steuereinheit kann auf verschiedene Weisen erfolgen. 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 7/35 Bei einer weiteren Ausbildung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Sekundär-Leistungsdaten über eine IO-Link-Verbindung zu erfassen]. Andere Typen datentechnischer Verbindung können alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein. Dabei kann die datentechnische Verbindung zwischen einer Primär- Schnittstelle des Primärgeräts und einer Sekundär-Schnittstelle des Sekundärgeräts bestehen. Die IO-Link- oder andere datentechnische Verbindung kann zwischen dem Primärgerät und dem Sekundärgerät bestehen, insbesondere dann, wenn die Steuereinheit von dem Primärgerät umfasst ist. Die Primär-Leistungsdaten können in diesem Fall direkt von einem Sensor erfasst und an die Steuereinheit übergeben werden und die Sekundär-Leistungsdaten können über IO-Link- Verbindung oder über eine andere datentechnische Verbindung an die Steuereinheit übertragen werden. Bei einer weiteren Ausbildung des Systems kann eine datentechnische Verbindung, insbesondere zum Übertragen der Sekundär-Leistungsdaten an das Primärgerät, dadurch realisiert wird, dass ein Signal zur Datenübertragung auf das elektromagnetische Feld zur induktiven Leistungsüberragung aufmoduliert wird, wobei hierdurch insbesondere eine Datenübertragung vom Primärgerät an das Sekundärgerät ermöglicht wird. Die Steuereinheit des Systems bestimmt mittels einer Leistungs-Kennlinie und anhand der erfassten Sekundär-Leistungsdaten Primär-Soll-Leistungsdaten. Beispielsweise wird dabei eine Primär-Soll-Stromstärke bestimmt. Dabei wird insbesondere davon ausgegangen, dass das Primärgerät mit einer fest vorgegebenen Primär-Spannung betrieben wird, während die Primär-Stromstärke geregelt wird, um eine angeforderte Sekundärleistung zu erhalten. Die Leistungs-Kennlinie kann dabei bei einem mit der Steuereinheit verbundenen oder von ihr umfassten Speicher hinterlegt sein, etwa für einen bestimmten Typ oder ein Modell des Systems. 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 8/35 Bei einer Ausbildung ist die Leistungs-Kennlinie anhand zumindest einer Leistungs-Referenzmessung beziehungsweise anhand einer Mehrzahl von Leistung-Referenzmessungen bestimmbar. Dabei werden bei der Leistungs- Referenzmessung Ist-Primär-Leistungsdaten des Primärgeräts in Abhängigkeit von einer Mehrzahl von Referenz-Sekundär-Leistungsdaten des Sekundärgeräts gemessen. Beispielsweise können die Referenz-Sekundär-Leistungsdaten eine Mehrzahl von Parameterwerten der Sekundär-Leistungsdaten umfassen, die insbesondere äquidistant innerhalb eines Intervalls verteilt sind, das sich über einen Arbeitsbereich relevanter Sekundär-Leistungsdaten erstreckt. Für die Leistungs-Referenzmessung kann das System oder ein typengleiches System ohne einen Fremdkörper vermessen werden. Beispielsweise wird dabei bei einer vorgegebenen Primär-Spannung des Primärgeräts die Primär- Stromstärke geregelt, um bestimmte Werte der bei dem Zwischenkreis des Sekundärgeräts ausgegebenen Sekundär-Leistung zu erhalten. Dabei kann ein Wert einer Primär-Frequenz des Primärgeräts vorgegeben sein oder die Primär- Frequenz kann ebenfalls geregelt werden. Diese bestimmten Werte der Sekundär- Leistung können bei dem Beispiel äquidistant innerhalb eines Intervalls angeordnet sein; das Intervall, in dem die Leistungs-Referenzmessungen ausgeführt werden, kann dabei einem Betriebsbereich der mittels des Systems induktiv übertragbaren elektrischen Leistung entsprechen. Insbesondere werden bei einer solchen Leistungs-Referenzmessung anhand der gemessenen Ist-Primär-Leistungsdaten die Referenz-Primär-Leistungsdaten bestimmt. Die bei der Leistungs-Referenzmessung gemessenen Daten können dazu beispielsweise gefiltert, geglättet und/oder mittels Durchschnittsbildung verarbeitet werden. 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 9/35 Bei einer Weiterbildung werden bei der Leistungs-Referenzmessung die Ist- Primär-Leistungsdaten ferner in Abhängigkeit von einer Mehrzahl von Referenz- Abständen innerhalb eines vorgegebenen Arbeitsbereichs zwischen dem Primärgerät und dem Sekundärgerät gemessen. Dabei kann zudem vorgesehen sein, dass die Referenz-Primär-Leistungsdaten anhand der innerhalb des vorgegebenen Arbeitsbereichs gemessenen maximalen Ist-Primär-Leistungsdaten in Abhängigkeit von den Referenz-Sekundär- Leistungsdaten bestimmt werden. Beispielsweise ist ein Arbeitsbereich vorgegeben, der einen Mindest- und/oder einen Höchstabstand zwischen dem Primärgerät und dem Sekundärgerät angibt. Bei der Leistungs-Referenzmessung kann dann die Messung der Ist-Primär- Leistungsdaten in Abhängigkeit von den Referenz-Sekundär-Leistungsdaten bei verschiedenen Abständen erfolgen. Auf diese Weise wird die Abhängigkeit der induktiven Leistungsübertragung vom Abstand zwischen Sender und Empfänger berücksichtigt und die Leistungs-Kennlinie des Systems kann genauer bestimmt werden; in der Konsequenz können auch die Primär-Soll-Leistungsdaten genauer anhand der Sekundär-Leistungsdaten bestimmt werden. Bei einer Ausbildung wird die Leistungs-Kennlinie mittels einer Regressionsanalyse, insbesondere einer linearen oder polynomischen Kurvenanpassung, als Funktion der gemessenen Ist-Primär-Leistungsdaten in Abhängigkeit von den Referenz-Sekundär-Leistungsdaten ermittelt. Die mittels Regression bestimmte Leistungs-Kennlinie betrifft dann den Zusammenhang zwischen den Referenz-Primär-Leistungsdaten und den Referenz-Sekundär- Leistungsdaten. Insbesondere wird eine Ausgleichsrechnung anhand der Methode der kleinsten Quadrate (least square, LS) ausgeführt. 