JP6574200B2 - エネルギー誘導伝送のためのシステム内の妨害体を検出するためのデバイス及び方法並びにエネルギー誘導伝送のためのシステム - Google Patents

Description

本発明は、エネルギーの誘導伝送のためのシステム内の妨害体の検出のためのデバイス及び方法並びにエネルギーの誘導伝送のためのシステムに関する。

例えば電動車両の車両電池を充電するために、道路側から車両へのエネルギーの誘導伝送が、車両エネルギー貯蔵装置の充電動作をもたらすために、プラグ接続により静止的に生成され且つ供給される電気エネルギーがそれから電動車両に伝送されるプラグ接続を提供することの代替として、ますます確立しつつある。そのようなシステムは、一般的に、道路側に配置されることができる１次コイルユニットを備える。例えば、１次コイルユニットは、道路に、又は道路上に設置される充電ブロックに一体化されることができる。更に、システムは、車両側に、具体的には車両の底部に配置される２次コイルユニットを備える。

具体的には、エネルギーの誘導伝送における（典型的には静止の）１次コイルユニットと車両側ユニットとの間の誘導結合は、実用的な日常の運用において有利であることが判明し、それ相応に高い支持を享受している。すなわち、エネルギーのワイヤで支えられる伝送での取り扱い及び操作に対する追加の費用だけでなく、潜在的な過渡抵抗及び（可能な摩耗までの）機械的負荷も、深刻であり、コイルの誘導結合に基づく無線伝送技術の潜在的利点である。

現在の進展は、約３ｋＷ以上が典型的に誘導伝送されることができるという車の状況を越えて、２０ｋＷ以上を実現するエネルギーの非接触誘導伝送の電気性能も既に利用できることを示す。従って、トラック又は公共交通機関の車両に対してもドアは開かれており、最大９５％以上の高いレベルの効率がエネルギー伝送において受け入れを補足している。

しかしながら、２桁のｋＷの範囲内のエネルギーの非接触誘導伝送は、エネルギーの誘導伝送のための大きいコイル及びそれに対応する大きい活性表面を必要とし、そのため、誘導結合のための（受け取り側）コイルユニットが適切に設けられている車両を、（静止の）１次コイルユニットの上に、又は１次コイルユニットと電磁係合状態で配置するという課題だけでなく、電力の伝送の適切な動作に不利に影響を及ぼし得る環境の影響、使用及び活性化のエラー、並びに破壊行為から保護されるべき、付随する活性表面を有する１次コイルユニットを配置するという課題も存在する。

このような問題は、例えば、この１次側活性表面上の又は１次側活性表面に電磁気的に活性的に隣接する金属又は電磁気的に導通した妨害体の出現である。熱が、１次コイルユニットの適切な活性化で、望ましくない接触をすることによってのような方法で又は電磁気的に結合される妨害体内での渦電流の誘導によって、生成されるであろう。

この熱は、エネルギーの誘導伝送のためのシステムの動作の安全性に不利な影響を有する可能性がある。例えば、妨害体は、熱によって予測不能な動きの挙動を示す可能性があり、又は接触した際にユーザに対して望ましくない熱源を表す可能性がある。

従って、従来技術から知られている様々な試行は、具体的には確実にエネルギーを車両に伝送する１次コイルユニットの係合表面又は活性表面上にそのような異物を認識し、例えば、そのような認識への反応としてエネルギーの伝送を停止するか、又はいずれにせよ少なくとも警報信号を開始するかの何れかを行い、その後、妨害体の自動又は手動の除去を開始するものであると考えられる。

通例であり、事前に知られていると思われている解決の道は、光学的手段を用いて（例えば、可視のスペクトル及び、代替的に、例えば赤外光学のスペクトルにおける画像検出システムとして他では知られているシステムによって）、問題の無い画像がそのような妨害体を求めて適切な評価ユニットによって妨害体の状態と比較され、且つ対応するずれの検出時に検出が行われるように、関連する妨害体を検出することの中に存在する。デバイスの簡素さ及び評価内のデータは、そのような試行の利点であると同時に、そのような画像に基づく検出技術は、例えば、一方の関連する（例えば金属の）妨害体と他方の重要でない妨害体又は人工物との間の差は、画像生成方法において常に簡単であるわけではないので、汎用の試行に対して及び変化する環境条件に対して限定された範囲内でのみ適している。一例として、実際にはエネルギーの誘導伝送に関しては無関係である屋外動作での葉又はそのような環境影響物を活性表面に載せることは、画像に基づく妨害体検出器の場合は、しかしながら、頻繁に警報状態をもたらすであろう。

従来技術から知られ、妨害体の検出器手段を実現すると思われている代替の試行は、エネルギーの誘導伝送のために使用され、それ故に既に存在している１次コイルユニットと車両側コイルユニットとの間の磁界への（独占的に関連する）金属の又は電磁気的に導通の妨害体の影響を検出することであり、この影響を潜在的妨害状態として評価することである。１次コイルユニットと車両側コイルとの間のエネルギーの伝送のための非妨害結合動作に比較して、金属妨害体は、結合状態の検出及び評価の際に信号の偏差としてその役割のために検出可能となるであろう磁界の電磁気的影響をもたらすであろう。

しかしながら、そのような試行は欠点及び改善の可能性も有する。一方では、上述の結合の変化の検出及び評価に基づく信号−雑音間隔（独：Signal-Rauschabstand）検出は、関連する妨害体が典型的に１次コイルユニットの影響を受ける活性表面に比べてその寸法に関して小さいという部分的な理由で、通常低い。言い換えれば、そのような検出器技術は、確実な検出を可能にするために妨害体の有効最小サイズが必要であり、この関連において、（幾何学的配列を含む）妨害体の位置の全ての配列が必ずしも同様に検出器信号を引き起こすわけではないということが、更に、潜在的欠点として考慮されなければならない。

１次コイルユニットと車両側コイルとの間の結合状態（又はその変化）の検出から妨害体の検出のための種を形成するとして知られ且つ潜在的に思われている磁界検出器技術の第２の欠点は、妨害体を検出するために、１次側コイルユニットは活性化されなければならない、すなわち、例えば、１次側コイルユニットはエネルギー伝送の誘導動作をもたらすために電流を持たなければならないということである。しかしながら、これは、例えば、車両への直接結合以外の動作の点でエネルギー的に非効率であり、他方、既知であると推測される検出の活性化の際に、エネルギーで電気的負荷をかけることは、ユニットが実在の誘導係合位置に存在する（且つ妨害体は既にそこに存在している）際にのみ、実際には回避されるべき誤った働きを直ちに開始するであろう。

従って、１次コイルユニットと車両側コイルユニットとの間の結合の使用さえ、その結合はエネルギーの誘導伝送のために既に存在しているが、エネルギー的に効率よく、且つ高いレベルの動作の安全性で、活性表面上の妨害体の確実な検出を確立することに潜在的にほとんど適していないことを証明する。

特許文献１（未公開）には、車両へのエネルギーの誘導伝送のためのシステムのための安全システムが開示されている。安全システムは幾つかの検出用巻線を備える誘導センサシステムを備える。更に誘導センサシステムは少なくとも１つの励起巻線を備えることが開示されている。安全システムは、エネルギーの誘導伝送のためのシステムの一次巻線構造体の付近に配置される異物を検出するのに役立つ。

特許文献２には、エネルギー放出コイルの領域内に導電性の異物を認識するための検出器コイル構造ユニットが記述され、ここで、検出器コイル構造ユニットは、互いに反対方向の少なくとも２つの回旋を有する少なくとも１つの多極検出器コイルを備える。

特許文献３には、１次コイルを有する１次ユニット及び２次コイルを有する２次ユニットを備え、１次コイルは１次ユニットと２次ユニットとの間の伝送範囲において伝送磁界を誘起し、対で反対側に巻かれていて検出対を形成する偶数の検出器コイル要素を備える電力の誘導伝送のためのデバイスが記述されている。

英国特許出願第１２２２７１２．０号（未公開） 国際公開第２０１３／１８９５３０（Ａ１）号 独国特許出願公開第１０ ２０１２ ２０５ ２８３（Ａ１）号

技術的課題は、検出、具体的には検出速度、堅牢性を改善し、且つ検出の信頼性を高める、エネルギーの誘導伝送のためのシステム内の妨害体の検出のためのデバイス及び方法を提供することを提起する。更に、技術的課題は、高められた運転の安全性を有するエネルギーの誘導伝送のためのシステムを提供することを提起する。

