KR102647624B1 - 차량 연결 디바이스, 그라운드 접촉 유닛, 차량 접촉 유닛을 그라운드 접촉 유닛과 자동으로 전도성 연결하기 위한 차량 결합 시스템 및 방법 - Google Patents

차량 연결 디바이스, 그라운드 접촉 유닛, 차량 접촉 유닛을 그라운드 접촉 유닛과 자동으로 전도성 연결하기 위한 차량 결합 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

차량 배터리 충전 시스템의 차량 연결 디바이스(14)는 차량 접촉 유닛(64)을 가지며, 이 차량 접촉 유닛(64)은, 적어도 하나의 제1 접촉 전극(84), 적어도 하나의 제2 접촉 전극(88) 및 적어도 하나의 제3 접촉 전극(92)이 구비되는 접촉 영역(80)을 갖는 베이스(78)를 포함한다. 차량 연결 디바이스(64)는 접촉 방향(RK)으로 그라운드 접촉 유닛(12)을 향해 가동될 수 있으며, 차량 연결 디바이스(14)의 정렬 액추에이터(60)가, 실질적으로 접촉 방향(RK)을 향해 진행하는 회전 축(D)을 중심으로 베이스(78)를 회전시킬 수 있도록 베이스(78)에 연결된다. 게다가, 차량 접촉 유닛(64)을 그라운드 접촉 유닛(12)에 자동으로 전도성 연결하기 위한 그라운드 접촉 유닛(12), 자동 차량 결합 시스템(15) 및 방법에 관한 것이다.

Description

차량 연결 디바이스, 그라운드 접촉 유닛, 차량 접촉 유닛을 그라운드 접촉 유닛과 자동으로 전도성 연결하기 위한 차량 결합 시스템 및 방법
본 발명은 차량 배터리 충전 시스템용 차량 연결 디바이스, 차량 배터리 충전 시스템용 그라운드 접촉 유닛, 자동 차량 결합 시스템 및 차량 접촉 유닛을 그라운드 접촉 유닛에 자동으로 전도성 연결하기 위한 방법에 관한 것이다.
플러그-인 하이브리드 차량 및 순수 전기 차량과 같은 전기 전원 차량의 경우에, 차량 배터리는 정기적으로, 바람직하게는 매 운행 후 충전될 필요가 있다. 이를 위해, 차량은 차량 결합 시스템에 의해 전원, 예컨대 로컬 전기 네트워크에 연결된다. 이를 위해, 사람이 수동으로 차량의 대응 암 커넥터에 꼽아야 하는 타입 2 커넥터와 같은 수 커넥터가 사용될 수 있다.
예컨대, 그라운드에 구비되는 전력 연결 접촉 유닛을 포함하는 차량 배터리 충전 시스템용 차량 결합 시스템이 알려져 있다. 그라운드 상에 위치한 이 그라운드 접촉부는, 차량의 하부로부터 아래로 움직일 수 있는 가동 차량 접촉 유닛에 의해 물리적으로 접촉된다. 이로 인해, 차량은 로컬 전기 네트워크에 전기적으로 연결되게 된다.
이런 점에서, 차량 접촉 유닛 상에 구비되는 전극은 그라운드 접촉 유닛의 접촉 표면과 물리적으로 접촉하게 될 필요가 있다. 이 외에, 차량 접촉 유닛은, 차량을 주차할 때 그라운드 접촉 유닛 위에 위치지정되어야 하지만, 차량 접촉 유닛의 정확한 전극이 그라운드 접촉 유닛의 대응 접촉 표면 상에 또한 안착해야 하며, 이는 전극과 접촉 표면은 상이한 기능을 갖기 때문이다.
본 발명의 범위 내에서, 전극은, 대응 접촉 표면에의 전기 연결을 형성하기 위해 구비되는 전기 접촉부를 의미하는 것으로 이해된다.
게다가, 전기 구성의 보호 접지 컨덕터는 "접지"를 의미하고, 전기 구성의 라이브 컨덕터는 "위상 컨덕터"를 의미하며, 전기 구성의 중성 컨덕터는 "중성 접촉부"를 의미하는 등이다.
그러므로 본 발명의 목적은 차량 연결 디바이스, 그라운드 접촉 유닛, 자동 차량 결합 시스템 및 차량 접촉 유닛을 그라운드 접촉 유닛과 자동으로 전도성 연결하여 차량 접촉 유닛을 자동으로 물리적으로 그라운드 접촉 유닛에 전기 연결할 수 있어서 불완전한(defective) 접촉을 제거하는 방법을 제공하는 것이다.
본 목적은 차량 접촉 유닛을 그라운드 접촉 유닛에 자동으로 전도성 연결하기 위한 차량 배터리 충전 시스템용 차량 연결 디바이스에 의해 해결된다.
차량 연결 디바이스는, 적어도 하나의 제1 접촉 전극, 적어도 하나의 제2 접촉 전극 및 적어도 하나의 제3 접촉 전극이 구비되는 접촉 영역을 갖는 베이스를 갖는 차량 접촉 유닛을 포함하며, 차량 접촉 유닛은, 이 적어도 하나의 제1 접촉 전극, 이 적어도 하나의 제2 접촉 전극 및 이 적어도 하나의 제3 접촉 전극을 그라운드 접촉 유닛과 접촉하게 하기 위해, 접촉 방향으로 그라운드 접촉 유닛을 향해 가동될 수 있다. 차량 접촉 유닛은 또한, 실질적으로 접촉 방향으로 진행하는 회전 축을 중심으로 베이스를 회전시킬 수 있도록, 베이스에 연결되는 정렬 액추에이터를 또한 갖는다.
차량 접촉 유닛의 베이스 및 그에 따른 접촉 전극이 회전할 수 있으므로, 차량은 특히 정밀하게 그라운드 접촉 유닛 위에 위치지정될 필요가 없다. 차량 접촉 유닛의 접촉 전극이 하강한 후 그라운드 접촉 유닛의 그 대응 접촉 표면과 접촉하지 않고 있다면, 이 오정렬은 베이스 및 그에 따라 차량에 면하는 접촉 전극을 회전시킴으로써 해결될 수 있다. 베이스와 차량에 면하는 접촉 전극은, 차량 접촉 유닛의 모든 접촉 전극이 그라운드 접촉 유닛의 대응 접촉 표면과 물리적으로 접촉할 때까지 시계 방향 또는 반시계방향으로 회전한다. 이점은, 차량의 위치지정을 용이하게 하며 또한 불완전한 접촉을 신뢰할 만하게 방지한다.
회전 축은 접촉 영역을 가진 베이스의 표면에 수직일 수 있다. 베이스의 최대 회전각은 예컨대 적어도 120°이다. 의도한 대로 사용될 경우, 차량 접촉 유닛의 접촉 영역은 그라운드 접촉 유닛에 면한다.
차량 연결 디바이스는, 차량 접촉 유닛이 사람의 수동 간섭 없이 정확히 그라운드 접촉 유닛과 물리적 접촉하게 하기 위해 구성된다. 즉, 이것은 자동 전도 차량 배터리 충전 시스템의 일부일 수 있다. 이를 위해, 전도성, 즉 갈바닉 연결이, 접촉 전극과 접촉 표면을 직접 물리적으로 접촉함으로써 생성된다. 이러한 구성은 직접 접촉이 없는 유도 충전 시스템과 대조적이다.
예컨대, 이 적어도 하나의 제1 접촉 전극은 적어도 접지 접촉 전극이며, 이 적어도 하나의 제2 접촉 전극은 적어도 하나의 중성 전극이거나 적어도 하나의 양의 직류 접촉 전극이며 및/또는 이 적어도 하나의 제3 접촉 전극은 적어도 위상 전극 또는 적어도 음의 직류 접촉 전극이다. 이런 식으로, 차량 연결 디바이스는 교류 또는 직류와 사용하기에 적절하다.
예컨대, 접지 접촉 전극은 차량의 온-보드 전원의 보호 접지 컨덕터에 연결되고, 위상 전극은 차량의 온-보드 전원의 라이브 컨덕터 또는 위상 컨덕터에 연결되며, 중성 전극은 차량의 온-보드 전원의 중성 컨덕터에 연결된다. 특히, 위상 전극과 중성 전극의 기능은 제어 유닛에 의해 교환될 수 없다.
3개의 제2 접촉 전극, 3개의 제3 접촉 전극 및 3개 또는 6개 또는 7개의 제1 접촉 전극이 접촉 영역에 구비된다.
바람직하게도, 이 적어도 하나의 제1 접촉 전극, 이 적어도 하나의 제2 접촉 전극 및 이 적어도 하나의 제3 접촉 전극은 베이스의 접촉 측 상에서 2-차원 브라베이 격자(Bravais lattice) 형태의 베이스 격자의 격자점 상에 함께 배치된다. 베이스 격자는 육각형 격자일 수 있다. 이런 식으로, 베이스 상의 접촉 전극의 특정 및 반복 가능 배치가 가능하여, 그라운드 접촉 유닛과의 접촉을 간략화한다.
베이스의 접촉 측은 의도한 사용 동안 그라운드 접촉 유닛에 면하고 있는 베이스의 측이다.
본 발명의 실시예에서, 자기 영역이 접촉 영역, 특히 접촉 영역의 중앙 지점에 구비되며, 이 자기 영역에서, 접촉 자석이, 베이스 내에 또는 베이스 상에서 특히 수직으로 가동될 수 있게 위치하며, 접촉 자석은 회전 축의 위치를 결정한다. 따라서, 확실히 결정된 간단한 회전 축이 규정된다. 회전 축은 바람직하게는 자석의 중앙 지점을 통해 진행한다. 자기 영역은 접촉 전극을 가질 수 있지만, 가질 필요는 없다. 접촉 자석은 예컨대 스위칭 가능하다.