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 10/35 Zum Beispiel werden bei dem Fit die Parameter eines Polynoms n-ten Grades ermittelt, etwa ersten Grades für eine lineare Kurve. Bei einem Verfahren zum Bestimmen der Leistungs-Kennlinie wird eine Leistungs- Referenzmessung ausgeführt, wobei Ist-Primär-Leistungsdaten des Primärgeräts in Abhängigkeit von einer Mehrzahl von Referenz-Sekundär-Leistungsdaten des Sekundärgeräts gemessen werden. Anhand der gemessenen Ist-Primär- Leistungsdaten werden dann Referenz-Primär-Leistungsdaten bestimmt. Die Leistungs-Kennlinie gibt dann einen Zusammenhang zwischen den Referenz- Primär-Leistungsdaten und den Referenz-Sekundär-Leistungsdaten an. Zum Beispiel wird ein Primärstrom des Primärgeräts gemessen, der bei einer fest vorgegebenen Primärspannung eingeregelt wird, sodass bei dem Sekundärgerät eine bestimmte Referenz-Sekundärleistung erhalten wird. Diese Messung erfolgt für eine Mehrzahl von Werten der Referenz-Sekundärleistung, sodass sich eine Kurve ergibt, die einen Zusammenhang zwischen dem eingeregelten Primärstrom und der Sekundärleistung darstellt. Das Produkt der vorgegebenen Primärspannung und des Primärstroms entspricht einer Primärleistung. Insbesondere erfolgen die Messungen für verschiedene Abstände zwischen dem Primärgerät und dem Sekundärgerät, sodass ferner eine Abhängigkeit des Primärstroms beziehungsweise der Primärleistung vom Abstand bestimmt wird. Die Referenz-Abstände werden innerhalb eines vorgegebenen Arbeitsbereichs zwischen dem Primärgerät und dem Sekundärgerät gewählt. Bei einer weiteren Ausbildung dieses Verfahrens werden anhand der innerhalb des vorgegebenen Arbeitsbereichs gemessenen maximalen Ist-Primär- Leistungsdaten die Referenz-Primär-Leistungsdaten in Abhängigkeit von den Referenz-Sekundär-Leistungsdaten bestimmt. Das heißt, es wird bestimmt, welcher maximale Primärstrom eingeregelt wird, wenn eine bestimmte Sekundärleistung erhalten werden soll – vorausgesetzt, bei der Referenzmessung sind Primär- und Sekundärgerät innerhalb des Arbeitsbereichs voneinander 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 11/35 beabstandet und es befindet sich kein metallisches Objekt in der Nähe der Übertragung. Anhand der so erhaltenen Kurve kann dann eine Ausgleichsrechnung durchgeführt werden, um die Parameter einer Kurve zu erhalten, beispielsweise einer linearen oder anderen Näherungskurve, welche dann als Leistungs- Kennlinie verwendet werden kann. Bei einer weiteren Ausbildung des Systems ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, einen Ist-Abstand zwischen dem Primärgerät und dem Sekundärgerät zu bestimmen und die Primär-Soll-Leistungsdaten ferner anhand des Ist-Abstands zu bestimmen. Dadurch kann vorteilhafterweise die Abhängigkeit der Leistungs- Kennlinie vom Ist-Abstand zwischen Primär- und Sekundärgerät berücksichtigt werden und die Primär-Soll-Leistungsdaten können genauer bestimmt werden. Bei einer zusätzlichen Ausbildung kann ferner eine Lage der Geräte zueinander berücksichtigt werden, etwa ein Winkel der Geräte relativ zueinander. Bei einer Ausbildung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, zum Bestimmen des Ist-Abstands ferner einen Frequenzparameter des Primärgeräts zu erfassen sowie den Ist-Abstand anhand des erfassten Frequenzparameters und der erfassten Sekundär-Leistungsdaten mittels eines Abstands-Kennfeldes zu bestimmen. Insbesondere gibt das Abstands-Kennfeld dabei einen Zusammenhang zwischen dem Abstand zwischen dem Primärgerät und dem Sekundärgerät, dem Frequenzparameter, insbesondere der zur Leistungsübertragung eingeregelten primären Frequenz des Primärgeräts, und der übertragenen Sekundärleistung, insbesondere der Sekundärspannung des Sekundärgeräts, wieder. Das Abstands-Kennfeld ist dabei insbesondere unabhängig von der bei dem Primärgerät eingeregelten primären Stromstärke. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen Primär- und Sekundärgerät bestimmt werden, um die Detektion 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 12/35 eines Fremdobjekts zu verbessern, ohne dass dabei die von der potentiellen Anwesenheit eines Fremdobjekts abhängige Primär-Stromstärke störend einfließt. Bei einer Ausbildung ist das Abstands-Kennfeld anhand einer Abstands- Referenzmessung bestimmbar, wobei bei der Abstands-Referenzmessung für eine Mehrzahl von Referenz-Abständen innerhalb eines vorgegebenen Arbeitsbereichs zwischen dem Primärgerät und dem Sekundärgerät Ist-Sekundär- Leistungsdaten des Sekundärgeräts in Abhängigkeit von einer Primärfrequenz des Primärgeräts gemessen werden. Es kann ferner vorgesehen sein, dass mittels einer Ausgleichsrechnung die Parameter einer Funktion bestimmt werden, die dann einer Kennlinie des Abstands-Kennfelds entspricht. Die Erfindung betrifft ferner ein Primärgerät für ein System zur induktiven Leistungsübertragung von dem Primärgerät an ein Sekundärgerät. Das Primärgerät umfasst eine Steuereinheit und eine Primärgerät-Schnittstelle, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, über die Primärgerät-Schnittstelle