潜在的に経済的な連続製造を可能にし、簡単な方法で既存システムを改装する又は改造する機会が作られるように、改良されたデバイス、具体的には扱い易く且つ評価し易いデバイスが提供されるべきである。

技術的課題の解決策は請求項１、１４、及び１５の特徴を有する主題から生じる。本発明の他の有利な実施形態は従属請求項から生じる。

本発明は、貨物輸送及び軍事目的のためにだけでなく、例えば、バス及び公共交通機関の鉄道車両等の他の電動車両をも含む非常に異なるタイプの自動車のために提案されている主題の使用を可能にする。

特に車両へのエネルギーの誘導伝送のためのシステム内の少なくとも１つの妨害体の検出のためのデバイスが提案される。妨害体は、ここでは、異物、具体的には金属及び／又は電磁気的に導通性の妨害体を指すことができる。

エネルギーの誘導伝送のためのシステムは、電力伝送電磁界の少なくとも一部を生成するための１次巻線構造体として指定されることもできる少なくとも１つの１次コイルユニットを備える。

更に、システムは、エネルギーの誘導伝送のために、１次コイルユニットによって生成される電磁界を受け取るための２次巻線構造体又は車両側コイルユニットとして指定されることもできる少なくとも１つの２次コイルユニットを備えることができる。

ここでは、電力伝送磁界は、１次コイルユニットによって生成される磁界、又は、１次コイルユニットによって生成される磁界と、１次コイルユニットによって生成される磁界を受け取っている間に２次コイルユニットに誘起される電流によって生成される２次コイルユニットが生成する磁界との重畳に相当することができる。

以下に、より詳細に説明されるように、１次コイルユニットは誘導活性表面又は誘導活性容積に関連付けることができる。１次コイルユニットは２次コイルユニットに誘導的に結合されることができる。

更に、デバイスは、妨害体の検出の少なくとも１つの手段を備え、妨害体の検出の少なくとも１つの手段は、励起磁界を生成する少なくとも１つの励起コイル手段及び少なくとも１つの励起コイル手段と関連付けられる少なくとも１つの検出器コイル手段を備える。これは、検出器コイル手段が、励起磁界の少なくとも一部が検出器コイル手段によって受け取られるように構築及び／又は配置されることを意味する。それ故に、検出器コイル手段は、例えば受け取られる励起磁界の関数として出力電圧を生成することができる。

ここでは、励起コイル手段は、個別のコイルとして構築されることができ、又は複数の個別のコイルを備えることができる。励起コイル手段が個別のコイルとして構築される場合、デバイスは、好ましくは幾つかのそのような励起コイル手段を備える。ここでは、検出器コイル手段さえも個別のコイルとして構築されることができ、又は複数の個別のコイルを備えることができる。検出器コイル手段が個別のコイルとして構築される場合、デバイスは、好ましくは幾つかのそのような検出器コイル手段を備える。

妨害体の検出のための手段は１次コイルユニットに関連付けられることができる。妨害体の検出のための手段は、金属の及び／又は電磁気的に導通の妨害体を、特に活性表面上で又はその活性磁界の近隣で、あるいは活性容積内で又は活性容積の活性磁界の近隣で検出するのに役立つ。さらに、妨害体の検出のための手段は２次コイルユニットに関連付けられることができる。

妨害体の検出のための手段は、具体的には検出器コイル手段だけでなく励起コイル手段も、１次コイルユニットから切り離して且つ２次コイルユニットから切り離して構築される。従って、妨害体の検出のための手段は、励起コイル手段及び励起コイル手段に関連付けられる検出器コイル手段を備え、それらは、独立しており、従って、１次コイルユニットに加えて且つ１次コイルユニットとは独立に提供される。

更に、励起コイル手段及び検出器コイル手段は、１次コイルユニット及び／又は２次コイルユニットの活性化状態、具体的には誘導伝送動作とは独立に活性化及び／又は動作されることができる。従って、励起コイル手段及び検出器コイル手段によって実現される妨害体の検出は、１次コイルユニットと車両側コイルユニットとの間のエネルギーの誘導伝送の動作とは独立に活性化され、且つ動作されることができる。これは、例えば励起コイル手段及び関連する検出器コイル手段の動作は、その動作は妨害体を検出する目的のためのみに提供され、従って潜在的にほとんど電力を有さないが、車両への電力の伝送の具体的なエネルギー伝送（充電）の動作時以外でさえも連続的に行われることができることを意味する。そういうわけで、これは、妨害体の検出が、実質的にいつでも、潜在的には、特に車両が１次コイルユニットへの誘導結合を提供する関連位置（充電位置）に到着する前でさえも、行われることができるという事実に確実につながる。従って、危険な又は外乱を含む潜在的電力活性化状態は、本発明によって抑制されることができ、その結果、前後の動作状態と共にエネルギー伝送の誘導動作の運転の安全性を著しく向上することができる。

更に、本発明は、少なくとも１つの励起コイル手段と少なくとも１つの検出器手段との間の結合状態を検出し、且つ／又はこの結合状態の変化を検出する少なくとも１つの評価手段を提供する。例えば、評価手段は、少なくとも１つの検出器コイル手段の出力信号、例えば出力電圧の少なくとも１つの特性を評価することができる。

異物は、結合状態の関数及び／又は結合状態の変化の関数として検出されることができる。例えば、異物は、出力信号の、具体的には出力信号の時間経過の又は変化の少なくとも１つの特性の関数として検出されることができる。

更に、デバイスは、少なくとも１つの励起コイル手段と少なくとも１つの検出器コイル手段との間の結合状態、具体的には電磁的又は誘導結合状態への１次コイルユニット及び／又は２次コイルユニットの電磁気的影響を考慮する少なくとも１つの補償手段を備える。ここでは、考慮することは補償することを意味する。

これは、少なくとも１つの励起コイル手段と少なくとも１つの検出器コイル手段との間の結合状態への先に説明した電力伝送磁界の影響を、決定及び／又は低減することができ、具体的には、補償手段によって完全に補償又は除去することができることを意味する。少なくとも１つの補償手段は妨害体の検出のための手段の一部とすることができる。具体的には、少なくとも１つの補償手段は評価手段によって少なくとも部分的には利用可能にされることができる。

電力伝送磁界の、少なくとも１つの検出器コイル手段によって受け取られる磁界に対する割合を、補償手段によって低減する、具体的には完全に補償又は除去することができる。代替的に又は累積的に、受け取られた電力伝送磁界の関数として少なくとも１つの検出器コイル手段によって生成される出力信号の割合を、補償手段によって低減する、具体的には完全に補償又は除去することができる。

代替的に又は累積的に、少なくとも１つの検出器コイル手段によって受け取られる磁界に対する電力伝送磁界の割合を、補償手段によって決定することができる。更に、受け取られた電力伝送磁界の関数として少なくとも１つの検出器コイル手段によって生成される出力信号の割合を、代替的に又は累積的に、決定することができる。

電力伝送磁界の割合を決定することができるということは、又は受け取られた電力伝送磁界の関数として少なくとも１つの検出器コイル手段によって生成される検出器コイル手段の出力信号の割合を決定することができるということは、その割合のコンピュータ決定が起きていることを意味することができる。具体的には、この例では、補償手段は、評価手段を備えることができる、又はコンピュータ決定のための評価手段として構築されることができる。

電力伝送磁界の割合を低減することができるということは、又は受け取られた電力伝送磁界の関数として少なくとも１つの検出器コイル手段によって生成される検出器コイル手段の出力信号の割合を低減することができるということは、割合のコンピュータ決定後に、この割合を、対応する量、例えば検出器コイル手段の出力信号から計算することができる、又は取り除くことができることを一方で意味することができる。代替的に、これは、電力伝送磁界の割合を、検出器コイル手段による受け取りの前又はその間に、すなわち、特に先に説明した能動的補償による出力信号の生成の前に低減することを意味することができる。