접촉 영역의 여러 지점에서 그라운드 접촉 유닛 상에 회전 축 또는 베이스의 위치를 규정하는 여러 자기 영역을 베이스 상에서 사용하는 것도 상정해 볼 수 있다.
바람직하게도, 이 적어도 하나의 제1 접촉 전극, 이 적어도 하나의 제2 접촉 전극 및 이 적어도 하나의 제3 접촉 전극 중 하나, 특히 제1 접촉 전극이 자기 영역에 위치한다. 접촉 자석은 자기 영역에 위치한 접촉 전극에 할당되어, 공간이 자기 영역에 의해 낭비되지 않음을 보장한다.
일 변형에서, 자기 영역은 베이스 격자의 격자점 상에 있으며, 접촉 전극은 동심으로 구성되는 가장 인접한 격자점, 특히 교대되는 제2 접촉 전극과 제3 접촉 전극 상에 구비된다. 이런 점에서, 가장 가까운 인접 격자점이 가장 가까운 이웃 지점이며, 그에 따라 이들 격자점은, 자기 영역이 위치한 격자점에 최소 거리를 갖는다. 그에 따라, 그라운드 접촉 유닛 상의 접촉 전극과 대응하는 접촉면 사이의 불완전한 접촉은, 단지 자기 영역을 중심으로 회전함으로써 해결될 수 있다.
접촉 전극, 특히 제1 접촉 전극은 자기 영역에 인접한 제2의 가장 가까운 격자점 상에 구비될 수 있어서, 사용 가능한 격자점의 수를 증가시킬 수 있다.
그러나 접촉 전극이 다시 제3의 가장 가까운 격자점, 특히 교대되는 제2 접촉 전극과 제3 접촉 전극 상에 구비됨을 상정해 볼 수 있다. 그러나 이러한 점에서, 동일한 접촉 전극이 서로 인접해 있지 않다. 오히려, 그라운드 접촉 유닛의 부격자와 유사하게 제1, 제2 및 제3 접촉 전극의 부격자가 형성될 수 있다.
차량 연결 디바이스에 의해 차량을 3-상 교류원에 연결할 수 있기 위해, 적어도 3개의 제2 접촉 전극 및/또는 적어도 3개의 제3 접촉 전극이 3-상 교류를 송신하기 위해 구비되며, 적어도 3개의 제2 및/또는 제3 접촉 전극 중 적어도 하나가 L1 위상 전극이며, 이 적어도 3개의 제2 및/또는 제3 접촉 전극 중 적어도 다른 하나가 L2 위상 전극이며, 이 적어도 3개의 제2 및/또는 제3 접촉 전극 중 적어도 하나의 추가 하나가 L3 위상 전극이다. L1 위상 전극, L2 위상 전극 및 L3 위상 전극은 예컨대 각 경우에 차량의 온-보드 전원의 라이브 컨덕터 중 하나에 연결된다.
또한, 차량이 예컨대 단상 교류용으로 설계되므로, 차량이 그라운드 접촉 유닛에 의해 제공되는 3-상 교류의 위상 중 하나만을 사용할 수 있음을 상정할 수 있다. 이 경우, 단지 L1 위상 전극 또는 L2 위상 전극 또는 L3 위상 전극이 차량의 온-보드 전원에 연결된다.
남은 위상 전극은 그 후 차량에 면하는 면 상에서 분리될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 차량 연결 디바이스는 고-주파수 신호용 신호원 및/또는 고-주파수 신호용 측정 유닛을 포함하여, 폐쇄된 접촉점의 접촉과 할당을 점검하며, 이 측정 유닛은 이 적어도 하나의 제1 접촉 전극, 이 적어도 하나의 제2 접촉 전극 및/또는 이 적어도 하나의 제3 접촉 전극에 전기적으로 연결된다. 신호원에 의해, 고-주파수 신호가 접촉점을 통해 송신될 수 있어서, 충전 공정 동안 접촉점이 결점 없이 기능하는지를 또한 점검할 수 있다. 고-주파수 신호를 사용함으로써, 이러한 점검은 사용된 충전 전류에 독립적이며, 그에 따라 특히 또한 충전 전류를 송신하는데 사용되는 동일한 접촉 전극과 접촉 영역을 통해, 충전 공정 동안 또한 발생할 수 있다.
본 발명의 범위 내에서, 고-주파수 신호는 10Hz 이상, 특히 1kHz 이상, 특히 200kHz 이상인 주파수를 갖는 신호를 의미하는 것으로 이해된다.
정렬 액추에이터는 베이스를 효율적으로 및 특히 정밀하게 회전시키기 위한 전기 모터를 포함하며, 전기 모터의 출력 샤프트는 토크 전달을 목적으로 차량 접촉 유닛에 연결된다.
차량 연결 디바이스가 차량에 면하는 단부와 베이스 단부를 가진 접촉 액추에이터를 포함하며, 차량 접촉 유닛이 베이스 단부에 연결되며, 접촉 액추에이터가, 접촉 방향으로 차량 접촉 유닛을 움직일 수 있도록 셋업됨을 또한 상정할 수 있다. 접촉 액추에이터는 피스톤/실린더 유닛 또는 벨로우즈를 포함할 수 있으며, 벨로우즈는 예컨대 공압식으로 동작한다.
예컨대, 베이스 또는 차량 접촉 유닛은 접촉 액추에이터를 통해 정렬 액추에이터에 연결된다. 그러나 차량 접촉 유닛이나 베이스는 정렬 액추에이터를 통해 접촉 액추에이터에 연결됨을 상정할 수 있다.
게다가, 본 목적은, 그라운드 접촉 유닛과 차량 접촉 유닛을 자동으로 전도성 연결하기 위한 차량 배터리 충전 시스템용 그라운드 접촉 유닛으로서, 판형(plate-like) 베이스 본체와 제1 접촉 영역, 제2 접촉 영역 및 제3 접촉 영역을 포함하며, 제1 접촉 영역, 제2 접촉 영역 및 제3 접촉 영역은 2차원 브라베이 격자 형태의 주격자(main lattice)로 베이스 본체의 타겟 표면 상에 위치하는, 그라운드 접촉 유닛에 의해 해결된다.
제1 접촉 영역은 2차원 브라베이 격자 형태의 제1 부격자로 배치되고, 제2 접촉 영역은 2차원 브라베이 격자 형태의 제2 부격자로 배치되며, 제3 접촉 영역은 2차원 브라베이 격자 형태의 제3 부격자로 배치되며, 제1 부격자, 제2 부격자 및 제3 부격자는 서로와 섞여 있다(interlaced with each other). 제1 접촉 영역, 제2 접촉 영역 및 제3 접촉 영역은 주격자의 베이스 벡터 중 적어도 하나의 방향으로 교대로 발생한다.
접촉 표면을 격자로 배치함으로써, 접촉 영역이 주격자 내에 있는 한 차량 접촉 유닛의 접촉 영역을 정확히 그라운드 접촉 유닛의 타겟 표면 상에 위치지정할 필요는 더는 없다. 주격자의 대칭을 이용하며 부격자의 섞인 배치 덕분에, 차량 접촉 유닛의 접촉 전극의 그라운드 접촉 유닛의 대응하는 접촉 영역이나 접촉 표면으로의 정확한 할당은 차량 접촉 유닛을 회전시킴으로써 달성될 수 있다.
격자점은 예컨대 접촉 영역의 중심이다. 접촉 영역은, 특히 다른 영역이 돌출하지 않는 코히어런트 영역이다. 특히 차량 접촉 유닛용 접촉 표면인 육각형 또는 원형 전도성 접촉 표면이 각 경우에 접촉 영역에 구비될 수 있다. 육각형은 정육각형일 수 있다.
또한, 여러 접촉 표면이 접촉 영역에 구비됨을 상정할 수 있다.
베이스 격자는 그라운드 접촉 유닛의 주격자에 실질적으로 대응한다.
예컨대, 그라운드 접촉 유닛은 그라운드 제어 유닛과, 그라운드 측에서 그라운드 접촉 유닛을 연결하기 위한 제1 그라운드 연결부, 제2 그라운드 연결부 및 제3 그라운드 연결부를 포함한다. 제1 접촉 영역은 제1 그라운드 연결부에 전기적으로 연결되며, 그라운드 제어 유닛은 제1 그라운드 연결부, 제2 그라운드 연결부 및 접지 중 적어도 2개 사이에서 제2 접촉 영역을 전기적으로 연결하며 및/또는 제1 그라운드 연결부, 제3 그라운드 연결부 및 접지 중 적어도 2개 사이에서 제3 접촉 영역을 전기적으로 연결하도록 셋업된다. 이런 식으로, 그라운드 접촉 유닛이 차량 접촉 유닛에 연결되지 않는다면 신뢰할 만한 동작 모드가 가능하게 된다.
본 발명의 실시예에서, 제1 접촉 영역은 접지 접촉 영역이고, 제2 접촉 영역은 중성 접촉 영역 또는 양의 직류 접촉 영역이며 및/또는 제3 접촉 영역은 위상 접촉 영역 또는 음의 직류 영역이다. 이런 식으로, 그라운드 접촉 유닛의 제조 비용은 감소할 수 있다.
예컨대, 접지 접촉 영역은 로컬 전기 네트워크의 보호 접지 컨덕터에 전기적으로 연결되고, 중성 접촉 영역은 로컬 전기 네트워크의 중성 컨덕터에 전기적으로 연결되며, 위상 접촉 영역은 로컬 전기 네트워크의 위상 컨덕터 또는 라이브 컨덕터에 전기적으로 연결된다.