Sekundär-Leistungsdaten eines zur induktiven Leistungsübertragung mit dem Primärgerät gekoppelten Sekundärgeräts zu erfassen sowie anhand der erfassten Sekundär-Leistungsdaten und einer Leistungs-Kennlinie Primär-Soll- Leistungsdaten zu bestimmen. Dabei umfasst die Leistungs-Kennlinie Referenz- Primär-Leistungsdaten in Abhängigkeit von Referenz-Sekundär-Leistungsdaten. Dabei ist die Steuereinheit ferner dazu eingerichtet, Primär-Leistungsdaten des Primärgeräts zu erfassen und anhand eines Vergleichs der Primär-Soll- Leistungsdaten mit den Primär-Leistungsdaten ein Fremdobjekt zu detektieren. Das Primärgerät ist insbesondere ein Primärgerät für das oben beschriebene System und es sind daher die entsprechenden, in der vorliegenden Beschreibung angegebenen Weiterbildungen denkbar. Bei dem Verfahren zum Betreiben eines Systems zur induktiven Leistungsübertragung von einem Primärgerät an ein Sekundärgerät werden während der induktiven Leistungsübertragung Primär-Leistungsdaten des 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 13/35 Primärgeräts und Sekundär-Leistungsdaten des Sekundärgeräts erfasst. Anhand der erfassten Sekundär-Leistungsdaten werden mittels einer Kennlinie Primär- Soll-Leistungsdaten bestimmt und anhand eines Vergleichs der Primär-Soll- Leistungsdaten mit den Primär-Leistungsdaten wird ein Fremdobjekt detektiert. Das Verfahren ist insbesondere dazu ausgebildet, das vorstehend beschriebene System und das Primärgerät zu betreiben. Die in der vorliegenden Beschreibung erläuterten Aus- und Weiterbildungen können daher auch auf das Verfahren angewandt werden. Es kann vorgesehen sein, dass beim Detektieren eines Fremdobjekts ein Schaltsignal erzeugt wird, etwa zum Stoppen der induktiven Leistungsübertragung durch das Primärgerät. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen: Fig.1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Systems zur induktiven Leistungsübertragung; Fig.2 ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Betreiben eines Systems zur induktiven Leistungsübertragung; Fig.3 ein Beispiel von erfassten Daten einer Leistungs-Referenzmessung bei verschiedenen Abständen; Fig.4 ein Beispiel einer anhand der erfassten Daten bestimmten Leistungs- Kennlinie; Fig.5 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Funktionsprinzips zur induktiven Leistungsübertragung; Fig.6 ein Beispiel von erfassten Daten einer Abstands-Referenzmessung; Fig.7 ein Beispiel von anhand der erfassten Daten bestimmten Leistungs- Kennlinien; sowie 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 14/35 Fig.8 ein Beispiel von gefitteten Kennlinien eines Abstands-Kennfeldes. Mit Bezug zu Fig.1 wird ein Ausführungsbeispiel eines Systems 10 zur induktiven Leistungsübertragung und zum Detektieren eines metallischen Objektes im elektromagnetischen Feld zwischen einem Primärgerät 100, hier ein Sender 100, und einem Sekundärgerät 200, hier ein Empfänger 200, während der kontaktlosen Leistungsübertragung erläutert. Das System 10 umfasst das Primärgerät 100 sowie das Sekundärgerät 200. Bei dem Ausführungsbeispiel umfasst das Primärgerät 100 eine in einem (Primär- )Schwingkreis befindliche Einzelspule 104 zur induktiven Energieübertragung zwischen dem gekoppelten Primär- 100 und Sekundärgerät 200, wobei das Primärgerät 100 die Rolle des Senders 100 einnimmt. Es umfasst ferner eine Ansteuereinheit 107 zur Anpassung der last- und abstandsabhängigen Schwingkreisfrequenz sowie einen Spannungswandler 101 mit konstanter Ausgangsspannung und einen Spannungszwischenkreis 102 zur Anpassung der Eingangsspannung an die Schwingkreisspannung. Das Primärgerät 100 umfasst ferner einen Verstärker 103, insbesondere einen „Current-Mode Class-D Amplifier“, zur Anpassung der Steuersignale der Ansteuereinheit 107 an den Schwingkreis mit der Einzelspule 104 sowie eine Strommesseinheit 106 zwischen dem Spannungszwischenkreis 102 und einem Verstärker 103. Das Primärgerät 100 umfasst ferner eine Spannungsmesseinheit 105 am Spannungszwischenkreis 102 und eine Auswerte- und Ansteuereinheit 107 zur Ansteuerung des Spannungswandlers 101 und des Verstärkers 103. Das Primärgerät 100 umfasst ferner eine Schnittstelle zur Datenübertragung 108 zwischen einem gekoppelten Primärgerät 100 und Sekundärgerät 200, wobei 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 15/35 insbesondere ein IO-Link-Verfahren genutzt werden kann, um eine datentechnische Verbindung mit dem Sekundärgerät 200 zu betreiben. Das Sekundärgerät 200 umfasst ebenfalls eine in einem (Sekundär-)Schwingkreis befindliche Einzelspule 204 zur induktiven Energieübertragung zwischen dem gekoppelten Primärgerät 100 und dem Sekundärgerät 200, wobei das Sekundärgerät 200 die Rolle des Empfängers 200 einnimmt. Das Sekundärgerät umfasst ferner einen Gleichrichter 203 mit einem Spannungszwischenkreis 202 zur Speicherung der empfangenen Energie. Das Sekundärgerät 200 umfasst zudem einen Spannungswandler 201 zur Anpassung der Zwischenkreisspannung an die Ausgangsspannung sowie eine Strommesseinheit 206 zwischen dem Spannungszwischenkreis 202 und dem Spannungswandler 201. Das Sekundärgerät 200 umfasst ferner eine Spannungsmesseinheit 205 am Spannungszwischenkreis 202 und eine Schnittstelle zur Datenübertragung 208 zwischen dem Sekundärgerät 200 und dem damit datentechnisch gekoppelten Primärgerät 100. Mit Bezug zu Fig.2 wird ferner