１次コイルユニットの電磁気的影響を考慮する第１の補償手段を提供すること及び少なくとも１つの励起コイル手段と少なくとも１つの検出器コイル手段との間の結合状態への２次コイルユニットの電磁気的影響を考慮する他の補償手段を提供することは可能であり、ここで、第１及び他の補償手段は互いに独立に構築される。

従って、本発明は、別個の励起コイル手段が、妨害体の検出のために、ここで役割を果たす（電力）エネルギーの誘導伝送のために生成される磁界無しに、その後検出器コイル手段によって検出されることになる磁界を生成することを提供する。本発明は、有利にも、励起コイル手段と検出器コイル手段との間の結合状態（又はその変化）の本発明に係わる検出への非接触電力伝送磁界の可能な電磁気的影響を補償及び／又は除去する補償手段を提供する。

電力伝送磁界が生成される場合、検出器コイル手段も特に励起磁界に加えて電力伝送磁界を受け取る。しかしながら、電力伝送磁界は、具体的には検出器コイル手段の出力信号の変化のために、検出を困難にする可能性がある。従って、提案したデバイスは、有利な方法で、妨害体のより信頼性の高い、より迅速な、且つより堅牢な検出を可能にする。

好ましい実施形態では、少なくとも１つの補償手段は少なくとも１つの補償コイル手段を備え、ここで、補償磁界は補償コイル手段によって生成され、少なくとも１つの検出手段によって受け取られる電力伝送磁界の少なくとも一部は補償磁界によって補償されることができる。少なくとも１つの検出手段によって受け取られる電力伝送磁界は、好ましくは補償磁界によって完全に補償されることができる。

補償コイル手段は、ここでは個別のコイルとして構築されることができる、又は複数の個別のコイルを備えることができる。補償コイル手段が個別のコイルとして構築される場合、デバイスは、好ましくは幾つかのそのような補償コイル手段を備える。

補償されることができるとは、補償磁界又は少なくともその一部が電力伝送磁界に重畳され、重畳する補償磁界が重畳される電力伝送磁界に対して反対の方向を有することを意味することができる。重畳する補償磁界の強度は、好ましくは、重畳される電力伝送磁界の強度から逸脱しない、又はそれから最大限で所定の量のみ逸脱する。少なくとも１つの補償手段は、具体的には補償コイルユニットとして構築されることができる。補償コイルユニットは、具体的には、少なくとも１つの検出手段によって受け取られる電力伝送磁界の少なくとも一部は補償磁界によって補償されることができるように、配置及び／又は構築されることができる。又、補償手段は１次コイルユニット及び２次コイルユニットとは独立に又は別個に構築されることができる。

例えば、１次コイルユニットを、電力伝送磁界が生成されるように動作させることができる。少なくとも１つの励起コイル手段を、ここでは、励起磁界（検出磁界）が生成されないように動作させることはできない。電力伝送磁界に基づいて、少なくとも１つの検出器コイル手段は出力信号を生成するであろう。それで、検出器コイル手段がもはや出力信号を生成しない、又は出力信号が所望の程度まで低減されているように、補償磁界が少なくとも１つの補償手段によって生成されることができる。

補償コイル手段によって生成される磁界による補償は能動的補償とも呼ばれる。

代替的に又は累積的に、電力伝送磁界の少なくとも一部は補償コイル手段によって検出されることができる。それで、補償コイル手段は検出された電力伝送磁界の関数として出力信号、例えば出力電圧を生成することができる。その後、例えば、電力伝送磁界によって生成される検出器コイル手段の出力信号の割合は、この出力信号の関数として決定されることができる。その後、この割合を検出器コイル手段の出力信号から、計算上、除去することができる。これはコンピュータ補償を可能にする。従って、電力磁界によって条件付けられる出力信号は格納され、その後、コンピュータ補償のために使用される。

これは、有利な方法で、妨害体の検出への電力伝送磁界の影響の正確且つ完全な補償をもたらす。

別の実施形態では、妨害体の検出のための手段の少なくとも一部、好ましくは妨害体の検出のための手段の全体、具体的には少なくとも１つの励起コイル手段及び／又は少なくとも１つの検出器コイル手段は、１次コイルユニットの活性表面の上部にもしくは活性表面上に又は１次コイルユニットの活性容積内に配置される。さらに、少なくとも１つの補償手段は１次コイルユニットの活性表面の上部にもしくは活性表面上に又は１次コイルユニットの活性容積内に配置されることができる。

活性表面は、ここでは、それを通して電力伝送磁界の磁力線の全て又は所定の量、例えば８０％、９０％、もしくは９５％が延在する道路表面の一部の、又は道路表面上に設置される装荷ブロックの表面を指すことができる。活性容積は、ここでは、電力伝送磁界の磁力線の全て又は所定の量、例えば８０％、９０％、もしくは９５％が通る容積を指す。

妨害体の検出のための手段は、活性表面の上部の及び／又は活性表面上の、好ましくは平坦な固定具の及び／又はオーバレイの形状で構築されるのが好ましい。平坦とは、電力伝送磁界の主要伝播方向に相当することができる第１の方向における妨害体の検出のための手段の高さが、所定の高さ、例えば１ｃｍ、２．５ｃｍ、又は５ｃｍを超えないことを意味することができる。第１の方向は本明細書では垂直方向とすることができる。妨害体の検出のための手段は、好ましくは１次コイルユニットの上で第１の方向に配置され、ここで、第１の方向は、１次コイルユニットから２次コイルユニットへ、従って下から上向きに向けられる。

代替の実施形態では、妨害体の検出のための手段の少なくとも一部、好ましくは妨害体の検出のための手段の全体、具体的には少なくとも１つの励起コイル手段及び／又は少なくとも１つの検出器コイル手段は、２次コイルユニットの受け取り領域に配置される。受け取り領域を通って延在する磁界は、ここでは、２次コイルユニットによって受け取られることができる。少なくとも１つの補償手段も、２次コイルユニットの受け取り領域に配置されることができる。

従って、妨害体の検出のための手段は移動可能であるように構築されることができる。具体的には、妨害体の検出のための手段は２次コイルユニットの底面上に、具体的には２次コイルの下で第１の方向に配置されることができる。この場合でさえ、妨害体の検出のための手段は、好ましくは平坦な固定具及び／又はオーバレイの形状で構築されることができる。

もちろん、１次コイルユニットの活性表面の上部のもしくは活性表面上の又は１次コイルユニットの活性容積内の妨害体の検出のための第１の手段の少なくとも一部及び妨害体の検出のための他の手段の少なくとも一部は、２次コイルユニットの受け取り領域に配置されることができる。

具体的には、妨害体の検出のための手段は、具体的には１次コイルユニットと２次コイルユニットとの間の、以下に詳細に説明する、装荷位置における所定の関連位置決めを仮定すれば、妨害体の検出のための手段は２つのコイルユニットの間に配置されるように、配置される。あらかじめ定められた位置決めでは、１次コイルユニット及び２次コイルユニットは、所望の誘導エネルギー伝送が可能となるように、関連位置及び／又は互いに関連する向きを有する。

従って、本発明に従って設計される妨害体の検出のための手段を、１次コイルユニット（例えば付随する活性表面）の上部に又は１次コイルユニット上に提供すること、及び、本発明に従って設計される妨害体の検出のための手段を、車両側に、例えば固定の結合相手の方向で車両側コイルユニットの下に設けることが可能であり、ここで、これらの変形の各々は、互いに一列に並べられている１次コイルユニットと車両側コイルユニットとの間の関連位置を仮定すれば、妨害体の検出のための手段はこれらのコイルユニットの間に配置されるという結果を有する。これは、基本的に、誘導結合の両相手上に、本発明に係わる妨害体の検出のための手段を提供することを可能にし、且つ本発明に含まれる。

更に、所望の検出器の挙動に対して、妨害体の検出のための手段の具体的な物理的配置場所を変えることは、本発明の範囲内にある。従って、本発明に従ってもたらされる妨害体の検出が、電力の伝送の実際の誘導結合が互いに一列に並べられる関連位置に至ることによって起こる前に、行われるように、本発明に従って設計される妨害体の検出のための手段を、例えば車両側に、且つ（車両側の）コイル手段の走行方向前方に提供することは、本発明の追加の更なる進展の範囲に適合することができる。本発明の実現における運転の安全性はまたこのように更に改善されることができる。