그라운드 접촉 유닛은, 중성 접촉 영역 및/또는 위상 접촉 영역에 접지할 수 있도록 및/또는 접지 접촉 영역과 동일한 전위로 세팅될 수 있도록 구성되는 그라운드 제어 유닛을 가질 수 있다. 이를 위해, 그라운드 제어 유닛은 중성 접촉 영역 및/또는 위상 접촉 영역을 전력 연결부의 보호 접지 컨덕터에 연결할 수 있다. 전류를 송신하기 위한 회로 내에서 위상 접촉 영역 및 중성 접촉 영역의 기능은 예컨대 그라운드 제어 유닛으로 바꾸거나 교환할 수 없다.
접촉 영역을 가진 타겟 표면이 예컨대 그라운드 접촉 유닛의 상부 측 상에 구비된다.
바람직하게도, 3개의 부격자 중 적어도 2개의 격자는 동일한 격자이며 및/또는 주격자와 3개의 부격자 중 적어도 2개는 동일한 타입이며, 특히 주격자, 제1 부격자, 제2 부격자 및/또는 제3 부격자는 육각형 격자이다. 이러한 점에서, 동일한 격자가 의미하는 점은, 이들이 동일한 베이스 벡터를 갖지만, 그라운드 접촉 유닛의 타겟 표면 상에서 상이한 위치를 가진다는 점으로 이해된다. 예컨대, 주격자의 베이스 벡터는 부격자 중 하나의 대응하는 베이스 벡터의 길이의 1/3이다. 이러한 점에서, 육각형 격자는 육각형 격자의 2-차원 브라베이 격자 타입을 의미하는 것으로 이해되며, 이러한 격자 타입에서, 2개의 베이스 벡터는 동일한 값을 가지며, 서로와 120°의 각도를 형성한다.
이런 식으로, 상이한 격자의 특정한 높은 대칭도가 가능하여, 그라운드 접촉 유닛 상의 차량 접촉 유닛의 정확한 위치지정을 추가로 간략화한다.
차량의 배터리를 충전하기 위해 3-상 교류를 사용할 수 있기 위해, 적어도 3개의 제2 접촉 영역 및/또는 적어도 3개의 제3 접촉 영역이 3-상 교류를 송신하기 위해 구비되며, 적어도 3개의 제2 및/또는 제3 접촉 영역 중 적어도 하나는 L1 접촉 영역이고, 적어도 3개의 제2 및/또는 제3 접촉 영역 중 적어도 다른 하나는 L2 접촉 영역이며, 적어도 3개의 제2 및/또는 제3 접촉 영역 중 적어도 하나의 추가 하나는 L3 접촉 영역이다. 이 적어도 하나의 L1 접촉 영역, 이 적어도 하나의 L2 접촉 영역 및 이 적어도 하나의 L3 접촉 영역은 제3 부격자의 베이스 벡터 중 적어도 하나의 방향으로 교대로 발생한다. 이런 점에서, L1 접촉 영역, L2 접촉 영역 및 L3 접촉 영역은 각각 이 경우 3-상 로컬 전기 네트워크의 라이브 컨덕터 중 하나에 연결된다.
차량이 그라운드 접촉 유닛에 의해 제공된 3-상 교류 전류의 하나의 위상만을 사용할 수 있는 경우에, 단지 L1 접촉 영역이나 L2 접촉 영역이나 L3 접촉 영역이 차량을 충전하기 위해 사용된다. 남은 접촉 영역은 예컨대 이들 영역을 보호 접지 컨덕터에 전기적으로 연결함으로써 전위가 없게 유지될 수 있다.
자성, 특히 강자성 요소가 제1 접촉 영역, 제2 접촉 영역 및/또는 제3 접촉 영역에서 베이스 본체 내에 또는 베이스 본체 상에 구비되어, 주격자에 대한 차량 접촉 유닛의 규정된 위치지정을 가능케 한다.
자기 요소는 각각, 대응하는 접촉 영역과 전기적으로 접촉하는 전기 리드를 포함할 수 있다. 자기 요소는 강으로 제조할 수 있다. 예컨대, 자기 요소는 강 실린더이며, 이 실린더를 통해, 각각의 전기 리드가 안내된다. 이런 식으로, 자기 요소는 공간을 절약하도록 구성될 수 있다.
또한, 자기 요소는 자성일 뿐만 아니라 고-주파수 신호에 대한 전기 리드의 특징 임피던스를 증가시키는 소재로 제조됨을 상정해 볼 수 있다.
실시예에서, 그라운드 접촉 유닛은, 접촉점 위에서의 정확한 접촉을 검출하기 위해 제1 접촉 영역, 제2 접촉 영역 및/또는 제3 접촉 영역에 전기적으로 연결되는 고-주파수 신호용 측정 유닛 및/또는 고-주파수 신호용 신호원을 포함한다.
게다가, 본 목적은 본 발명에 따른 차량 연결 디바이스와 본 발명에 따른 그라운드 접촉 유닛을 포함하는 자동 차량 결합 시스템에 의해 해결된다.
항상 신뢰할 만하게 접촉할 수 있기 위해, 정렬 액추에이터가 차량 접촉 유닛을 회전시킬 수 있는 최대 회전각은 적어도 주격자의 프리머티브 베이스 벡터 사이의 최대각만큼 클 수 있다.
최적의 결과를 위해, 베이스 격자와 주격자는 실질적으로 서로와 대응하며 및/또는 정렬 액추에이터는, 특히 접촉 전극과 접촉 표면 사이의 기존의 접촉의 경우에, 그라운드 접촉 유닛을 따라 베이스를 회전시킬 수 있도록 베이스에 연결된다.
본 발명의 실시예에서, 차량 접촉 유닛의 자기 요소는 접촉 자석과 상호동작하여, 차량 접촉 유닛을 그라운드 접촉 유닛 상에서 제자리에 고정하여 회전 축을 형성한다. 이런 식으로, 주격자에 대한 회전 축의 위치는 항상 알려져 있다.
게다가, 본 목적은 차량 접촉 유닛을 그라운드 접촉 유닛에 자동으로 전도성 연결하기 위한 방법으로서, 다음의 단계를 포함하는 방법에 의해 해결된다:
a) 차량 접촉 유닛이 그라운드 접촉 유닛과 접촉할 때까지 차량 접촉 유닛을 접촉 방향으로 그라운드 접촉 유닛을 향해 하강시키는 단계,
b) 차량 접촉 유닛의 적어도 하나의 특정한 접촉 전극이 그라운드 접촉 유닛의 적어도 하나의 대응하는 특정한 접촉 영역과 접촉하는지를 점검하는 단계, 및
c) 이 적어도 하나의 특정한 차량에 면하는 접촉 전극과 이 적어도 하나의 대응하는 특정한 접촉 영역 사이에 전기 접촉이 없거나 불충분하다면, 차량 접촉 유닛을 회전 축을 중심으로 회전시키는 단계.
특정한 접촉 전극과 특정한 접촉 영역 각각은 동일한 타입이다. 즉, 예컨대 제1 접촉 전극과 제1 접촉 영역, 접지 접촉 전극과 접지 접촉 영역, 제2 접촉 전극과 제2 접촉 영역, 중성 전극과 중성 접촉 영역, 제3 접촉 전극과 제3 접촉 영역 또는 위상 전극과 위상 접촉 영역. 대응하는 접촉 영역이나 접촉 전극이 서로와 접촉하는지에 대한 점검은 접촉점을 통해 송신되는 고-주파수 신호에 의해 발생할 수 있다.
이 적어도 하나의 특정한 접촉 전극이 이 적어도 하나의 대응한 접촉 영역에 접촉하는지는 바람직하게는 회전 동안 또는 회전이 완료된 후 점검되어서, 회전의 성공에 관한 피드백을 신속하게 할 수 있다. 예컨대, 회전 방향은 실패인 경우에 변화한다.
예컨대, 이 적어도 하나의 특정한 접촉 전극은 적어도 하나의 제1 접촉 전극중 하나 이상이며, 적어도 하나의 특정한 접촉 영역은 적어도 하나의 제1 접촉 영역 중 하나 이상이어서, 충전을 위해 구축된 연결이 기능성 보호 접지 컨덕터를 가짐을 항상 보장한다.
특히, 외부에 자리한 제1 접촉 전극이나 접지 접촉 전극은 특정한 접촉 전극이다. 즉, 자기 영역에 위치한 그러한 접지 접촉 전극은 아니다.
대안적으로 또는 추가로, 본 목적은, 여러 제1 접촉 전극 - 전기 리드를 통해 서로에 전기적으로 연결되며 이 적어도 하나의 제1 차량 부회로를 형성함 - 및 적어도 하나의 제2 접촉 전극을 갖는 차량 접촉 유닛과 그라운드 접촉 유닛을 자동으로 전도성 연결하기 위한 차량 배터리 충전 시스템용 차량 접촉 유닛에 의해 해결된다. 차량 접촉 유닛은 또한 고-주파수 신호용 신호원 및/또는 측정 유닛을 갖는다.
고-주파수 신호용 신호원 및 측정 유닛에 의해, 고-주파수 신호는 접촉점, 즉 차량 접촉 유닛의 접촉 전극 중 하나의 그라운드 접촉 유닛의 대응 접촉 영역에의 연결의 접촉점을 통해 송신될 수 있다. 결과적인 고-주파수 응답은 측정 유닛에 의해 측정될 수 있어서, 접촉 및 그 할당을 점검할 수 있다. 고-주파수 신호를 사용하여, 이러한 점검은 사용된 충전 전류와 독립되며, 또한 그러므로 충전 공정 동안, 특히 충전 전류를 송신하는데 또한 사용되는 동일한 접촉 영역과 접촉 전극을 통해 발생할 수 있다.