ein Verfahren zum Betreiben des oben mit Bezug zu Fig. 1 erläuterten Systems 10 erläutert. Das Verfahren dient insbesondere dazu, ein Fremdobjekt im Bereich des elektromagnetischen Feldes bei der induktiven Leistungsüberragung zu detektieren. Während der Leistungsübertragung zwischen Primärgerät 100 und Sekundärgerät 200 werden zyklisch, bei dem vorliegenden Beispiel in Intervallen von Δt = 10 ms, die in das Sekundärgerät 200 induzierte Zwischenkreisspannung (Sekundärspannung, ^_^^^) sowie der aus dem Zwischenkreis 202 des Sekundärgerätes 200 bereitgestellte Strom (Sekundärstrom, ^_^^^) erfasst. Diese 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 16/35 Werte werden über die Schnittstelle 208 an die entsprechende Schnittstelle 108 des Primärgeräts 100 übertragen. Bei dem Ausführungsbeispiel wird dabei eine datentechnische Verbindung gemäß IO-Link verwendet, es kann aber auch eine andere Art der Datenübertragung gewählt werden, insbesondere kabelgebunden oder kabellos. Beispielsweise kann die Datenübertragung auch dadurch erfolgen, dass ein Trägersignal auf die übertragene elektrische Leistung aufmoduliert wird, sodass die Daten und die elektrische Leistung über den gleichen Kanal übertragen werden. Aus den so erfassten Werten wird in einem Schritt S1 die aktuelle Leistung (^_^^^ = ^_^^^ ∙ ^_^^^) des Sekundärgeräts 200 bestimmt. Ferner wird in diesem Schritt S1 der aktuelle Primärstrom ^_^^^ erfasst. In einem Schritt S2 erfolgt eine Mittelung beziehungsweise Glättung der erfassten Daten über eine bestimmtes Zeitintervall. Hieraus ergeben sich gemittelte Werte für den Primärstrom ^_{^^^_^^^} und für die Sekundärleistung ^_{^^^ _^^^}. Bei dem vorliegenden Beispiel wird von einem Abstand ^ zwischen dem Primär- 100 und dem Sekundärgerät 200 ausgegangen, welcher in einem Arbeitsbereich von 0 mm bis 7 mm liegt. Ferner wird bei dem Beispiel von einem Laststrom ^_^^^ des Sekundärgeräts 200 in einem Bereich von 0 mA bis 750 mA ausgegangen. In anderen Beispielen können andere Bereiche für den Abstand ^ und Laststrom ^_^^^ vorgesehen sein. Für den Fall, dass sich kein metallisches Fremdobjekt im elektromagnetischen Feld zwischen Primär- und Sekundärgerät befindet, ergibt sich ein – in erster Näherung lineares – Verhältnis zwischen dem Eingangsstrom in den Resonanzkreis des Primärgerätes (Primärstrom, ^_^^^) und der sekundären Ausgangsleistung des Zwischenkreises des Sekundärgerätes (Sekundärleistung, ^_^^^ = ^_^^^ ∙ ^_^^^). 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 17/35 Dieses Verhältnis wird mittels einer Leistungs-Kennlinie angegeben, die bei der Auswerte- und Steuerungseinheit 107 des Primärgeräts 100 hinterlegt ist und von dieser ausgewertet wird. Die Leistungs-Kennlinie hat etwa die folgende Form: In einem Schritt S3 erfolgt mittels der Leistungs-Kennlinie während der Leistungsübertragung eine zyklische Berechnung des „Soll“-Primärstroms (Soll- Primärstrom, ^_{^^^_^^^^}) für den Resonanzkreis des Primärgerätes 100 auf Basis einer gemittelten, das heißt bei der Erfassung geglätteten, erfassten Ausgangsleistung des Zwischenkreises 202 des Sekundärgerätes 200 (gemittelte Sekundärleistung, ^_{^^^_^^^}). Das heißt, es wird der Soll-Primärstrom ^_{^^^_^^^^} ermittelt, der gemäß der Leistungs-Kennlinie eingeregelt werden sollte, um eine bestimmte (gemittelte) Sekundärleistung ^_{^^^_^^^} bereitzustellen. Dies ermöglicht eine arbeitspunktgenaue Auswertung des tatsächlich gemessenen und gemittelten Eingangsstromes ^_{^^^_^^^} in den Resonanzkreis des Primärgerätes 100 und des aktuellen berechneten „Soll“-Eingangsstromes ^_{^^^_^^^^} in den Resonanzkreis des Primärgerätes 100. Ein metallisches Fremdobjekt im elektromagnetischen Feld zwischen Primär- 100 und Sekundärgerät 200 während der induktiven Leistungsübertragung führt zur Entnahme von Leistung, etwa durch Erwärmung des Fremdobjekts. Diese Leistung wird vom Sender 100 bereitgestellt, aber nicht vom Empfänger 200 empfangen. Der Primärstrom ^_{^^^_^^^} muss also über den berechneten „Soll“- Eingangsstrom ^_{^^^_^^^^} hinaus erhöht werden, um dennoch eine bestimmte Sekundärleistung bereitzustellen. In einem Schritt S4 wird anhand des berechneten primären Soll-Eingangsstromes ^_{^^^_^^^^} ein maximal zulässiger Eingangsstrom ^_{^^^_^^^} bestimmt, der 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 18/35 beispielsweise den berechneten Soll-Eingangsstrom ^_{^^^_^^^^} um einen bestimmten Prozentsatz x% übersteigt: Der tatsächlich erfasste Primärstrom ^_{^^^_^^^} wird mit dem maximal zulässigen Eingangsstrom ^_{^^^_^^^} verglichen und bei Überschreiten, das heißt bei dieses Schwellenwerts, das hießt bei ^_{^^^_^^^} ≥ ^_{^^^_^^^} , liegt eine nicht zulässige Abweichung des tatsächlichen gemittelten Eingangsstroms in den Resonanzkreis des Primärgerätes 100 vor. Hieraus wird insbesondere geschlossen, dass ein Fremdobjekt präsent ist. In einem Schritt S6 wird dann eine entsprechende Ausgabe erzeugt, etwa eine Warnmeldung und/oder ein Schaltsignal, das beispielsweise die induktive Leistungsübertragung abbricht. Wenn der Schwellenwert nicht überschritten wird, das heißt bei ^_{^^^_^^^} < ^_{^^^_^^^} , wird in einem Schritt S7 keine Ausgabe erzeugt. Alternativ kann eine Ausgabe erzeugt werden um anzugeben, dass kein Fremdobjekt detektiert wurde. Das Verfahren wird in der Schleife nach dem vorgegebenen Intervall Δt wiederholt. Die Abweichung zwischen dem gemessenen und dem berechneten Eingangsstrom in den Resonanzkreis des Primärgerätes 100 kann unabhängig davon ausgewertet werden, welche Arbeitsbereiche für die übertragbare Leistung und/oder den Abstand zwischen Primär- 100 und Sekundärgerät 200 vorgegeben werden. Das Verfahren kann beispielsweise für höhere Sekundärleistungen (etwa > 18 W) und/oder größere Abstände (etwa > 7 mm) angewandt werden. Hierfür sollte insbesondere die Leistungs-Kennlinie über die gesamten verwendeten Arbeitsbereiche für Abstand und/oder Sekundärleistung bestimmt werden. 