別の実施形態では、少なくとも１つの励起コイル手段及び少なくとも１つの検出器コイル手段は、回路基板として平面的なインダクタの形に設計されるキャリア上に実現される。補償コイル手段として設計される補償手段も、平面的なインダクタの形でキャリア上に実現されることができる。キャリアは共通回路基板として設計されることができ、全てのコイル手段は回路基板上に又は回路基板内に配置されるのが好ましい。

平面的なインダクタは、例えば１つの平面に実質的に又は完全に延在する１つ以上の導体ループによって構築されることができる。

これは、製造するのが技術的に特に簡単で、且つ容易に複製することができる妨害体の検出のための手段の構築につながり、ここで、検出器コイル手段だけでなく、励起コイル手段も回路基板上に構築される（これは他では知られていると想定されていることになっている）。このために、コイル及び関連する巻線は、回路基板を適切にサンプルすることによって、平面的な巻線として適切に設計されることができる。提供されることになっているコイルの検出のための手段の好ましい複数の個別のコイルを適切な方法で別個に接触することができるようにするために、且つ、更に、１次コイルユニットの、補償することになっているコイル磁界のための励起コイル手段及び任意選択的な他の追加の補償コイル手段を接触させ且つ別個に評価することができるようにもするために、２層又は多層のプリント回路基板の様式でのプリント回路基板構成の異なる端面又は導電性トラック層上に特定の平面的な巻線を設けることが、更に、更なる進展として可能である。補足又は代替の様式では、複雑な接触も、他では貫通接続として知られるものの助け又は同様な措置の助けを借りて、行われることができる。

従って、異なる平面的な巻線を、回路基板の異なる面上に、例えば表面上に又は内部導体トラック層上に配置することができる。

別の実施形態では、少なくとも１つの励起コイル手段及び少なくとも１つの検出器コイル手段は、異なる導体層上に及び／又は互いに対向する共通の回路基板の平坦面上に平坦なインダクタとして設計される。

別の実施形態では、少なくとも１つの検出器コイルは、回路基板の表面上に互いに隣接する複数の個別のコイルとして設計される。検出器コイル手段は、ここでは個別のコイルによって構築されることができる。個別のコイルは、ここでは、所定のグループ分け、具体的には２次元のグループ分け又は所定のマトリックス配列で、互いに隣接して配置されることができる。隣接するとは、個別のコイルが重ならないことを意味することができる。

代替的に又は累積的に、少なくとも１つの検出器コイル手段は、互いに少なくとも部分的に重なって配置される複数の個別のコイルとして設計される。

少なくとも１つの検出器コイル手段が複数の個別のコイルとして設計されるということは、各々が個別のコイルとして設計される幾つかの検出器コイル手段が設けられる場合も含む。

従って、有利にも複数で設けられる検出器コイル手段の個別のコイルは、２次元のグループ分け、又はマトリックスの形態で設けられることができる。代替的に又は累積的に、互いに隣接する個別のコイルの（部分的な）重畳も提供することができる本発明の更なる進展は、規定された方法で平坦な磁界を覆う又は電磁気的に抑制するのに特に良好に適している。１つ以上の励起コイルによって囲まれているのがより好ましい複数の検出器コイルの２次元配列は、検出されることになっている活性表面の表面経路に応じて平坦な又は表面を覆っている電磁気的結合の磁界をもたらす。同時に、活性表面の幾何学的形状の外側の外乱磁界又は浮遊磁界の望ましくない生成は大幅に防止される。

別の実施形態では、少なくとも１つの励起コイル手段は、コイルとして、具体的には個別のコイル又は導体コイルとして設計され、そのコイルは、少なくとも縁上の一部において検出器コイル手段を囲む又は含む。

もちろん、励起コイル手段が複数の個別のコイルとして設計されるのも可能である。１つの励起コイル手段は、ここでは、１つの個別のコイルによって構築されることができる。少なくとも１つの励起コイル手段が複数の個別のコイルとして構築されることは、各々が個別のコイルとして構築される幾つかの励起コイル手段が設けられるという場合も含む。

囲むとは、ここでは、検出器手段が、励起コイル手段によって囲まれる領域に、具体的には、励起コイル手段によって囲まれる表面に平行に向けられることができる共通投影面における個別コイル又はコイル群によって囲まれる領域に配置されることを意味することができる。励起コイル手段が全ての検出器コイル手段を完全にもしくは部分的にだけ囲む又は含むことが可能である。

励起コイル手段が幾つかの個別のコイルによって、例えば導体ループによって構築される個別のコイルによって構築される場合、個別のコイルは互いに隣接して配置されることができる。

例えば、個別のコイルは、正確に１つの又は正確に所定の数の検出器コイル手段、具体的には個別のコイル手段としても構築される検出器コイル手段を含むことができる。代替的に、個別のコイルは、所定の量のみ、例えば所定の数の検出器コイル手段の１つ又は各々の半分又は３分の１を含むことができる。

更に、全ての個別のコイルの各々は、等しい多数の検出器コイル手段を囲むことができる（対称的囲み）。代替的に、全ての又は個別のコイルは、互いに異なるサイズを有する検出器コイル手段の部分を含むことができる（非対称的囲み）。

従って、励起コイル手段、具体的には個別のコイルが検出器コイル手段を完全には囲まないこと、又は励起コイル手段が全てではなく選択された検出器コイル手段を完全に囲むことは可能である。

別の実施形態では、少なくとも１つの補償コイル手段は回路基板上に又は回路基板内に配置される。補償コイル手段は、ここでは、個別のコイルとして又は複数の個別のコイルとして構築されることができる。補償コイル手段は、ここでは、個別のコイルによって構築されることができる。

具体的には、補償コイル手段は励起コイル手段及び検出器コイル手段とは別個に構築されることができる。更に、補償コイル手段は評価手段によって別個に接触されることができる。補償コイル手段は、好ましくは、少なくとも１つの励起コイル手段と少なくとも１つの検出器コイル手段との間の電磁結合状態が補償コイル手段によって影響されないように、配置される。

別の実施形態では、信号伝達技術によって励起コイル手段に接続される励起信号を生成する手段が、１ｋＨｚから５ＭＨｚの周波数範囲、特に１ｋＨｚから５００ｋＨｚの周波数範囲での１つ又は幾つかの励起周波数を有し且つ／又は励起周波数スペクトルを有する励起信号を生成する。励起信号を生成する手段は、具体的には励起コイル手段の前方で接続されることができる。

信号伝達技術によって検出器コイル手段に接続される、特に下流に接続される評価手段が検出器コイル手段の出力信号を評価するので、活性表面に載っている又は活性表面に望ましくない形で電磁的に結合されている妨害体の検出を行うことができる。特に励起信号についての評価が、例えば励起コイル手段を参照して行われることができる。例えば、（検出対象の）妨害体がどの程度励起コイル手段と検出器コイル手段との間の結合に影響を与えるかについての決定が（他では知られていると想定される）差分変圧器の方式で行われることができる。

外乱の無い理想的な場合、これらのコイル手段は互いに対して非結合とする又は結合が無いとすることができる。これは、例えばコイルキャリア上の励起コイル手段及び／又は検出器コイル手段の物理的形状及び／又は配置を適正に設計することによって達成されることができる。

代替的に又は累積的に、外乱の無い結合（又は減結合）の状態は、評価手段で行われる信号処理の適切なコンピュータ又はデジタル差分形成によって生じることができる。

検出は、妨害体による、励起コイル手段と検出器コイル手段との間の結合の挙動の変化が検出され且つ評価されるという事実に基づいても可能である。

検出の目的のためのみに決定され、且つ別個に提供される放射側及び／又は受け取り側のコイル手段を設けることは、（検出に適した信号−雑音間隔に関する）検出の感度で著しい利点を可能にするだけではない。特定の妨害体の部類、種類、又はサイズの検出及び／又は評価を実行することも可能である。従って、妨害体は、例えば特徴付けられる。具体的には、例えば妨害体の材料の種類及び／又はサイズも決定することができる。

従って、本発明は、有利にも、特定の妨害体の種類及び／又はサイズの関数として反応措置の開始又は導入を可能にする。

上記のことは、例えば励起コイル手段向けに生成される励起信号と検出器コイル手段によって生成される出力信号との間の信号伝達技術接続が、１つ以上の信号パラメータについて評価されることで、行われることができる。