여러 접촉 전극이 그라운드 부회로를 형성할 때 따르는 진술로부터, 차량 접촉 유닛의 접촉 전극과 접촉하는 접촉 표면의 결과로서 먼저 형성하는 그러한 부회로가 또한 포함된다. 여기서, 제1 및 제2 접촉 전극은 또한 서로에게 전기적으로 연결될 수 있다.
차량 접촉 유닛은, 사람의 수동 간섭 없이 그라운드 접촉 유닛과 정확히 물리 접촉하게 되도록 구성된다. 즉 이것은 자동 전도성 차량 배터리 충전 시스템의 일부분일 수 있다. 이를 위해, 전도성, 즉 갈바닉 연결이 접촉 전극과 접촉 표면을 직접 접촉함으로써 생성된다. 이러한 구성은 직접 접촉이 없는 유도성 충전 시스템과 대조적이다.
여기서, 신호원 및/또는 측정 유닛은 제1 차량 부회로에 연결될 수 있다. 게다가 신호원 및/또는 측정 유닛은 차량과 그라운드 접촉 유닛 사이에 데이터를 송신하는데 또한 사용될 수 있다. 물론, 전기 리드는 적어도 오믹 저항, 커패시터와 같은 적어도 용량소자 및/또는 코일과 같은 적어도 하나의 유도소자 및 이들 구성요소의 임의의 조합을 포함할 수 있어서, 예컨대 부회로에서 신호를 결합하며 및/또는 그 후 신호를 부회로로부터 분리할 수 있다.
예컨대, 제1 접촉 전극과 제2 접촉 전극은 패턴으로 배치되며, 특히 2-차원 브라베이 격자의 형태인 베이스 격자로 배치된다. 이런 식으로, 접촉 전극의 특정한 및 반복 가능한 배치가 베이스 상에서 가능하여, 그라운드 접촉 유닛에의 접촉을 간략화한다. 패턴은 전체 접촉 표면 위에서 연장한다.
변형으로, 여러 제2 접촉 전극이 구비되며, 이들 전극은 서로에게 전기적으로 연결되어 제2 차량 부회로를 형성하며 및/또는 차량 접촉 유닛은 여러 제3 접촉 전극을 가지며, 특히 제3 접촉 전극은 서로에게 전기적으로 연결되어 제3 차량 부회로를 형성한다. 이런 식으로, 2개 또는 3개의 상이한 타입의 접촉 전극이나 접촉점이 접촉 또는 정확한 할당을 위해 점검되어 질 수 있다.
바람직하게도, 제1 차량 부회로의 특징 임피던스는 상이하다, 특히 제2 차량 부회로 및/또는 제3 차량 부회로의 특징 임피던스보다 크다. 결국, 고-주파수 신호는 상이하게, 특히 제1 차량 부회로에서 더욱 강력하게 감쇄한다. 이런 식으로, 제1 차량 부회로가 고-주파수 신호를 받는 회로에 있는지가 결정될 수 있다.
적어도 하나의 접촉 자석이 차량 접촉 유닛을 그라운드 접촉 유닛에 로킹하기 위해 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 제1 접촉 전극은 접지 접촉 전극이며, 제2 접촉 전극은 중성 전극 또는 위상 전극이어서, 접지 접촉 전극 및 그에 따른 보호 접지 컨덕터의 신뢰할 만한 할당을 가능케 한다.
또한, 제1 접촉 전극이 차량 또는 차량의 배터리의 직류 네트워크의 음의 단자에 연결되며 제2 접촉 전극이 양의 단자에 연결되거나 그 역의 관계도 가능함을 상정할 수 있다.
제2 접촉 전극은 오로지 중성 전극 또는 오로지 위상 전극일 수 있다. 제3 접촉 전극이 존재한다면, 이들 전극은 위상 전극이나 중성 전극 중 어느 하나이어서, 모두 3개의 타입의 접촉 전극이 존재한다. 이런 식으로, 보호 접지 컨덕터와의 전기 접촉이 신뢰할 만하게 구축될 수 있다. 특히, 중성전극 및 위상 전극의 기능은 교환될 수 없다.
본 발명의 실시예에서, 제1 접촉 전극, 제2 접촉 전극 및/또는 제3 접촉 전극은, 접촉 전극 중 적어도 하나의 전극의 길이 방향 연장에 평행한 대칭 축을 중심으로 회전 대칭적으로 위치하여, 접촉 전극을 정확한 접촉 영역으로 자동으로 용이하게 움직일 수 있다.
대칭 축은 예컨대 전극 중 하나를 통해, 자기 영역을 통해 및/또는 접촉 영역의 중심점을 통해 진행한다. 결국, 전체 차량 접촉 유닛은 회전 대칭일 수 있으며, 예컨대 비대칭 가이드를 갖지 않을 수 있다.
대안적으로 또는 추가로, 본 목적은, 그라운드 접촉 유닛과 차량 접촉 유닛을 자동으로 전도성 연결하기 위한 차량 배터리 충전 시스템용 그라운드 접촉 유닛으로서, 적어도 하나의 제1 접촉 표면을 각각 갖는 여러 제1 접촉 영역과 적어도 제2 접촉 표면을 각각 갖는 적어도 제2 접촉 영역을 갖는 타겟 표면을 포함하며, 제1 접촉 표면은 전기 리드를 통해 서로에게 전기적으로 연결되어 적어도 하나의 제1 그라운드 부회로를 형성하는 그라운드 접촉 유닛에 의해 해결된다. 그라운드 접촉 유닛은 또한 고-주파수 신호용 신호원 및/또는 측정 유닛을 갖는다.
고-주파수 신호용 신호원과 측정 유닛에 의해, 고-주파수 신호는 접촉점, 즉 차량 접촉 유닛의 접촉 전극 중 하나의 그라운드 접촉 유닛의 대응 접촉 영역의 연결의 접촉점을 통해 송신될 수 있다. 결과적인 고-주파수 응답은 측정 유닛에 의해 측정될 수 있어서, 접촉 및 그 할당을 점검할 수 있다. 고-주파수 신호를 사용하여, 이러한 점검은 사용된 충전 전류와 독립되며, 또한 그러므로 충전 공전 동안, 특히 충전 전류를 송신하는데 또한 사용되는 동일한 접촉 영역과 접촉 전극을 통해 발생할 수 있다.
예컨대, 부회로는 접촉 표면의 접촉 전극과의 접촉의 결과로서 또한 먼저 형성된다. 여기서, 제1 및 제2 접촉 영역은 전기적으로 서로에게 연결될 수 있다.
그라운드 접촉 유닛은 사람의 수동 간섭 없이 정확히 차량 접촉 유닛과 물리적 접촉하게 하기 위해 구성된다. 즉, 이것은 자동 전도성 차량 배터리 충전 시스템의 일부분일 수 있다.
여기서, 신호원 및/또는 측정 유닛은 제1 그라운드 부회로에 연결될 수 있다. 게다가, 신호원 및/또는 측정 유닛은 차량과 그라운드 접촉 유닛 사이에서 데이터를 송신하는데 또한 사용될 수 있다. 물론, 전기 리드는 적어도 하나의 오믹 저항, 커패시터와 같은 적어도 하나의 용량소자 및/또는 코일과 같은 적어도 하나의 유도소자 및 이들 구성요소의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
예컨대, 제1 접촉 영역과 제2 접촉 영역은 주패턴으로, 특히 2-차원 브라베이 격자의 형태의 주격자로 배치된다. 제1 접촉 영역은 제1 부패턴, 특히 2-차원 브라베이 격자의 형태의 제1 부격자로 배치되며, 제2 접촉 영역은 제2 부패턴, 특히 2-차원 브라베이 격자의 형태의 부패턴으로 배치되며, 제1 부패턴과 제2 부패턴은 서로와 섞인다.
패턴으로, 특히 격자로 접촉 표면을 배치함으로써, 접촉 영역이 주격자 내에 있는 한 차량 접촉 유닛의 접촉 영역을 정확히 그라운드 접촉 유닛의 타겟 표면 상에 위치지정할 필요는 더는 없다. 주격자의 대칭을 이용하며 부격자의 섞인 배치 덕분에, 차량 접촉 유닛의 접촉 전극의 그라운드 접촉 유닛의 대응하는 대응 접촉 영역이나 접촉 표면으로의 정확한 할당은 차량 접촉 유닛을 회전시킴으로써 달성될 수 있다.
주패턴과 부패턴은 전체 타겟 표면 위에서 연장한다.
변형에서, 여러 제2 접촉 영역이 구비되며, 제2 접촉 표면이 서로에게 전기적으로 연결되어 제2 그라운드 부회로를 형성하며 및/또는 그라운드 접촉 유닛은 여러 제3 접촉 영역을 가지며, 특히 제3 접촉 영역은 서로에게 전기적으로 연결되어 제3 그라운드 부회로를 형성한다. 이런 식으로, 2개 또는 3개의 상이한 타입의 접촉 전극이나 접촉점이 접촉 또는 정확한 할당을 위해 점검되어 질 수 있다.
바람직하게도, 제1 그라운드 부회로의 특징 임피던스는 상이하다, 특히 그라운드 차량 부회로 및/또는 제3 그라운드 부회로의 특징 임피던스보다 크다. 결국, 고-주파수 신호는 상이하게, 특히 제1 그라운드 부회로에서 더욱 강력하게 감쇄한다. 이런 식으로, 제1 그라운드 부회로가 고-주파수 신호를 받는 회로에 있는지가 결정될 수 있다.