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 19/35 Das Verfahren ist insofern einfach für verschiedene Arbeitsbereiche der Sekundärleistung und der Abstände anpassbar, insbesondere indem Leistungs- Kennlinien für entsprechende Arbeitsbereiche verwendet werden. Durch das Verfahren können metallische Ablagerungen, beispielsweise auf der Frontkappe eines der Primär- 100 und/oder Sekundärgeräte 200 frühzeitig erkannt werden. Somit können Wartung- und Reinigungsarbeiten am Kopplersystem so gestaltet werden, dass der Verschleiß und der Energiebedarf verringert werden. Durch die sichere und schnelle Erkennung von Fremdobjekten wird zudem die Gefahr durch erhitzte metallische Gegenstände im elektromagnetischen Feld zwischen Primär- 100 und Sekundärgerät 200 während der induktiven Leistungsübertragung verringert. Das Verfahren zur dynamischen Fremdobjekterkennung wird nachfolgend nochmals in anderen Worten erläutert. Das Verfahren basiert auf dem funktionalen Zusammenhang zwischen dem Eingangsstrom (^_{^^^_^^^^}) in den Schwingkreis des Primärgerätes 100 ohne Fremdobjekt und seiner Regelung, um bei einer vorgegebenen Primärspannung (^_^^^) eine bestimmte sekundäre Ausgangsspannung (^_{^^^_^^^^}) und einen sekundären Ausgangsstrom (^_{^^^_^^^^} ll) am Spannungszwischenkreis 202 des Sekundärgerätes 200 ohne Fremdobjekt zu erhalten. Fkt.1 zeigt den genannten funktionalen Zusammenhang: ^_{^^^_^^^^} = ^(^_{^^^_^^^^} , ^_{^^^_^^^^}) Fkt.1 ^_{^^^_^^^^} [A] Eingangsstrom in den Schwingkreis des Primärgerätes ohne Fremdobjekt 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 20/35 ^_{^^^_^^^^} [V] Spannung am Zwischenkreiskondensator des Sekundärgerätes ohne Fremdobjekt ^_{^^^_^^^^} [A] Strom aus dem Zwischenkreiskondensator des Sekundärgerätes ohne Fremdobjekt ^_{^^^_^^^^} [W] Ausgangsleistung aus dem Spannungszwischenkreis des Sekundärgerätes ohne Fremdobjekt Mit der folgenden Gleichung Gl.1 kann die Funktion Fkt.1 umgeformt werden: ^_{^^^_^^^^} = ^_{^^^_^^^^} ∙ ^_{^^^_^^^^} Gl.1 ^_{^^^_^^^^} [W] Ausgangsleistung aus dem Spannungszwischenkreis des Sekundärgerätes ohne Fremdobjekt (205, 206) Hieraus ergibt sich für die Funktion Fkt.2 der Zusammenhang: ^_{^^^_^^^^} = ^(^_{^^^_^^^^}) Fkt.2 Da der Spannungswandler 101 des Primärgerätes 100 eine konstante Ausgangsspannung (^_^^^) am Spannungszwischenkreis 102 erzeugt, wird die Ausgangsspannung (^_^^^) im Weiteren für das Ausführungsbeispiel nicht berücksichtigt. Mit Bezug zu Fig.3 und Fig.4 werden beispielhaft Messungen zum Ermitteln einer Leistungs-Kennlinie erläutert. Dabei sind in Fig. 3 der Übersichtlichkeit halber Messungen für Abstände ^ von 0 mm, 3 mm und 7 mm zwischen den einander zugewandten Abdeckkappen des Primär- 100 und Sekundärgeräts 200 gezeigt, es wurden allerdings Messungen in engeren Intervallen vorgenommen und ausgewertet. Die Messungen des eingeregelten Ist-Primärstroms ^_{^^^_^^^^} erfolgten ferner in einem Bereich der sekundären Ausgangsleistung ^_{^^^_^^^^} von etwa 1 W bis etwa 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 21/35 20 W. Es erfolgt also eine Messung des Zusammenhangs von ^_{^^^_^^^^} = ^(^_{^^^_^^^^}) über ^ von 0 mm bis 7 mm. Das beispielhafte Verfahren zur dynamische Fremdobjekterkennung geht davon aus, dass der in Funktion Fkt. 2 angegebene funktionale Zusammenhang als lineare Kennlinie gut genähert werden kann. Zu diesem Zweck wird auf Grundlage der in Fig. 3 gezeigten gemessenen Funktionskennlinien für die abhängige Variable ^_{^^^_^^^^} aus Funktion Fkt. 2 an jedem Punkt der Kurve der gemessene Maximalwert ^_{^^^_^^^^_^^^} = ^(^_{^^^_^^^^_^^^}) aller berücksichtigen Funktionskennlinien herangezogen. Die Abstandsabhängkeit des Zusammenhangs wird also dadurch umgangen, dass als relevante Punkte der Leistungs-Kennlinie die für jeden Wert der Sekundärleistung ^_{^^^_^^^^} die jeweils höchsten gemessenen Werte ^_{^^^_^^^^} ausgewertet werden. In Fig. 3 sind diese Maximalwerte ^_{^^^_^^^^_^^^} als gestrichelte Linie d_max angedeutet. Die resultierende Funktionskennlinie wird anschließend linearisiert, indem die Parameter einer linearen Fit-Funktion mittels Ausgleichsrechnung bestimmt werden, insbesondere mittels der Methode der kleinsten Quadrate. Die Steigung (^) sowie die Verschiebungskonstante (^) der linearisierten Funktionskennlinie werden als Parameter hinterlegt. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann eine andere Funktion für den Fit verwendet werden, etwa ein Polynom n-ter Ordnung. In Fig.4 sind die Maximalwerte ^_{^^^_^^^^_^^^} als Punkte d_max und die linearisierte Funktion ^_{^^^_^^^^_^^^} = ^^{^}^_{^^^ _^^^^_^^^} ^{^} als durchgehende Kurve d_max_lin angegeben. 