具体的には、異なる妨害体は、特に材料のサイズ及び／又は位置及び／又は種類の関数として１つ以上の周波数又は周波数範囲において信号伝達技術接続に影響を及ぼすことができる。それで、周波数へのこの依存性は意図的な方法で評価されることができる。

広帯域信号評価又はスペクトル的に異なるいくつかの周波数上で整列される広帯域信号評価は、ここでは有利とすることができる。このように、伝送又は充電の動作で１次コイルユニットによって生成される電力伝送磁界の有効な補償も達成することができる。

具体的には、広帯域又は周波数選択的励起信号が生成されることができ、ここで、励起信号の典型的周波数スペクトルは約１０ｋＨｚと５００ｋＨｚとの間の範囲にある。しかしながら、具体的には、励起信号は、１次コイルユニットの励起信号の周波数を含む所定の励起周波数範囲内の如何なる周波数も含むことはできない。従って、例えば、励起信号が、励起周波数範囲の最低の周波数の下の及び／又は励起周波数範囲の最高の周波数の上の１つのみの周波数もしくは幾つかの周波数又は１つ以上の周波数範囲（群）を含むことは可能である。励起周波数範囲は、例えば、１次コイルユニットの励起周波数を中心周波数として含むことができ、所定の最小のサイズ、例えば２０ｋＨｚを有することができる。

検出に関して妨害磁界を生成することができる、動作されている１次コイルユニットの励起信号のスペクトル範囲は、妨害体の検出のための出力信号の信頼性のある評価が、妨害体の感度が高く高精度の検出を困難にする１次コイルユニットの（強力な）信号無しに、そのような（妨害）スペクトルの下だけでなくスペクトルの上のスペクトル評価によって可能になるように、例えば、通例約１４０ｋＨｚの範囲とすることができる。

この程度まで、補償手段による検出の広帯域での又は周波数選択的の実行は、硬貨又はそれより小さい妨害体が約０．５平方メートルと５平方メートルとの間の範囲内の典型的な活性表面サイズにおいて確実に検出されることができるように、誘導エネルギー伝送運転において存在する１次磁界の効果的な消滅を実現する。

別の実施形態では、互いにスペクトル的に分離されている複数の励起周波数を有する励起信号が生成される。最低及び最高の励起周波数は、少なくとも１００ｋＨｚだけ、好ましくは少なくとも２００ｋＨｚだけ、より好ましくは少なくとも３００ｋＨｚだけ互いからスペクトル的に分離されていることができる。個別の励起信号の周波数は、所定の周波数間隔、例えば１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、又は５０ｋＨｚだけそれらの役割のために分離されていることができる。

代替的に又は累積的に、励起信号は、スペクトル的に少なくとも１００ｋＨｚ幅の、好ましくはスペクトル的に少なくとも２００ｋＨｚ幅の、より好ましくはスペクトル的に少なくとも３００ｋＨｚ幅の励起周波数範囲内で生成される。

別の実施形態では、検出器コイル手段の出力信号を検出及び評価する評価手段は、出力信号がスペクトル的に少なくとも１００ｋＨｚの周波数範囲にわたって、及び／又はスペクトル的に互いに分離されている複数の励起周波数に対して、例えば先に説明した励起周波数に対して評価されることができるように、設計される。出力をここでは検出信号と呼ぶこともできる。

別の実施形態では、少なくとも１つの評価手段は、検出器コイル手段の出力信号の周波数、及び／又は位相、及び／又は振幅を検出及び評価するように設計される。具体的には、評価手段は、検出器コイル手段の出力信号の周波数変化、及び／又は位相変化、及び／又は振幅変化を検出及び評価するように設計される。周波数変化、及び／又は位相変化、及び／又は振幅変化は、ここでは、経時的な変化とすることができる。周波数変化、及び／又は位相変化、及び／又は振幅変化は、好ましくは基準信号に対する変化である。

具体的には、基準信号は、同じ励起条件の下で、具体的には妨害体が存在しない場合に同じ励起磁界を受け取った時に、生成される検出器コイル手段の出力信号とすることができる。代替的に、基準信号は励起信号とすることができる。代替的又は累積的に、基準信号は別の検出器コイル手段の出力信号とすることができる。

検出器信号の周波数変化、及び／又は位相変化、及び／又は振幅変化の組み合わせは、好ましくは評価することができる。

従って、例えば励起信号と出力信号との間の振幅、周波数差、又は位相差の発生を、妨害体に対する反応として評価することができる。周波数、及び／又は位相、及び／又は振幅あるいはそれらの変化の判別は、妨害体を、その材料特性、活性表面上のその位置又は位置決め、及びその可能な空間的向き、並びにそのサイズにおいて、追加的に特徴付けることも可能にする。

例えば、評価手段によって評価されることになっている位相シフト及び／又は振幅の変化が、妨害体の幾何学的形状を決定することを可能にすることが判明した。周波数又は周波数変化、具体的には差信号、が侵入深度を決定することを可能にし、その結果として、妨害体の材料特性を決定することができる。

具体的には、所定の表面、例えば活性表面又は活性表面の一部もしくは活性表面を完全に含む表面を、例えば複数の検出器コイル手段の前述の配列で覆うことができる。２次コイルユニットの受け取り領域での所定の表面、例えば受け取り表面又は受け取り表面の一部もしくは受け取り表面を完全に含む表面も覆うことができ、ここで、受け取り表面は、先に説明した第１の方向に対する横断平面における受け取り領域の断面とすることができる。

複数の検出器コイル手段の場合、その後、幾つかの出力信号を（特定の個別の検出器コイルに応じて）選択的に評価することができる。その後、そのために生成される複雑な信号パターンを、妨害体の特性について及び活性表面上の又は活性表面における妨害体の位置について評価することができる。更に、それに応じて、活性表面の自動洗浄などの適切な補助反応行動(独：Abhilfereaktionen、英：auxiliary reactions)を開始することができる。

別の実施形態では、少なくとも１つの励起コイル手段と少なくとも１つの検出器コイル手段との間の結合状態への車両の電磁気的影響を考慮するように設計される少なくとも１つの補償手段が設けられる。

補償手段は、ここでは先に説明した補償手段に合致することができる、又は追加の、例えば別個の補償手段として構築されることができる。

補償手段は、好ましくは、励起コイル手段及び検出器コイル手段のために設けられる回路基板上に又は回路基板内に設けられる。補償手段が少なくとも部分的に評価手段によって実現されるのが更に好ましい。少なくとも１つの励起コイル手段と少なくとも１つの検出器コイル手段との間の結合状態への車両の電磁気的影響は、車両の電磁気的影響を考慮する補償手段によって、決定及び／又は低減される、具体的には完全に補償又は除去されることができる。能動的補償及びコンピュータ補償に関する先のコメントは、ここでは適宜に適用される。

従って、本発明は、一方で、少なくとも１つの励起コイル手段と少なくとも１つの検出器コイル手段との間の結合状態への電力伝送磁界の影響を特に最小化することを考慮することを可能にする。これは、１次コイルユニットと同様に２次コイルユニットの電磁気的影響も考慮することを含む。

これは、例えば、先に説明した広帯域及び／又は周波数選択的励起信号の生成並びに出力信号の対応する評価によって行われることができる。補償手段を、ここでは、評価手段を好適に設計することによって、適切に実現することができる。

車両の電磁気的影響を考慮するための特に追加の補償手段は、有利にも、追加的に、（対応する、電磁気的に関連する車両の質量によって）車両自体の要素影響を考慮することを可能にする。従って、これは車両補償手段と呼ぶこともできる。

例えば、１つ以上の特殊な追加のコイル（群）が、車両の電磁気的影響の補足の又は代替の補償の目的のために設けられることができる。それらは、先に説明した補償コイル手段とは別個に構築されることができる。しかしながら、追加のコイル（群）も、先に説明した補償コイル手段によって利用可能にすることができる。

少なくとも１つの追加の検出器コイルが励起コイル手段及び／又は検出器コイル手段のコイルを有する共通の回路基板上に幾何学的に隣接して設けられることができる。代替的に、少なくとも１つの追加の検出器コイルも、しかしながら、幾何学的に、構造的に、及び／又はコンピュータによって別の方法で考慮され得る。それから、特定の使用方法の境界条件は、ここでは、可能な限り最高の効果的な補償（又は補償要件）のための設定を提供し、その結果、本発明の範囲内で、排他的にだけではなく、１次コイルユニットの影響の補償が確保されることになる。