제1 그라운드 부회로의 특징 임피던스를 증가시키기 위해, 여러 제1 접촉 표면은, 각각의 접촉 표면에 할당된 전기 리드의 특징 임피던스를 증가시키는 저항 소자를 갖는다.
바람직하게도, 저항 소자는 각각 전기 리드를 포함하며 및/또는 페라이트 특히 페라이트 코어로 제조된다. 특히, 대부분의 제1 접촉 표면은 저항 소자를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 제1 접촉 영역은 접지 접촉 영역이며, 제2 접촉 영역은 중성 접촉 영역이나 위상 접촉 영역이어서, 접지 접촉 영역 및 그에 따른 보호 접지 컨덕터의 신뢰할 만한 할당을 가능케 한다.
또한, 제1 접촉 영역이 직류 네트워크나 직류원의 음의 단자에 연결되며, 제2 접촉 영역이 양의 단자에 연결되거나, 그 역의 관계로 이뤄짐을 상정할 수 있다.
제2 접촉 영역은 오로지 중성 접촉 영역일 수 있거나 오로지 위상 접촉 영역일 수 있다. 제3 접촉 영역이 존재한다면, 이 영역은 위상 접촉 영역이나 중성 접촉 영역 중 어느 하나여서, 모두 3개의 타입의 접촉 영역이 존재한다. 이런 식으로, 보호 접지 컨덕터로의 전기 접촉이 신뢰할 만하게 구축될 수 있다. 특히, 중성 접촉 영역 및 위상 접촉 영역의 기능은 교환할 수 없다.
본 발명의 실시예에서, 제1 접촉 영역, 제2 접촉 영역 및/또는 제3 접촉 영역은 타겟 표면에 수직인 대칭 축을 중심으로 회전 대칭으로 위치하여, 차량 접촉 유닛의 접촉 전극을 정확한 접촉 영역으로 자동으로 용이하게 움직일 수 있게 한다.
대칭 축은 예컨대 접촉 표면 중 하나 및/또는 타겟 표면에 수직으로 진행한다. 결국, 전체 그라운드 접촉 유닛은 회전 대칭적일 수 있으며, 예컨대 비대칭 가이드를 갖지 않는다.
대안적으로 또는 추가로, 본 목적은 그라운드 접촉 유닛과 차량 접촉 유닛을 차량 접촉 유닛과 그라운드 접촉부에 전도성으로 연결하기 위한 자동 차량 결합 시스템에 의해 해결되며, 차량 접촉 유닛 및/또는 그라운드 접촉 유닛은 고-주파수 신호용 신호원과 측정 유닛을 갖는다.
대안적으로 또는 추가로, 본 목적은 자동 차량 결합 시스템에서 접촉점의 접촉과 할당을 점검하기 위한 방법으로서, 다음의 단계를 포함하는 방법에 의해 해결된다:
a) 차량 접촉 유닛의 접촉 전극과 그라운드 접촉 유닛의 접촉 표면 사이의 물리적인 접촉을 구축하는 단계로서, 이를 통해 적어도 하나의 회로가 한편으로는 제1 그라운드 부회로로부터 형성되며 다른 한편으로는 제1 차량 부회로로부터 형성되는, 단계,
b) 신호원에 의해 적어도 하나의 고-주파수 신호를 생성하는 단계,
c) 이 적어도 하나의 고-주파수 신호를 형성된 적어도 하나의 회로에 공급하는 단계,
d) 이 적어도 하나의 고-주파수 신호에 대한 형성된 이 적어도 하나의 회로의 고-주파수 응답을 측정 유닛에 의해 측정하는 단계, 및
e) 측정된 고-주파수 응답을 이용하여 제1 접촉 전극이 제1 접촉 표면과 접촉하고 있는지를 규명하는 단계.
이러한 점에서, 예컨대, 고-주파수 응답이 또한 영역일 수 있는 기준 응답과 대응한다면, 정확한 접촉 및 할당이 가정된다. 3개의 상이한 접촉 전극이나 접촉 표면의 경우에, 회로는 예컨대 제1 부회로, 제2 부회로 및 제3 부회로로 구성될 수 있어서, 6개의 상이한 회로가 이론적으로 가능하게 된다.
접촉점의 접촉과 할당의 점검은, 이 적어도 하나의 회로가 특징적인 고-주파수 응답을 결국 야기하여, 고-주파수 응답의 측정과 고-주파수 응답의 분석이 회로가 형성되어 측정되었는지에 대한, 좀 더 구체적으로는 측정된 회로가 구성되는 2개의 부회로에 대한 정보를 제공한다는 기본적인 아이디어를 기초로 한다. 2개의 부회로를 앎으로써, 어떠한 접촉 전극이 어떠한 접촉 영역 또는 접촉 표면과 접촉하고 있는지가 결정될 수 있어서, 접촉점의 할당을 점검할 수 있다. 폐쇄 회로가 형성되지 않은 경우도 규명될 수 있다.
바람직하게도, 차량 접촉 유닛의 여러 제2 접촉 전극은 서로에게 전기적으로 연결되어 제2 차량 부회로를 형성하거나, 그라운드 접촉 유닛의 제2 접촉 표면은 서로에게 전기적으로 연결되어 제2 그라운드 부회로를 형성하며, 이 적어도 하나의 회로는 한편으로는 제1 그라운드 부회로와 제2 그라운드 부회로로부터 형성되며, 다른 한편으로는 제1 차량 부회로 및/또는 제2 차량 부회로로부터 형성된다. 제1 접촉 전극이나 제2 접촉 전극이 제1 접촉 표면이나 제2 접촉 표면과 접촉하고 있는지는 측정된 고-주파수 응답을 이용하여 결정된다. 이런 식으로, 상이한 회로는 상이한 부회로로부터 인식할 수 있다.
예컨대, 고-주파수 신호 및/또는 고-주파수 응답은 차량 접촉 유닛에서 생성되거나 측정되며 및/또는 고-주파수 신호 및/또는 고-주파수 응답은 그라운드 접촉 유닛에서 생성되거나 측정되며, 이점이 의미하는 것은 차량 접촉 유닛과 그라운드 접촉 유닛이 접촉과 할당을 점검할 수 있다는 것이다.
접촉점의 접촉과 할당을 점검할 때 가능한 큰 신뢰도를 달성하기 위해, 이 적어도 하나의 고-주파수 신호 및/또는 대응하는 고-주파수 응답은 차량 부회로 중 하나, 특히 제1 차량 부회로에서 생성되어 측정되며, 및/또는 이 적어도 하나의 고-주파수 신호 및/또는 대응하는 고-주파수 응답은 그라운드 부회로 중 하나, 특히 제1 그라운드 부회로에서 생성되어 측정된다.
예컨대, 고-주파수 응답의 감쇄가 회로에서 결정되며, 제1 접촉 전극이 제1 접촉 표면, 제2 접촉 표면과 접촉하고 있는지 또는 접촉 표면과 접촉하고 있지 않은지가 결정된 감쇄를 이용하여 규명된다.
여기서, 부회로 각각은 상이한 특징적 임피던스를 가질 수 있다. 특히, 접지 접촉 영역은 위상 접촉 영역과 중성 접촉 영역보다 더 높은 특징적 임피던스와 그에 따라 더 높은 감쇄를 갖는다. 따라서, 접지 접촉 영역을 포함한 부회로는 더 큰 감쇄를 갖는다.
본 발명의 실시예에서, 제1 접촉 전극이 제1 접촉 표면과 접촉하고 있음이 규명된 후, 데이터는 신호원에 의해 측정 유닛에 송신되어, 차량과 차량 배터리 충전 시스템의 나머지 사이의 데이터 송신을 가능케 한다. 데이터는 충전 전류와 동일한 리드 또는 동일한 접촉점을 통해 송신될 수 있다.
예컨대, 제1 접촉 전극이 제1 접촉 표면과 접촉하고 있음이 규명된 후, 신호원 및 측정 유닛에 의해, 제1 접촉 전극과 제1 접촉 표면 사이에 접촉이 여전히 존재하는지가 계속해서 또는 정상 간격으로 점검된다. 접촉이 중단된다면, 비상 기능이 활성화된다. 이런 식으로, 차량의 계획되지 않은 임의의 움직임과 같은 예상치 않은 환경에 반응할 수 있다. 예컨대, 긴급 기능은 충전 전류를 스위치 오프한다.
본 발명의 추가 특성과 장점은 다음의 상세한 설명과, 참조하게 되는 첨부 도면에서 볼 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 차량 연결 디바이스와 본 발명에 따른 그라운드 접촉 유닛을 포함하는 본 발명에 따른 차량 결합 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2의 a)는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 그라운드 접촉 유닛의 평면도를 도시한다.
도 2의 b)는 도 1에 따른 그라운드 접촉 유닛의 2개의 인접한 접촉 전극을 통한 단면도를 도시한다.
도 3은, 도 2에 따른 상이한 접촉 영역 및 그라운드 접촉 유닛의 케이블 연결 또는 이들의 배선의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 4는, 도 1에 따른 차량 연결 디바이스의 매우 간략화한 부분 단면도를 도시한다.
도 5는 도 1에 따른 차량 연결 디바이스의 개략적 저면도를 도시한다.
도 6은 도 5에 따른 접촉 전극 및 차량 연결 디바이스의 케이블 연결 또는 이들의 배선의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 7의 a)는, 정확히 결합된 위치에서 도 1에 따른 차량 접촉 유닛과 접촉하고 있는 도 1에 따른 그라운드 접촉 유닛을 도시한다.
도 7의 b)는 도 7의 a)에 따른 결합에 의해 형성되는 회로 중 하나를 도시한다.