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 22/35 Für die Maximalwerte ^_{^^^_^^^^_^^^} der Funktionskennlinienverläufe aus Fkt.2 über die Abstände ^ von 0 mm bis 7 mm gilt: ^_{^^^_^^^^_^^^} = ^(^_{^^^_^^^^_^^^}) Fkt.3 ^_{^^^_^^^^_^^^} [A] Maximaler Eingangsstrom in den Schwingkreis des Primärgerätes ohne Fremdobjekt ^_{^^^_^^^^_^^^} [W] Minimale Ausgangsleistung aus dem Spannungszwischenkreis des Sekundärgerätes ohne Fremdobjekt Dabei gilt zudem die folgende Gleichung Gl.2: ^_{^^^_^^^^_^^^} = ^_{^^^_^^^^_^^^} ∙ ^_{^^^_^^^^_^^^} Gl.2 ^_{^^^_^^^^_^^^} [V] Minimale Spannung am Zwischenkreiskondensator des Sekundärgerätes ohne Fremdobjekt ^_{^^^_^^^^_^^^} [A] Minimaler Strom aus dem Zwischenkreiskondensator des Sekundärgerätes ohne Fremdobjekt Als „minimale“ Spannung oder Stromstärke des Zwischenkreiskondensators des Sekundärgeräts werden dabei die jeweiligen Werte verstanden, die mindestens bei einem vorgegebenen Primärstrom ^_{^^^_^^^^}′ erhalten werden. Das heißt, es werden die minimal erreichte Sekundärleistung ^_{^^^_^^^^_^^^} im Sekundärgerät und der maximal dafür aufgewandte Primärstrom ^_{^^^_^^^^}′ in Beziehung gesetzt. Hierdurch wird die Leistungs-Kennlinie so bestimmt, dass auf jeden Fall genügend Reserven vorgesehen sind, um mittel der induktiven Leistungsüberragung die gewünschte Leistung zu erzielen. Für die Linearisierung der Funktion Fkt. 3 wird ein Fit an eine Gleichung wie in Gl.3 angegeben ausgeführt: 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 23/35 ^_{^^^_^^^^}′ [A] Linearisierter maximaler Eingangsstrom in den Schwingkreis des Primärgerätes ohne Fremdobjekt (106) ^ [V-1] Steigung der Funktion Fkt.3 (hier: 0,053) ^ [A] Verschiebungskonstante der Funktion Fkt.3 (hier: 0,2245) Fig. 4 zeigt beispielhaft die linearisierte Funktionskennlinie der Fkt. 3 für die gemessenen Maximalwerte bei den Abständen ^ von 0 mm bis 7 mm. Es wird mittels Ausgleichsrechnung ein maximaler und linearisierter Leistungs- Kennlinienverlauf für ^_{^^^_^^^^_^^^} = ^(^_{^^^_^^^^_^^^}) über ^ von 0 mm bis 7 mm gezeigt. Befindet sich während der Leistungsübertragung ein metallisches Fremdobjekt im elektromagnetischen Feld zwischen Primär- und Sekundärgerät, erzeugt dieses eine nicht zulässige Abweichung des auf Grundlage der Fkt. 3 errechneten Eingangsstroms in den Schwingkreis des Primärgerätes (^_{^^^_^^^^}′) und wird folglich als Fremdobjekt identifiziert. Zur Berechnung des maximal zulässigen Eingangsstromes in den Schwingkreis des Primärgerätes gilt: ^_{^^^_^^^} [A] Maximal zulässiger Eingangsstrom in den Schwingkreis des Primärgerätes ^_{^^^_^^^^}′ [A] Linearisierter maximaler Eingangsstrom in den Schwingkreis des Primärgerätes ohne Fremdobjekt ^% [-] Prozentual angegebene, zulässige Abweichung des linearisierten maximalen Eingangsstrom in den Schwingkreis des Primärgerätes ohne Fremdobjekt 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 24/35 Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, gibt es einen Zusammenhang zwischen der primärseitigen Eingangsleistung ^_^^^, zu welcher der Eingangsstrom ^_^^^ und die in dem Beispiel konstant gehaltene Eingangsspannung ^_^^^, und der sekundärseitigen Ausgangsleistung ^_^^^ , zu welcher der Ausgangsstrom ^_^^^ und die Ausgangsspannung ^_^^^ beitragen, und dem Abstand ^ zwischen Primär- 100 und Sekundärgerät 200. Vereinfacht gesagt, muss primärseitig umso mehr Eingangsleistung ^_^^^ aufgewandt werden, um die gleiche sekundärseitige Ausgangsleistung ^_^^^ zu erreichen, je größer der Abstand ^ ist. Bei dem in Fig.4 illustrierten Vorgehen wird die Leistungs-Kennlinie so konstruiert, dass der Abstand ^ für den Vergleich mit einem Schwellenwert des maximal zulässigen Eingangsstroms des Primärgerätes nicht berücksichtigt wird. Allerdings besteht eine Abhängigkeit zwischen den Soll-Primär-Leistungsdaten auf der Senderseite, den erzielten Sekundär-Leistungsdaten auf der Empfängerseite und dem Abstand zwischen Sender und Empfänger. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist daher vorgesehen, dass der axiale Abstand ^ zwischen dem Sender und dem Empfänger bestimmt und berücksichtig wird, um die Soll-Primärleistung beziehungsweise den maximal zulässigen Primärstrom zu bestimmen. Hierzu wird die passende Leistungs-Kennlinie anhand eines Leistungs-Kennfeldes bestimmt, welches Leistungs-Kennlinien für verschiedene Werte des Abstands ^ umfasst. Insbesondere werden die in Fig. 3 gezeigten Messungen der Werte des eingeregelten Ist-Primärstroms ^_{^^^_^^^^} in Abhängigkeit von der sekundären Ausgangsleistung ^_{^^^_^^^^} bei verschiedenen Abständen ^ ausgewertet. Für jeden Abstand ^ beziehungsweise für einen bestimmten Bereich von Abständen wird mittels einer Ausgleichsrechnung eine eigene Leistungs-Kennlinie bestimmt und mittels Ausgleichsrechnung an ein Polynom n-ter Ordnung oder an eine andere geeignete Funktion gefittet. 