その結果、本発明は、妨害体の検出のためのシステムを、実行相手（すなわち、１次コイルユニット及び／又は車両側コイルユニット）の１つに接続するための固定具又は同様なモジュールの形態で、理想的に使用時の非常に高度な柔軟性とメンテナンスのしやすさ、交換性、及び運転安全性を組み合わせる、驚くほど簡単且つ効果的な方法で、提供することを可能にする。従って、本発明に係わる技術の結果として、最初に引用した問題を解決すると同時に、エネルギーの誘導伝送の使用方法及び用途の範囲が、特に性能の範囲においても、大幅に拡大され、且つ、この程度まで、追加の使用方法が創造されるであろうことが予想される。

更に、エネルギーの誘導伝送のためのシステムが提案され、ここで、システムは電力伝送電磁界の少なくとも一部を生成する少なくとも１つの１次コイルユニット及び１次コイルユニットによって生成される電磁界を受け取る２次コイルユニットを備える。

本発明によれば、システムは先に説明した実施形態の１つに係わる異物の検出のためのデバイスを備える。

更に、誘導活性表面及び／又は誘導活性容積が１次コイルユニットに関連付けられ、ここで、検出のためのデバイスは、活性表面上にもしくは活性容積内に配置される異物又は活性表面もしくは活性容積について磁界に活性な、隣接して配置されている異物を検出することができるように、構築及び／又は配置される。活性表面及び活性容積は既に先に説明されている。具体的には、先に説明した回路基板は活性表面上に又は活性容積内に配置されることができる。具体的には、回路基板は活性表面の一部又は全部を覆うことができる。回路基板が活性表面を完全に囲む表面を覆うことも可能である。

２次コイルユニットを、１次コイルユニットと２次コイルユニットとの間の誘導結合が例えば車両電池又は走行用電池を充電するために電力伝送をもたらすことができるように、活性表面に対して関連する位置に配置することができる。この関連位置を充電位置と呼ぶこともできる。

電力伝送は、妨害体の検出のための手段の動作により中止される、及び／又はその動作の関数として不活性化される、及び／又はその動作により影響を与えられることができる。例えば、電力伝送は、妨害体が検出された場合、電力伝送は中止及び／又は不活性化されることができる。

更に、妨害体の検出のための手段は、特に活性表面上における妨害体の検出が、車両が充電位置に到着する前に及び／又は充電位置内に存在する前に可能になるように、充電位置において１次コイルユニットと２次コイルユニットとの間に設けられることができる。充電位置は、ここでは、特に所定の特性を有する電力伝送が１次コイルユニットと２次コイルユニットとの間で可能となる関連位置及び／又は関連向きを指す。

エネルギーの誘導伝送のためのシステム内の少なくとも１つの妨害体の検出のための方法が更に提案され、ここで、エネルギーの誘導伝送のためのシステムは、電力伝送電磁界の少なくとも一部を生成する少なくとも１つの１次コイルユニットを備え、励起磁界は、妨害体の検出のための手段の少なくとも１つの励起コイル手段によって生成され且つ少なくとも１つの励起コイル手段に関連付けられる妨害体の検出のための手段の少なくとも１つの検出コイル手段によって少なくとも部分的に受け取られ、少なくとも１つの励起コイル手段と少なくとも１つの検出コイル手段との間の結合状態及び／又は結合状態の変化が検出され、異物は結合状態の及び／又は結合状態の変化の関数として検出される。

更に、少なくとも１つの励起コイル手段と少なくとも１つの検出コイル手段との間の結合状態への１次コイルユニット及び／又は２次コイルユニットの電磁気的影響が、少なくとも１つの補償手段によって考慮又は補償される、具体的には最小化される、好ましくは完全に補償される、又は除去される。

方法は、好ましくは、先に説明した実施形態の１つ、又は本発明に記載の実施形態の１つに係わるデバイスによって実行されることができる。更に、先の実施形態の１つに係わるデバイスによって実行されることができる全ての方法も、従って、記述されている。

具体的には、妨害体の検出のための少なくとも１つの手段は１次コイルユニットとは別個に構築される。更に、少なくとも１つの検出器コイル手段によって受け取られる磁界の中の電力伝送磁界の量は補償手段によって低減される。代替的に又は累積的に、受け取られた電力伝送磁界の関数として少なくとも１つの検出器コイル手段によって生成される出力信号の量は、補償手段によって低減される。

例えば、先に説明した補償磁界は補償手段によって生成されることができる。更に、少なくとも１つの検出器コイル手段の出力信号の少なくとも１つの特性、具体的には、先に説明した振幅及び／又は周波数及び／又は位相あるいはこれもまた先に記述されているそれらの変化、が評価されることができる。

更に、異物の材料の種類及び／又は異物のサイズ及び／又は妨害体の検出のための手段に対する異物の位置が追加的に決定される。

更に、妨害体が検出された場合、電力伝送を中止及び／又は不活性化及び／又は減衰させることができる。

本発明の他の利点、特徴、及び詳細は、好ましい例示的実施形態の以下の記述及び図面から得られる。

本発明の好ましい実施形態に係わる妨害体の検出のための手段を有するエネルギーの誘導伝送のための本発明に係わるデバイスの概略ブロック図を示す。 追加の補償コイル手段と共に、キャリア板の上に共に設けられる励起コイル手段及び検出器コイル手段のためのキャリア板の可能なコイルのレイアウトの概略上面図を示す。 車両へのエネルギーの電気伝送のための例示的システムにおいて本発明の使用を説明するための模式図を示す。

図１は、概略ブロック図で、本発明の第１の例示的実施形態に係わるエネルギーの誘導伝送のためのデバイスの枠組み内での、本発明に係わる妨害体の検出のための手段を実現する必須の機能構成要素の構築及び連携を示す。

具体的に言えば、２つの大きい円周導体ループの形状での励起コイル手段１２は、プリント回路基板として構築されるキャリアユニット１０上に実現され、詳細については、図２に係わるプリント回路基板の上面図を参照されたい。励起コイル手段１２は検出コイル手段１４として２×２のマトリックス配列に配置される４つの検出器コイルを囲む。それ故に、２つの検出器コイル手段１４は各々直列に配置される。補償コイルとして構築される電力伝送磁界の補償のための追加の補償手段１６は、１つの直列の組で、一対の検出器コイル手段１４の間に配置される。従って、エネルギーの伝送のために使用される１次コイルユニット１８又は２次コイルユニット３８の磁界の影響及び車両自体（図３において参照番号２０）の電磁気材料の影響は低減される、好ましくは除去されることができる。

ここでは、第１の励起コイル手段１２が第１の直列の組における検出器コイル手段１４の一部のみを、具体的には第１の直列の組における検出器コイル手段１４の約半分を含んでいる又は覆っていることが示されている。別の励起コイル手段１２は第１の直列の組における検出器コイル手段１４の残りの部分を含み、別の直列の組における検出器コイル手段１４を完全に含む又は覆う。しかしながら、他の配置も、もちろん、考えられる。

プリント回路基板レイアウト図２の概略図が示すように、短絡又は重畳を避けるために、且つ各個別のコイル又はコイル巻線と接触する能力を簡単にするために、励起コイル手段１２は回路基板１０の平坦側面に配置され、反対の側面の検出器コイル手段１４及び補償コイル手段１６は、従って端側接続領域２２上で接触されることができる。

図１のブロック図が示すように、約１０ｋＨｚと約５００ｋＨｚとの間の周波数範囲内の広帯域励起信号を生成するために構築される信号生成ユニット２４によって励起コイル手段１２に信号がロードされ、具体的な例示的実施形態では、個別の周波数信号は、各々の場合に周波数スペクトルで最大１００ｋＨｚだけ離れた周波数１００ｋＨｚ、１２０ｋＨｚ、１８０ｋＨｚ、２００ｋＨｚ及び２５０ｋＨｚで生成される。従って、対応する励起磁界が生成される。