도 8의 a) 및 도 9의 a)는 도 7의 a)와 유사한 상황으로서 도시하며, 여기서 차량 접촉 유닛은 그라운드 접촉 유닛에 대하여 회전한다.
도 8의 b) 및 도 9의 b)는 도 8의 a) 또는 도 9의 a)에 따른 배치로부터 야기되는 회로를 도시한다.
도 10은 본 발명에 따른 차량 결합 시스템의 제2 실시예의 회로도의 일부를 도시한다.
도 11은, 본 발명에 따른 차량 연결 디바이스의 제3 실시예의 매우 간략한 부분 단면도를 도시한다.
도 12는, 본 발명에 따른 그라운드 접촉 유닛의 제4 실시예의 상이한 접촉 영역의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 13은, 본 발명에 따른 차량 연결 디바이스의 제4 실시예의 접촉 전극의 배치를 개략적으로 도시한다.
도 14의 a), 도 14의 b), 도 14의 c) 및 도 14의 d)는, 접촉된 중성 접촉 영역을 규명할 때의 상이한 단계 동안 본 발명에 따른 차량 결합 시스템의 추가 실시예의 회로도의 일부분을 도시한다.
예컨대 배터리-전원 공급 차량 또는 플러그-인 하이브리드 차량 - 배터리를 충전하기 위해 그라운드 접촉 유닛(12) 상에 또는 그 위에 주차함 - 과 같은 차량(10)이 도 1에 도시되어 있다.
차량(10)을 그라운드 접촉 유닛(12)에 전기적으로 연결할 수 있는 차량 연결 디바이스(14)가 차량(10)의 하부에 장착된다.
그라운드 접촉 유닛(12)과 차량 연결 디바이스(14)는 자동 차량 결합 시스템(15)의 일부분이며, 이러한 시스템(15)은 이제 차량 배터리 충전 시스템의 일부분이다.
도 2의 a)에서, 그라운드 접촉 유닛(12)이 평면도로 도시된다.
그라운드 접촉 유닛(12)은 판형 베이스 본체(16)를 가지며, 이 본체의 상부 측에는 타겟 표면(18)이 구비된다.
여러 상이한 접촉 영역이 타겟 표면(18)에 구비된다.
도시한 실시예에서, 예컨대 접지 접촉 영역(22)인 제1 접촉 영역(20), 예컨대 중성 접촉 영역(26)인 제2 접촉 영역(24) 및 예컨대 위상 접촉 영역(30)인 제3 접촉 영역(28)이 구비되어, 그라운드 접촉 유닛(12)은 예컨대 교류에 의해 차량(10)을 충전하도록 구성된다.
용어, "중성 접촉 영역"은 "중성 컨덕터 접촉 영역"의 줄인 형태이다.
그러나 차량(10)이 직류에 의해 충전되게 되는 것도 상정할 수 있다. 이를 위해, 제2 접촉 영역(24)은 양의 직류 접촉 영역일 수 있으며, 제3 접촉 영역(28)은 음의 직류 접촉 영역일 수 있거나, 그 역의 관계도 가능할 수 있다.
접촉 영역(20, 24, 28 및 22, 26, 30) 각각은 적어도 하나의 접촉 표면을 포함한다. 그에 따라, 제1 접촉 영역(20) 각각은 제1 접촉 표면을 가지며, 제2 접촉 영역(24) 각각은 제2 접촉 표면을 가지며, 제3 접촉 영역(28) 각각은 제3 접촉 표면을 갖는다.
그러나 접촉 영역(20, 24, 28 및 22, 26 및 30) 각각은 여러 접촉 표면을 포함함을 상정할 수 있다.
접촉 영역(20, 24, 28 및 22, 26 및 30) 각각은 육각형, 특히 정육각형 또는 원형 윤곽을 가진 폐쇄된 표면이다. 부가적으로, 육각형의 코너는 반경을 가질 수 도 있다.
접촉 영역(20, 24, 28 및 22, 26, 30) 및/또는 접촉 표면은 평면에 있을 수 도 있으며, 예컨대 타겟 표면(18)이 이 평면이다.
접촉 영역(20, 24, 28 및 22, 26, 30)은 주패턴으로 배치된다. 주패턴은 도시한 실시예에서 2-차원 브라베이 격자이며, 더욱 구체적으로는 육각형 격자이다. 주패턴은 그에 따라, 함께 120°의 각도를 형성하는 동일 길이의 2개의 베이스 벡터(h1, h2)를 가진 주격자(GH)이다.
주패턴과 주격자(GH)는 전체 타겟 표면(16) 위에서 연장한다.
그라운드 접촉 유닛(12)은, 접촉 영역(24, 28 또는 26, 30) 각각에 적어도 전기적으로 연결되며, 특히 모든 접촉 영역(20, 24, 28 및 22, 26, 30)에 그렇게 되는 그라운드 제어 유닛(38)을 갖는다.
게다가, 그라운드 접촉 유닛(12)은 3개의 그라운드 연결부(40), 즉 그라운드 접촉 유닛(12)의 위치에서 로컬 전기 네트워크(미도시)의 대응하는 연결부에 연결되는 제1 그라운드 연결부(40.1), 제2 그라운드 연결부(40.2) 및 제3 그라운드 연결부(40.3)를 갖는다.
이후 상세하게 설명할 바와 같이, 제1 접촉 영역(20) 또는 접지 접촉 영역(22)은 제1 그라운드 연결부(40.1)를 통해 전기 네트워크의 보호 접지 컨덕터에 연결되고, 제2 접촉 영역(24) 또는 중성 접촉 영역(26)은 제2 그라운드 연결부(40.2)를 통해 전기 네트워크의 중성 컨덕터에 전기적으로 연결되며, 제3 접촉 영역(28) 또는 위상 접촉 영역(30)은 제3 그라운드 연결부(40.3)를 통해 전기 네트워크의 위상 컨덕터나 라이브 컨덕터에 전기적으로 연결된다.
직류 충전의 경우, 양 및 음의 직류 접촉 영역은 제2 또는 제3 그라운드 연결부(40.2, 40.3)를 통해 충전을 목적으로 직류원의 양극 또는 음극에 연결된다.
용어들, 접지 접촉 영역(22), 중성 접촉 영역(26) 및 위상 접촉 영역은 단지 이후 간략화를 위해 사용되며, 이들 영역은 제1 접촉 영역(20), 제2 접촉 영역(24) 및 제3 접촉 영역(28)을 또한 의미하는 것으로 이해된다.
도 2의 b)에 도시된 바와 같이, (왼쪽에 도시된) 접지 접촉 영역(22)은 (오른쪽에 함께 예로서 도시된) 중성 접촉 영역(26) 및 위상 접촉 영역(30)과 상이하게 설계된다.
중성 접촉 영역(26)과 위상 접촉 영역(30)은 편평한 접촉판(42)과 전기 리드(44)를 갖는다. 접촉판(42)은 예컨대 육각형이며 접촉 표면을 형성한다. 전기 리드(44)는 접촉판(42)으로부터 베이스 본체(14)를 통해 그라운드 제어 유닛(38)을 거쳐 전력 연결부(40)로 연장한다.
접촉판(42)과 전기 리드(44) 외에, 대부분, 특히 접지 접촉 영역(22) 모두는 자기 요소(46)를 갖는다.
도시한 실시예에서, 자기 요소(46)는, 전기 리드(44)를 포함하는 강 실린더 형태의 강자성 요소이다. 이것이 의미하는 것은, 전기 리드(44)가 자기 요소(46)를 통해 연장한다는 것이다.
게다가, 전기 리드(44)를 또한 포함하는 저항 요소(48)가 자기 요소(46)와 접촉판(42) 사이에 및/또는 접촉판(42)로부터 멀리 면하는 자기 요소(46)의 측 상에 구비된다.
저항 요소(48)는 유도소자로서 동작하며 고-주파수 신호용 전기 리드(44)의 특징 임피던스를 증가시킨다. 예컨대 이것은 특히 페라이트로 제조된다.
또한, 자기 요소(46)와 저항 요소(48)는, 자성이며 특징 임피던스를 증가시키는 소재로 제조되는 일체형 구성요소로서 설계된다.
자기 요소(46)와 저항 요소(48) 모두는 베이스 본체(16)에 구비된다.
인접한 접촉 영역(22, 26, 30)의 접촉판(42)은 절연 섹션(49) 또는 여러 절연 섹션(49)에 의해 서로로부터 분리된다.
도 3에서, 접촉 영역(20, 24, 28 및 22, 26 및 30)으로부터의 주격자(GH)가 부분적으로 도시되며, 케이블 연결은 개략적으로 나타낸다. 간략화를 목적으로, 접촉 영역(20, 24, 28 및 22, 26, 30)은 원으로 나타낸다.
도 3에 도시한 회로도는 단지 예시용이며, 주로 그라운드 제어 유닛(38)에 의해 연결된다.
접지 접촉 영역(22), 중성 접촉 영역(26) 및 위상 접촉 영역(30)은 각각 그 자신의 부패턴으로 배치되며, 이 경우 각각 2-차원 브라베이 격자, 그에 따라 부격자의 형태로 배치된다.
접지 접촉 영역(22)은 베이스 벡터(u1,1, u1,2)를 가진 제1 부격자(GU1)로 배치된다. 제1 부격자(GU1)는 또한 육각형 격자여서, 2개의 베이스 벡터(u1,1 및 u1,2)는 동일한 값을 가지며 서로와 120°의 각도를 형성한다.
유사하게, 중성 접촉 영역(26)은 베이스 벡터(u2,1, u2,2)를 가진 제2 부격자(GU2)로 배치되며, 이러한 베이스 벡터는 동일한 값을 가지며 서로와 120°의 각도를 형성한다.