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 25/35 Die für verschiedene Abstände ^ erfassten Leistungs-Kennlinien bilden nun ein Abstands-Kennfeld. Um dieses Abstands-Kennfeld auszuwerten, müssen nun die geforderte sekundärseitige Ausgangsleistung und der Abstand ^ erfasst werden. Dann wird die zum Abstand ^ passende Leistungs-Kennlinie bestimmt und anhand dieser Leistungs-Kennlinie werden die Soll-Primär-Leistungsdaten bestimmt, bei dem Beispiel also der maximale primärseitige Eingangsstrom, wobei hier von einer fest vorgegebenen primärseitigen Eingangsspannung ausgegangen wird. Mit Bezug zu Fig. 5 wird nachfolgend die Bestimmung des axialen Abstands zwischen dem Primärgerät und dem Sekundärgerät erläutert. Das hier gezeigte System 500 entspricht im Wesentlichen dem System, das oben bereits mit Bezug zu Fig.1 erläutert wurde. Es wird daher darauf verzichtet, alle Elemente im Detail erneut zu beschreiben. Das System 500 zur induktiven Leistungsübertragung umfasst ein Primärgerät 600 und ein Sekundärgerät 700. Die Steuereinheit ist hier nicht eigens gezeigt, sie soll allerdings von dem Primärgerät 600 umfasst sein. Während einer induktiven Leistungsübertragung wird eine Ansteuerung 607 des Primärgeräts 600 von einer Quelle 510 mit einer Primär-Stromstärke ^_^^^ gespeist. Die Ansteuerung 607 stellt dann ein pulsweitenmoduliertes Signal ^_^^^ bereit, um einen Schwingkreis 504 anzusteuern. Hierdurch wird bei dem Ausführungsbeispiel eine primärseitige Frequenz von 105,0 bis 129,5 kHz erreicht. Es erfolgt eine Leistungsübertragung 540 vom primärseitigen Schwingkreis 604 zu einem sekundärseitigen Schwingkreis 704. 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 26/35 Parallel hierzu ist eine Datenübertragung 530 zwischen dem Primärgerät 600 und dem Sekundärgerät 700 implementiert, wobei in dem Beispiel eine IO-Link- Verbindung vorgesehen ist; bei weiteren Ausführungsbeispielen können alternativ oder zusätzlich andere datentechnische Verbindungen vorgesehen sein. Die in den Schwingkreis 704 des Sekundärgeräts 700 induzierte Wechselspannung hängt dabei von dem Abstand ^ zwischen dem Primärgerät 600 und dem Sekundärgerät 700 ab. Mittels dieser induzierten Wechselspannung wird anschließend durch einen Gleichrichter 707 an einem Zwischenkreiskondensator des Sekundärgeräts 700 eine Gleichspannung ^_^^^ erzeugt. Sobald von dem Sekundärgerät 700 Leistung an eine Last 520 abgegeben wird, fließt aus dem Zwischenkreiskondensator ein messbarer Sekundär-Strom ^_^^^. Die aktuellen Werte für den Sekundär-Strom ^_^^^ und die Sekundär-Spannung ^_^^^ werden gemessen und über die Datenübertragung 530 an das Primärgerät 600 übertragen. In den Grenzen der Frequenz des PWM-Ansteuersignals ^_^^^ regelt das Primärgerät 600 die Zwischenkreisspannung ^_^^^ des Sekundärgeräts 700, auf einen gewünschten Wert, bei dem Ausführungsbeispiel 24 V. Der in Fig. 6 gezeigte Graph illustriert beispielhaft einen funktionalen Zusammenhang zwischen der Frequenz des PWM-Ansteuersignals ^_^^^ des Primärgeräts 600 und der Zwischenkreisspannung ^_^^^ des Sekundärgeräts 700. Ferner illustriert der in Fig. 7 gezeigte Graph beispielhaft einen funktionalen Zusammenhang zwischen der Frequenz des PWM-Ansteuersignals ^_^^^ des Primärgeräts 600 und dem Sekundär-Strom ^_^^^ des Sekundärgeräts 700. In diesem Graph sind Kurven von Messungen bei verschiedenen Abständen ^, hier 0 mm, 2 mm und 4 mm. 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 27/35 Um diese Kurven besser auswerten zu können, wird auf der x-Achse die Sekundär-Leistung ^_^^^ = ^_^^^ ∙ ^_^^^ aufgetragen und auf der y-Achse der Wert von ^_^^^ ∙ ^_^^^ ∙ ^, wobei der Faktor ^ = ^ ∙ ^^{^} mit einer Konstante ^ = 30 sowie einem Parameter ^ = ^_^^^ = ^_^^^ ∙ ^_^^^ mit dem Exponenten ^ = −1 bestimmt wird. Damit ergibt sich bei diesem Beispiel für die Werte der y-Achse die Umformung: ^_^^^ ∙ ^_^^^ ∙ ^ = ^_^^^ ∙ ^_^^^ ∙ ^ ∙ ^^ Das heißt, die in Fig. 7 gezeigten Kurven zeigen die den Zusammenhang des Wertes ^_^^^/^_^^^ in Abhängigkeit von der Sekundärleistung ^_^^^ für verschiedene Abstände ^. In einem weiteren Schritt können die für die Abstände ^ gemessenen Kurven mittels einer Ausgleichsrechnung gefittet werden, wobei beispielsweise die Parameter eines Polynoms dritter Ordnung bestimmt werden. Bei dem Beispiel werden auf diese Weise die Konstanten (^1, ^2, ^3, ^4) für ein Polynom der Form: Die Verläufe solcher Kennlinien für die Abstände ^ zwischen 0 mm und 7 mm sind in Fig.8 beispielhaft gezeigt. Bei dem Ausführungsbeispiel bilden diese Kennlinien für verschiedene Abstände ^ das Abstands-Kennfeld. Um nun einen Abstand zwischen dem Sender 100, 600 und dem Empfänger 200, 700 zu bestimmen, werden die Primär-Frequenz ^_^^^ des Primärgeräts 100, 600 und die beim Zwischenkreis des Sekundärgeräts 200, 700 erhaltene Sekundär- Leistung ^_^^^ erfasst. 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 28/35 Insbesondere wird die Sekundär-Leistung ^_^^^ über die datentechnische Verbindung 530, etwa eine IO-Link-Verbindung, vom Sekundärgerät 200, 700 an das Primärgerät 100, 600 übertragen. Es kann nun bestimmt werden, welcher der Kennlinien des Abstands-Kennfeldes das gemessene Wertepaar am nächsten kommt. Der entsprechende Abstand ^ wird dann ausgegeben und kann beispielsweise bei der Fremdkörperdetektion verwendet werden. Bei weiteren Ausführungsbeispielen können die Kennlinien des Abstands- Kennfeldes auf andere Weise gebildet werden. Die grundlegende Idee hierbei besteht darin, dass die Kennlinien einen Zusammenhang zwischen der Primär- Frequenz ^_^^^ des Primärgeräts 100, 600 und der beim Zwischenkreis des Sekundärgeräts 200, 700 erhaltenen Sekundär-Leistung ^_^^^ für verschiedene Abstände ^ repräsentieren. Diese Parameter werden während der induktiven Leistungsübertragung erfasst und es wird geprüft, welcher Kennlinie das erfasste Wertepaar am ehesten entspricht. Der entsprechende Abstand ^ kann dann angegeben werden.