受け取り側において、検出器コイル手段１４及び補償コイル手段１６は、電子評価手段２５の枠組み内で実現される信号検出及び準備ユニット２６に接続される。この機能要素は、励起磁界によって検出器コイル手段及び補償手段１４、１６に誘起される（同様に広帯域）信号を他では既知の方法で検出し、ここで誘起された信号も出力信号と呼ぶことができる。出力信号は、下流側に接続される信号処理ユニット２８でその出力信号を更に処理するために適切に増幅され、且つデジタル化されることができる。信号処理ユニット２８は、信号生成ユニット２４に、信号伝達技術によって、分析及び比較するために、同様に接続され、励起信号も、信号生成ユニットから信号処理ユニット２８に転送されることができる。

信号検出及び準備ユニット２６から得られる（典型的にはその後デジタルで存在する）信号の比較及び分析が、４つの検出器コイル手段１４の各々に対して、信号処理ユニット２８で、すなわち、図示の好ましい実施形態の枠組みで、これから、行われる。この点で、信号処理ユニット２８内に模式的に図示されている分析機能３０ｉを、ｉ＝１からＮ＝４に対して設計することができる。

特定の検出器コイル１４の出力信号が、励起コイル手段１２のための駆動信号として使用された信号生成ユニット２４の励起信号からの、周波数（ｆ）、振幅（Ａ）、及び位相（φ）のずれを有するかどうかが信号分析で判定された。

更に、記憶ユニット３４に格納された基準データを含む基準ユニット３２からの基準データレコードとの信号比較が行われる。この基準データは、定義済み動作条件、具体的には妨害体が無い較正動作状態の下でのデバイスの設定又は較正手順の結果である。

図３は本発明の動作及び使用の状況を示す。模式的に図示されている道路表面３６上を移動できる車両２０は、底部領域で道路表面に向けられている２次コイルユニット３８を含み、その２次コイルユニットは、他では既知の方法で、静止の１次コイルユニット１８との非接触誘導連携を得るために設計される。電圧供給ユニット４０から得られる電気エネルギーは、既知の方法で、１次側コイルユニット１８との結合のために電源制御ユニット４２によって準備される。

図３に示す車両２０の充填位置において、２次コイルユニット３８は、１次コイルユニット１８の反対側に位置合わせされて約１０ｃｍと２０ｃｍとの間の典型的な距離で停止している。従って、エネルギーの非接触電気誘導伝送が他では既知の方法でもたらされることができる。２次コイルユニット３８に電磁的に且つ誘導的に適正に結合されたエネルギーは、適切な充電電子機器４４を介してその役割のために準備され、他では既知の方法で充電のために車両エネルギー貯蔵ユニット４６に供給される。

本発明に従って設けられる妨害体の検出のための手段は、１次コイルユニット１８上に実現される固定具４８の形であり、モジュールの様式の又は扁平な箱の形状を有する固定具４８は、図示のコイルの配列のための図２に詳細に示すキャリアユニット１０を備える又は収容する。固定具４８は、図示の方法で、１次コイルユニット１８の活性表面をできるだけ多く覆うことができる。活性表面は、例えば１次コイルユニット１８の上部表面とすることができる。

評価手段２５はモジュールユニット４８から下流側に接続され（詳細は図１参照）、評価手段２５は、図示の方法で、検出器側の信号準備及び信号処理だけでなく、励起コイル手段１２のために信号生成ユニット２４も実行する。

反応及び警告ユニット５０は評価手段２５から下流側に接続され、反応及び警告ユニット５０は、例えば適切な信号又は補足された警告を提示することによって、又は代替的に適切な除去もしくは洗浄措置の開始によって、評価手段２５の検出信号（すなわち、妨害体が検出されるべき様式で固定具４８上に載っていること）に対する反応としての技術反応を開始する又は引き起こす。電源制御ユニット４２への模式的に図示した接続５２は、妨害体の検出時に１次側コイルユニット１８への（別の）電力充電を、危険を効果的に回避することができるように中止することを追加的にもたらすことができる。

図１及び２に対して説明され、図３の状況で示されるデバイスの動作は次の通りである。

電池ユニット４６への充電電流がユニット１８、３８の誘導結合によって供給される車両２０は、１次コイルユニット１８の上の図３に示される充電位置にもたらされる。この位置決めの前に、妨害体の検出のための手段４８、２５、５０の（理想的には永続的な）動作によって、電磁気的に関連する及び／又は潜在的に危険な妨害体が固定具４８上に且つこの点で活性表面の上にも存在するかどうかの監視が行われる。

これは、技術的には、信号生成ユニット２４による制御状態でコイル手段１２、１４間にもたらされる電磁結合が、評価側ユニット２６、２８、３０ｉによって結合関連の出力信号の変化に対してチェックされるという点で、ユニット１０、２５の動作で行われる。

具体的に言えば、本事例では、検出器側の信号の調整が、励起信号に比較して且つ更に格納されている基準信号に対して周波数、振幅、及び位相の変化について行われる。妨害状態をその時に表す適切な閾値を超える場合、対応する妨害状態又は警報状態がユニット５０によって信号化され、更なる措置が開始される。

本発明は図示されている例示的実施形態に限定されるものではなく、むしろ、例として特定の検出器コイル手段で説明されているキャリアユニット１０の設計は、設けられるべき個別のコイルの数及び配置並びに１次側コイルユニット上のそれらの評価及び配置のような使用の任意の状況に対して可変に且つ自由に適合されることができる。

従って、表面の一部のみを覆うことの一例として、１次コイルユニット１８の表面を完全に覆うコイルキャリアユニットを設計すること及び代替的に２次コイルユニット３８を全体的に又は部分的に覆うこのコイルキャリアユニットを車両に、具体的にはその底部に配置することも、本発明の代替の実施形態の範囲において可能である。

他方、代替として、コイルキャリアユニットも、例えば、電力の伝送のための電磁気的に関連する結合状態及び係合状態が少しでも起きる前に、前もって検出を行うために２次コイルユニット３８の進行方向の前方に設けることができる。

本発明を更に進展させる且つ／又は変更するために評価側での他の可能性も存在する。従って、例えば、本発明の枠内で、更なる進展として、妨害体によって引き起こされる信号の変化の、周波数、振幅、及び／又は位相についての変動を含む、測定され且つ整合された信号パラメータが、妨害体の種類及び／又は材料、サイズ、位置、並びに同様な特性に対して特徴的であることが有利であることが判明した。

従って、妨害体に対する適切な特徴付け手段を評価手段もしくは信号分析手段３０ｉと関連付けること、又は妨害体に対するこれらの特徴付け手段を評価手段もしくは信号分析手段３０ｉから下流側に接続することは、本発明の更なる進展（図に示されていない）の範囲内にあり、その特徴付け手段は、検出信号の変化に基づいて妨害体の特徴付けを行い、且つこの特徴付け（例えば、それ故に、妨害体はシート形状の妨害体であるという決定）に基づいて適切な除去措置を具体的に開始する。

結果として、本発明は、驚くほど簡単で且つ洗練された方法で、運転の安全性を、特に誘導結合コイル相手間のエネルギーの高性能伝送の技術的領域でも著しく高めることができることをもたらす。本発明は、技術的製造の観点から好ましい既存のシステムを簡単に実現及び改造することを可能にするだけでなく、本発明は、一般的な想定される従来技術とは対照的に、妨害体の連続的監視が、電力の低消費で、すなわち、妨害体の検出のための手段及び例えば電流が供給される必要がある電力コイルユニット無しにこの目的のために別個に設けられるユニットのためにのみ、行われ得るので、エネルギーの電気消費量に関して効率の明らかな改善をも達成する。

Claims (15)