위상 접촉 영역(30)은 베이스 벡터(u3,1, u3,2)를 가진 육각형 제3 부격자(GU3)로 되며, 이러한 베이스 벡터는 동일한 값을 가지며 서로와 120°의 각도를 형성한다.
3개의 부격자(GU1, GU2, GU3)는 서로와 섞이게 배치되어, 3개의 상이한 접촉 영역(22, 26, 30)은 계속해서 주격자(GH)의 베이스 벡터(h1, h2) 중 하나의 방향을 따라 교대로 발생한다.
다시 말해, 고려되고 있는 접촉 영역(22, 26, 30) 중 어느 것이든 간에 그에 가장 가깝게 인접한 접촉 영역(26, 28, 22)이 고려되고 있는 접촉 영역(22, 26, 30)의 타입과 항상 상이한 타입이다.
접촉 영역(22, 26, 30) 또는 접촉 표면은 그에 따라 타겟 표면(18)에 수직인 회전 축을 중심으로 회전 대칭으로 배치된다. 전체 그라운드 접촉 유닛(12)은 또한 회전 대칭적으로 설계될 수 있다. 즉, 차량 연결 디바이스(14)에 연결하기 위해 필요한 적어도 가시적 부분이 회전 대칭적으로 구성된다.
접지 접촉 영역(22)은 모두 전기 리드(44)에 의해 서로에게 연결되며, 단지 3개의 접지 접촉 영역(22)이 도 3에서 명료성을 위해 연결되는 것으로 도시된다.
게다가, 접지 접촉 영역(22)은 전력 연결부(40) 중 하나를 통해 여기서 PE로 지칭되는 전기 네트워크의 보호 접지 컨덕터에 연결된다.
그라운드 제어 유닛(38)은 접지 접촉 영역(22)의 개별 접촉 영역을 제1 그라운드 연결부(40.1)에 단지 전기적으로 연결할 수 있다.
접지 접촉 영역(22) 모두 또는 그 일부 - 그에 따라 서로에게 전기적으로 연결되는 접지 접촉 영역(22) - 는 그에 따라 이후 제1 그라운드 부회로(50)로 지칭되는 부회로를 형성할 수 있다.
중성 접촉 영역(26)은 또한 전기 리드(44)를 통해 전기 네트워크의 중성 컨덕터(N) 및 제2 그라운드 연결부(40.2)에 연결된다.
연결은 그라운드 제어 유닛(38)을 통해 실행되며, 이러한 그라운드 제어 유닛(38)은 중성 접촉 영역(26)의 개별 접촉 영역을 제2 그라운드 연결부(40.2)에 특히 단지 연결할 수 있다.
게다가, 그라운드 제어 유닛(38)에 의해, 특정한 또는 모든 중성 접촉 영역(26)은 접지될 수 있거나, 중성 컨덕터에 연결될 수 있거나, 서로 연결될 수 있거나, 즉 단락-회로가 될 수 있거나, 보호 접지의 전위에 세팅될 수 있어서, 제1 그라운드 연결부(40.1)에 연결될 수 있다. 이것은 여기서 제1 스위치(52)에 의해 나타내며, 이러한 제1 스위치(52)는 중성 접촉 영역(26)을 접지한다.
적어도 중성 접촉 영역(26) 모두나 일부가 접지된다면, 그러나 중성 접촉 영역(26) 모두나 일부가 중성 컨덕터에 연결되거나, 서로에게 연결되거나, 즉 단락-회로가 되거나, 보호 접지의 전위로 세팅될지라도, 이들은 서로에게 전기적으로 연결되며 이후 제2 그라운드 부전위(54)로 지칭되는 제2 부회로를 형성할 수 도 있다.
중성 접촉 영역(26)과 동일한 방식으로, 위상 접촉 영역(30)은, 여기서 L로서 지칭되는 전기 네트워크의 위상 컨덕터에 연결되는 제3 그라운드 연결부(40.3)와 접촉한다.
이러한 연결은 또한 그라운드 제어 유닛(38)에 의해 전기 리드(44)를 통해 이뤄지며, 그라운드 제어 유닛(38)은 위상 접촉 영역(30)의 개별 접촉 영역을 대응하는 제3 그라운드 연결부(40.3)에 선택적으로만 연결할 수 있다.
그라운드 제어 유닛(38)에 의해, 위상 접촉 영역(30) 모두나 일부만이 접지될 수 있거나, 라이브 컨덕터에 연결될 수 있거나, 서로에게 연결될 수 있거나, 즉 단락-회로가 될 수 있거나, 보호 접지의 전위로 세팅될 수 있으며, 그에 따라 제1 그라운드 연결부(40.1)에 연결된다. 이것이 도 3에서 제2 스위치(56)에 의해 나타내며, 이러한 제2 스위치(56)는 위상 접촉 영역(30)을 접지한다.
적어도 위상 접촉 영역(30) 중 일부나 모두가 접지되거나 보호 접지 회로에 연결된다면, 그러나 또한 위상 접촉 영역(30) 중 모두나 일부가 라이브 컨덕터에 연결되거나 서로에게 연결되거나 즉, 단락-회로가 된다면, 이들 위상 접촉 영역(30)은 전기 리드(44)를 통해 추가 부회로를 형성할 수 있으며, 이러한 부회로는 이후 제3 부회로(58)로 지칭된다.
접촉 영역(20, 24, 28 및 22, 26, 30)의 서로로의 전기 연결 또는 단락-회로가 바람직하게는 그라운드 접촉 유닛(10) 자체에 구비된다.
접지 접촉 영역(22)의 전기 리드(44)를 포함하는 저항 요소(48)로 인해, 제1 그라운드 부회로(50)의 특징 임피던스는 고-주파수 신호용 제2 그라운드 부회로(54)와 제3 부회로(58)에 대하여 증가한다.
고-주파수 신호는 10Hz 이상인 주파수, 특히 1kHz 이상, 특히 200kHz 이상인 주파수를 갖는 신호를 의미하는 것으로 이해된다.
차량 연결 디바이스(14)는 도 1 및 도 4에서 예로서 가능한 실시예로 도시된다.
차량 연결 디바이스(14)는 정렬 액추에이터(60), 접촉 액추에이터(62) 및 차량 접촉 유닛(64)을 포함한다.
도시한 예에서, 정렬 액추에이터(60)는 전기 모터(66), 장착 섹션(68) 및 기어(70)를 갖는다.
전기 모터(66)는 회전 고정 방식으로 장착 섹션(68)에 부착되며, 장착 섹션(68)은 이제 차량(10) 자체에, 예컨대 차량 본체에 장착될 수 도 있다.
또한, 전기 모터(66)는 차량(10) 상에 직접 장착됨을 상정할 수 있다. 이 경우, 장착 섹션(68)은 필요치 않다.
기어(70)는 전기 모터(66)의 출력 샤프트를 통해 구동될 수 있다.
도시한 실시예에서, 접촉 액추에이터(62)는, 차량에 면하는 단부와 베이스 단부를 포함하는 벨로우즈(72)를 포함한다.
접촉 액추에이터(62)는, 벨로우즈(72)의 차량에 면하는 단부 상에서 베어링(74)에 의해 장착 섹션(68) 상에 회전 가능하게 장착된다. 게다가, 벨로우즈(72)는, 그 내부 측 상에 기어와 맞물리는 투쓰들(76)을 포함한다. 예컨대 벨트 드라이브 또는 스크류 드라이브가 또한 기어(70 및 76) 쌍 대신 가능할 것이다.
차량 접촉 유닛(64)은 벨로우즈(72)의 베이스 단부 상에 구비된다. 더욱 구체적으로, 차량 접촉 유닛(64)의 베이스(78)는 벨로우즈(72)의 베이스 단부 상에 부착된다.
도시한 의도한 조립 위치에서, 베이스(78)는 그라운드 및 그라운드 접촉 유닛(12)에 평행하다.
차량 접촉 유닛(64)은 수직 방향으로, 즉 베이스(78) 및 그라운드 접촉 유닛(12)에 수직으로 접촉 액추에이터(62)에 의해 움직일 수 있다. 수직 방향은 그러므로 접촉 방향(RK)으로 지칭된다. 정렬 액추에이터(60)와 접촉 액추에이터(62)의 조합 또는 기계적 결합을 또한 상정할 수 있다.
벨로우즈(72)는 압축 공기원(82)에 의해 팽창되어 차량 접촉 유닛(64)을 그라운드 접촉 유닛(12)의 방향으로 움직인다.
압축 공기원(82)이 벨로우즈 내에서 스프링, 로프 등과 같은 복귀 메커니즘(미도시)에 의해 활성화 해제될 때 벨로우즈(72)는 접촉할 수 있어서, 차량 접촉 유닛(64)은 상방으로, 즉 접촉 방향(RK)에 반대로 움직일 수 있다.
또한, 접촉 액추에이터(62)는, 차량 접촉 유닛(14)의 접촉 방향(RK)으로 수직 움직임을 행할 수 있는 피스톤 실린더 유닛임을 상정할 수 있다.
정렬 액추에이터(60)는 그 후 회전 축(D)을 중심으로 차량 접촉 유닛(64) 또는 베이스(78)를 회전시킬 수 있어서(도 4 참조), 정밀하게 정렬할 수 있다. 이를 위해, 후속하여 토크를 기어(70) 상에서 생성하는 전기 모터(66)가 활성화된다. 토크는 투쓰들(76)을 통해 벨로우즈에 전달되며, 벨로우즈는 그 후 장착 섹션(68)에 대하여 회전한다.