38845.TUR.P110PC S/Wi/js 29/35 Bezugszeichenliste 10 System 100 Primärgerät; Sender 101 Spannungswandler 102 Spannungszwischenkreis; Primär-Zwischenkreis 103 Verstärker 104 Einzelspule 105 Spannungsmesseinheit 106 Strommesseinheit 107 Auswerte- und Ansteuereinheit 108 Primär-Schnittstelle; Schnittstelle (Datenübertragung) 110 Eingang 120 Ausgang 130 Datenübertragung 140 Leistungsübertragung 200 Sekundärgerät; Empfänger 201 Spannungswandler 202 Spannungszwischenkreis; Sekundär-Zwischenkreis 203 Gleichrichter 204 Einzelspule 205 Spannungsmesseinheit 206 Strommesseinheit 207 Auswertungs- und Ansteuereinheit 208 Sekundär-Schnittstelle; Schnittstelle (Datenübertragung) 500 System 510 Quelle 520 Last 530 Datentechnische Verbindung 540 Leistungsübertragung 600 Primärgerät 38845.TUR.P110PC S/Wi/js 30/35 604 Primär-Schwingkreis 607 Ansteuerung 700 Sekundärgerät 704 Sekundär-Schwingkreis 707 Gleichrichter d Abstand S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 Schritt

Claims

38845.TUR.P110PC S/Wi/js 31/35 Patentansprüche 1. System (10) zur induktiven Leistungsübertragung, umfassend - ein Primärgerät (100) und ein Sekundärgerät (200); sowie - eine Steuereinheit (120); - wobei das Primärgerät (100) dazu eingerichtet ist, während der Leistungsübertragung induktiv über einen Primärschwingkreis Leistung an einen Sekundärschwingkreis des Sekundärgeräts (200) zu übertragen; wobei - die Steuereinheit (120) dazu eingerichtet ist, Sekundär-Leistungsdaten des Sekundärgeräts (200) zu erfassen sowie anhand der erfassten Sekundär-Leistungsdaten mittels einer Leistungs-Kennlinie Primär-Soll- Leistungsdaten zu bestimmen; wobei - die Leistungs-Kennlinie Referenz-Primär-Leistungsdaten in Abhängigkeit von Referenz-Sekundär-Leistungsdaten umfasst; wobei - die Steuereinheit (120) ferner dazu eingerichtet ist, Primär- Leistungsdaten des Primärgeräts (100) zu erfassen und anhand eines Vergleichs der Primär-Soll-Leistungsdaten mit den Primär-Leistungsdaten ein Fremdobjekt zu detektieren. 2. System (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primär-Leistungsdaten einen Primärstrom in einem Primär- Zwischenkreis (102) des Primärgeräts (100) betreffen, wobei insbesondere der Primär-Zwischenkreis (102) des Primärgeräts (100) mit einer vorgegebenen konstanten Primärspannung betrieben wird; und/oder dass die Sekundär-Leistungsdaten eine in einen Sekundär-Zwischenkreis (202) des Sekundärgeräts (200) induzierte Sekundärspannung und einen

38845.TUR.P110PC S/Wi/js 32/35 aus dem Sekundär-Zwischenkreis (202) des Sekundärgeräts (200) gelieferten Sekundärstrom betreffen. 3. System (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (120) von dem Primärgerät (100) umfasst ist; und/oder dass die Steuereinheit (120) dazu eingerichtet ist, die Sekundär- Leistungsdaten über eine IO-Link-Verbindung zu erfassen. 4. System (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungs-Kennlinie anhand einer Leistungs-Referenzmessung bestimmbar ist; wobei bei der Leistungs-Referenzmessung Ist-Primär-Leistungsdaten des Primärgeräts (100) in Abhängigkeit von einer Mehrzahl von Referenz- Sekundär-Leistungsdaten des Sekundärgeräts (200) gemessen werden. 5. System (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Leistungs-Referenzmessung die Ist-Primär-Leistungsdaten ferner in Abhängigkeit von einer Mehrzahl von Referenz-Abständen innerhalb eines vorgegebenen Arbeitsbereichs zwischen dem Primärgerät (100) und dem Sekundärgerät (200) gemessen werden; wobei optional die Referenz-Primär-Leistungsdaten anhand der innerhalb des vorgegebenen Arbeitsbereichs gemessenen maximalen Ist-Primär- Leistungsdaten in Abhängigkeit von den Referenz-Sekundär-Leistungsdaten bestimmt werden. 6. System (10) gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass

38845.TUR.P110PC S/Wi/js 33/35 die Leistungs-Kennlinie mittels einer Regressionsanalyse, insbesondere einer linearen oder polynomischen Kurvenanpassung, als Funktion der gemessenen Ist-Primär-Leistungsdaten in Abhängigkeit von den Referenz- Sekundär-Leistungsdaten ermittelt wird. 7. System (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (120) dazu eingerichtet ist, einen Ist-Abstand zwischen dem Primärgerät (100) und dem Sekundärgerät (200) zu bestimmen und die Primär-Soll-Leistungsdaten ferner anhand des Ist-Abstands zu bestimmen. 8. System (10) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (120) dazu eingerichtet ist, zum Bestimmen des Ist- Abstands ferner einen Frequenzparameter des Primärgeräts (100) zu erfassen; sowie den Ist-Abstand anhand des erfassten Frequenzparameters und der erfassten Sekundär-Leistungsdaten mittels eines Abstands- Kennfeldes zu bestimmen; wobei optional das Abstands-Kennfeld anhand einer Abstands-Referenzmessung bestimmbar ist, wobei bei der Abstands-Referenzmessung für eine Mehrzahl von Referenz-Abständen innerhalb eines vorgegebenen Arbeitsbereichs zwischen dem Primärgerät (100) und dem Sekundärgerät (200) Ist- Sekundär-Leistungsdaten des Sekundärgeräts (200) in Abhängigkeit von einer Primärfrequenz des Primärgeräts (100) gemessen werden. 9. Primärgerät (100) zur induktiven Leistungsübertragung von dem Primärgerät (100) an ein Sekundärgerät (200); umfassend - eine Steuereinheit (120) und eine Primärgerät-Schnittstelle (108); wobei - die Steuereinheit (120) dazu eingerichtet ist, über die Primärgerät- Schnittstelle (108) Sekundär-Leistungsdaten eines zur induktiven Leistungsübertragung mit dem Primärgerät (100) gekoppelten Sekundärgeräts (200) zu erfassen sowie anhand der erfassten Sekundär-

38845.TUR.P110PC S/Wi/js 34/35 Leistungsdaten und einer Leistungs-Kennlinie Primär-Soll-Leistungsdaten zu bestimmen; wobei - die Leistungs-Kennlinie Referenz-Primär-Leistungsdaten in Abhängigkeit von Referenz-Sekundär-Leistungsdaten umfasst; wobei - die Steuereinheit (120) ferner dazu eingerichtet ist, Primär- Leistungsdaten des Primärgeräts (100) zu erfassen und anhand eines Vergleichs der Primär-Soll-Leistungsdaten mit den Primär-Leistungsdaten ein Fremdobjekt zu detektieren. 10. Verfahren zum Betreiben eines Systems (10) zur induktiven Leistungsübertragung von einem Primärgerät (100) an ein Sekundärgerät (200); wobei - während der induktiven Leistungsübertragung Primär-Leistungsdaten des Primärgeräts (100) und Sekundär-Leistungsdaten des Sekundärgeräts (200) erfasst werden; - anhand der erfassten Sekundär-Leistungsdaten mittels einer Leistungs- Kennlinie Primär-Soll-Leistungsdaten bestimmt werden; - anhand eines Vergleichs der Primär-Soll-Leistungsdaten mit den Primär- Leistungsdaten ein Fremdobjekt detektiert wird.