1. エネルギーの誘導伝送のためのシステム内の少なくとも１つの妨害体の検出のためのデバイスであって、エネルギーの前記誘導伝送のための前記システムは電力伝送磁界の少なくとも一部を生成する少なくとも１つの１次コイルユニット（１８）を備え、前記デバイスは妨害体の前記検出のための少なくとも１つの手段（４８、２５、５０）を備え、妨害体の前記検出のための前記少なくとも１つの手段（４８、２５、５０）は、励起磁界を生成する少なくとも１つの励起コイル手段（１２）と、前記少なくとも１つの励起コイル手段（１２）と関連付けられる少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）とを備え、前記デバイスは、前記少なくとも１つの励起コイル手段（１２）と前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）との間の結合状態を検出し且つ／又は前記結合状態の変化を検出する少なくとも１つの評価手段（２５）を備え、前記妨害体は前記結合状態及び／又は前記結合状態の前記変化の関数として検出可能であり、前記デバイスは、前記少なくとも１つの励起コイル手段（１２）と前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）との間の前記結合状態への前記１次コイルユニット（１８）及び／又は前記１次コイルユニット（１８）によって生成される前記電力伝送磁界を受け取る２次コイルユニット（３８）の電磁気的影響を補償する少なくとも１つの補償手段（１６）を備え、妨害体の前記検出のための前記少なくとも１つの手段（４８、２５、５０）は前記１次コイルユニット（１８）とは別個に構築され、
   前記励起磁界、及び前記１次コイルユニット（１８）によって生成される前記電力伝送磁界又は前記１次コイルユニット（１８）によって生成される前記電力伝送磁界と前記１次コイルユニット（１８）によって生成される前記電力伝送磁界を受け取っている間に前記２次コイルユニット（３８）に誘起される電流によって生成される前記２次コイルユニット（３８）が生成する磁界との重畳に相当する前記電力伝送磁界は、前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）によって受け取られ、前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）によって受け取られる前記励起磁界と前記電力伝送磁界とを含む磁界の中の前記電力伝送磁界の割合は、前記補償手段（１６）によって低減可能であり、且つ／又は前記受け取られた電力伝送磁界の関数として前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）によって生成される出力信号の割合は前記補償手段（１６）によって低減可能である、デバイスであって、
   前記少なくとも１つの補償手段（１６）は少なくとも１つの補償コイル手段を備え、補償磁界が前記補償コイル手段によって生成可能であり、前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）によって受け取られる前記電力伝送磁界の少なくとも一部は前記補償磁界によって補償可能であり、且つ／又は前記電力伝送磁界の少なくとも一部は前記補償コイル手段によって検出可能であり、
   前記少なくとも１つの補償コイル手段は、前記検出器コイル手段（１４）及び前記励起コイル手段（１２）とは別個に設計され、且つ、前記１次コイルユニット（１８）及び前記２次コイルユニット（３８）とは別個に設計されることを特徴とするデバイス。
2. 妨害体の前記検出のための前記手段（４８、２５、５０）の少なくとも一部は前記１次コイルユニット（１８）上にもしくは前記１次コイルユニット（１８）の活性表面上に且つ／又は前記１次コイルユニット（１８）の活性容積内に配置されることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
3. 妨害体の前記検出のための前記手段（４８、２５、５０）の少なくとも一部は前記２次コイルユニット（３８）の受け取り範囲内に配置されることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
4. 前記少なくとも１つの励起コイル手段（１２）及び前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）は、平坦なインダクタの形状で、回路基板（１０）として構築されるキャリア上に実現されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のデバイス。
5. 前記少なくとも１つの励起コイル手段（１２）及び前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）は、共通の前記回路基板（１０）の異なる導体層上に且つ／又は共通の前記回路基板（１０）の対面する平坦面上に平坦なインダクタとして構築されることを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
6. 前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）は、回路基板の表面上に互いに隣接する複数の個別のコイルとして、且つ／又は互いに少なくとも部分的に重畳して配置される複数の個別のコイルとして構築されることを特徴とする請求項４又は５に記載のデバイス。
7. 少なくとも１つの補償コイル手段（１６）は前記回路基板（１０）上に又は前記回路基板（１０）の中に配置されることを特徴とする請求項４〜６の何れか一項に記載のデバイス。
8. 前記少なくとも１つの励起コイル手段（１２）は、前記検出器コイル手段（１４）を少なくとも縁の一部において囲むコイルとして構築されることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のデバイス。
9. １ｋＨｚから５ＭＨｚの周波数範囲において１つ以上の励起周波数及び／又は励起周波数スペクトルを有する励起信号が、前記少なくとも１つの励起コイル手段（１２）に信号伝達技術によって接続される励起信号生成手段によって生成されることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のデバイス。
10. 互いにスペクトル的に離れている複数の励起周波数を有する、且つ／又はスペクトル的に少なくとも１００ｋＨｚ幅の励起周波数範囲内の前記励起信号が生成されることを特徴とする請求項９に記載のデバイス。
11. 前記検出器コイル手段（１４）の出力信号を検出及び評価する前記少なくとも１つの評価手段（２５）は、前記出力信号を少なくとも１００ｋＨｚの周波数範囲にわたってスペクトル的に評価するように、且つ／又は互いにスペクトル的に離れている複数の搬送周波数に対して評価するように、構築されることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載のデバイス。
12. 前記少なくとも１つの評価手段（２５）は、前記検出器コイル手段（１４）の出力信号の周波数及び／又は位相及び／又は振幅を検出及び評価するように設計されることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載のデバイス。
13. 前記少なくとも１つの励起コイル手段（１２）と前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）との間の前記結合状態への車両の電磁気的影響を補償するように設計される補償手段（１６）を特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載のデバイス。
14. エネルギーの誘導伝送のためのシステムであって、電力伝送磁界の少なくとも一部を生成する少なくとも１つの１次コイルユニット（１８）と前記１次コイルユニットによって生成される前記電力伝送磁界を受け取る２次コイルユニット（３８）を備える、前記システムであって、
    前記システムは、請求項１〜１３の何れか一項に記載の妨害体の前記検出のためのデバイスを備えることを特徴とするシステム。
15. エネルギーの誘導伝送のためのシステム内の少なくとも１つの妨害体の検出のための方法であって、エネルギーの前記誘導伝送のための前記システムは、電力伝送磁界の少なくとも一部を生成する少なくとも１つの１次コイルユニット（１８）を備え、励起磁界が、妨害体の前記検出のための手段（４８、２５、５０）の少なくとも１つの励起コイル手段（１２）によって生成され、且つ前記少なくとも１つの励起コイル手段（１２）と関連付けられる妨害体の前記検出のための前記手段（４８、２５、５０）の少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）によって少なくとも部分的に受け取られ、前記少なくとも１つの励起コイル手段（１２）と前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）との間の結合状態並びに／又は前記結合状態の変化が検出され、前記妨害体は前記結合状態及び／又は前記結合状態の前記変化の関数として検出され、前記少なくとも１つの励起コイル手段（１２）と前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）との間の前記結合状態への前記１次コイルユニット（１８）及び／又は前記１次コイルユニット（１８）によって生成される前記電力伝送磁界を受け取る２次コイルユニット（３８）の電磁気的影響は、少なくとも１つの補償手段（１６）によって補償され、妨害体の前記検出のための前記少なくとも１つの手段（４８、２５、５０）は前記１次コイルユニット（１８）とは別個に構築され、
    前記励起磁界、及び前記１次コイルユニット（１８）によって生成される前記電力伝送磁界又は前記１次コイルユニット（１８）によって生成される前記電力伝送磁界と前記１次コイルユニット（１８）によって生成される前記電力伝送磁界を受け取っている間に前記２次コイルユニット（３８）に誘起される電流によって生成される前記２次コイルユニット（３８）が生成する磁界との重畳に相当する前記電力伝送磁界は、前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）によって受け取られ、前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）によって受け取られる前記励起磁界と前記電力伝送磁界とを含む磁界の中の前記電力伝送磁界の割合は、前記補償手段（１６）によって低減され、且つ／又は前記受け取られた電力伝送磁界の関数として前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）によって生成される出力信号の割合は、前記補償手段（１６）によって低減される、方法であって、
    前記少なくとも１つの補償手段（１６）は少なくとも１つの補償コイル手段を備え、補償磁界が前記補償コイル手段によって生成可能であり、前記少なくとも１つの検出器コイル手段（１４）によって受け取られる前記電力伝送磁界の少なくとも一部は前記補償磁界によって補償可能であり、且つ／又は前記電力伝送磁界の少なくとも一部は前記補償コイル手段によって検出可能であり、
    前記少なくとも１つの補償コイル手段は、前記検出器コイル手段（１４）及び前記励起コイル手段（１２）とは別個に設計され、且つ、前記１次コイルユニット（１８）及び前記２次コイルユニット（３８）とは別個に設計されることを特徴とする方法。

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