베이스(78)는 벨로우즈(72)에 회전 고정 방식으로 연결되므로, 베이스(78) 및 그에 따라 차량 접촉 유닛(64)은 정렬 액추에이터(60)에 의해 회전 축(D)을 중심으로 회전한다.
도 5에, 베이스(78)의 저면도가 도시된다.
접촉 액추에이터(62)와 정렬 액추에이터(60)로부터 멀리 면하는 측, 즉 접촉 측에서, 차량 접촉 유닛(64)은 접촉 영역(80)을 포함하며, 이 영역에서, 여러 접촉 전극(84, 88, 92 및 86, 90, 94)이 그라운드 접촉 유닛(12)의 접촉 표면을 접촉하기 위해 구비된다.
도시한 실시예에서 접지 접촉 전극(86)인 제1 접촉 전극(84), 도시한 실시예에서 중성 전극(90)인 제2 접촉 전극(88) 및 도시한 실시예에서 위상 전극(94)인 제3 접촉 전극(92)은 접촉 영역(80) 내에 구비되어, 차량 접촉 유닛(64)은 예컨대 교류에 의해 차량(10)을 충전하도록 세팅된다.
그러나 차량(10)은 직류에 의해 충전됨을 또한 상정할 수 있다. 이를 위해, 제2 접촉 전극(88)은 양의 직류 전극일 수 있으며, 제3 접촉 전극(92)은 음의 직류 전극일 수 있다.
특히, 중성 전극(90), 위상 전극(94), 및 양의 및 음의 직류 접촉 전극의 기능은 교환될 수 없다.
접촉 영역(20, 24, 28 및 22, 26, 30)과 유사하게, 접촉 전극(84, 88, 92 및 86, 90, 94)은 베이스 패턴으로, 그에 따라 여기서 2-차원 브라베이 격자 형태로, 더욱 구체적으로는 육각형 격자로 배치된다. 베이스 패턴은 그러므로 이후 베이스 격자(GS)로 명명되며, 베이스 벡터(s1, s2)를 가지며, 이러한 베이스 벡터(s1, s2)는 동일한 길이이며 120°의 각도를 함께 형성한다. 베이스 격자(GS)는 후속하여 주격자(GH)에 대응한다.
게다가, 베이스 격자(GS)의 격자점 하나는 접촉 영역(80)의 중심점에 있을 수 있다.
접촉 전극(84, 88, 92 및 86, 90, 94)은, 베이스(78)로부터 수직으로 연장하는 접촉 핀(98)(도 4)에 의해 형성되며, 이 접촉 핀(98)은 베이스(78)에 대해 탄성적으로 지지된다.
접촉 핀(98)은 전기 리드(98)를 통해 차량(10)의 온-보드 전원(미도시)에 연결된다.
제1 접촉 전극(84)이나 접지 접촉 전극(86)은 온-보드 전원의 접지 접촉 컨덕터에 연결되고, 제2 접촉 전극(88) 또는 중성 전극(90)은 온-보드 전원의 중성 컨덕터에 연결되며, 제3 접촉 전극(92) 또는 위상 전극(94)은 차량(10)의 온-보드 전원의 위상 컨덕터에 연결된다.
직류 충전의 경우, 양의 및 음의 직류 전극은 충전을 위해 차량(10)의 배터리의 양극 및 음극에 연결된다.
간략화를 위해, 접지 접촉 전극(86), 중성 전극(90) 및 위상 전극(94)만을 참조하며, 이들 전극은 이후, 제1 접촉 전극(84), 제2 접촉 전극(88) 및 제3 접촉 전극(92)을 마찬가지로 의미한다.
개별 접촉 전극(86, 90, 94)을 연결하는 차량 연결 디바이스(14)의 제어 유닛(100)을 통해 연결이 발생한다. 제어 유닛(100)만이 명료성을 위해 도 7의 b), 도 8의 b) 및 도 9의 b)에 도시된다. 도 6에서, 제어 유닛(100)은 제어 유닛(100)의 기능을 예시하는 스위치에 의해 나타낸다.
접촉 영역(80)은 그 중심점에 자기 영역(102)을 갖는다.
접촉 자석(104)이 베이스(78) 내부 또는 베이스(78) 상의 자기 영역(104)에 구비되며, 이 접촉 자석(104)은 베이스 격자(GS)의 격자점 중 하나 상에 자리한다.
접촉 자석(104)은 예컨대 스위칭 온 및 오프될 수 있는 전자석이다. 그러나 접촉 자석(104)은 또한 다른 방식으로 예컨대 대응하는 움직임에 의해 그라운드 접촉 유닛(12)의 자기 요소(46)에 대해 스위칭될 수 있다.
접촉 전극은 기재한 실시예에서 자기 영역(102)에는 존재하지 않는다.
물론, 접지 접촉 전극(86)은 자기 영역(102)에 또한 구비될 수 있으며, 접촉 자석(104)은 접지 접촉 전극(86)에 할당된다. 그러나 또한 다른 접촉 전극이 자기 영역(102)에 구비됨을 상정할 수 있다.
특히 도 6에서 인식할 수 있는 바와 같이, 남은 접촉 전극(86, 90, 94)은 자기 영역(102) 내에서 격자점에 대하여 위치한다.
자기 영역(102)에 가장 가까이에 이웃한 것들, 즉 자기 영역(102)에 최소 거리인 격자점이나 이들 격자점 상의 접촉 전극(90, 94)은 중성 전극(90)과 위상 전극(94)이며, 이들 전극은 교대로 배치된다.
자기 영역(102)에 이웃한 제2의 가장 가까운 것들, 즉 자기 영역(102)에 제2 최소 거리인 이들 격자점이나 접촉 전극(86)은 접지 접촉 전극(86)이다.
접지 접촉 전극(86)은 자석을 포함하지 않거나 자석을 부분적으로 포함할 수 있다.
따라서, 6개의 접지 접촉 전극(86), 3개의 중성 전극(90) 및 3개의 위상 전극(94)이 도시한 실시예에서 구비된다. 오직 3개의 접지 접촉 전극(86), 3개의 중성 전극(90) 및 3개의 위상 전극(94)을 또한 상정할 수 있다.
접촉 전극(86, 90, 94)은 그에 따라 접촉 측에 수직인 또는 접촉 전극(86, 90, 94) 중 하나의 길이 연장에 평행한 대칭 축을 중심으로 회전 대칭으로 위치한다. 대칭 축은 예컨대 자기 영역(102) 및/또는 접촉 영역(80)의 중심점을 통해 진행한다.
전체 차량 접촉 유닛(64)은 또한 회전 대칭적으로 설계될 수 있다. 즉, 그라운드 접촉 유닛(12)에 연결하는데 필요한 적어도 가시적 부분이 회전 대칭적으로 배치된다.
도 3과 유사하게, 접촉 전극(86, 90, 94)의 케이블 연결이 도 6에 개략적으로 나타내고 있다. 이것은 예컨대 차량 연결 디바이스(14)의 제어 유닛(100)을 통해서 발생한다.
접지 접촉 전극(86)은 적어도 하나의 전기 리드(98)를 통해 차량(10)의 온-보드 전원의 보호 접지 컨덕터(PE)에 연결된다. 이들 전극은 그에 따라, 이후 제1 차량 부회로(106)로 지칭되는 부회로를 형성할 수 있다.
중성 접촉 영역과 유사하게, 중성 전극(90) 모두나 그 일부는 차량 연결 디바이스(14)의 제어 유닛(100)을 통해 차량(10)의 온-보드 전원의 중성 컨덕터(N)에 연결되거나, 제어 유닛(100)과 독립적으로 서로에게 전기적으로 연결되거나, 즉 단락-회로가 되거나, 차량 측 상에서 차량(10)의 추가 회로나 일부분에 연결되지 않거나 접지되지 않거나, 차량(10)의 온-보드 전원의 보호 접지 컨덕터에 연결된다.
차량 연결 디바이스(14)의 제어 유닛(100)은 중성 전극(90)의 전기 연결을 변화시킬 수 있으며, 특히 중성 전극 중 일부나 모두를 서로에게 전기적으로 연결하거나, 즉 단락-회로가 되게 한다. 중성 전극(90)은 또한 영구적으로 제어 유닛(100)과 독립적으로 서로에게 전기적으로 연결될 수 있다. 적어도 접지된 상태에서, 그러나 또한 중성 접촉 전극(90) 모두나 일부가 중성 컨덕터에 연결되거나, 서로에게 연결되거나, 즉 단락-회로가 되거나 보호 접지의 전위에 세팅된다면, 중성 전극(90)은 그들의 할당된 전기 리드(98)를 통해 부회로를 함께 형성하며, 이 부회로는 이후 제2 차량 부회로(108)로서 지칭된다.
예컨대, 베이스(78)에서 연결 리드는 중성 전극을 서로에게 연결하거나, 즉 단락-회로가 되게 할 수 있어서 제2 차량 부회로(108)를 형성한다. 베이스(78)에서의 그러한 연결 리드가 예컨대 도 10 및 도 14에 도시된다.
동일하게, 위상 전극(94)은 전기 리드(98)를 통해 차량(10)의 온-보드 전원의 라이브 컨덕터에 연결되거나, 서로에게 전기적으로 연결되거나, 즉 단락-회로가 되거나, 차량 측에서 차량(10)의 추가 회로나 일부분에 연결되지 않거나 보호 접지 전위에 연결된다. 이러한 연결은 차량 연결 디바이스(14)의 제어 유닛(100)에 의해 또한 변화될 수 있다. 서로에게 전기적으로 연결되는 위상 전극(94)은 이후 제3 차량 부회로(110)로 지칭되는 부회로를 또한 형성할 수 있다.
또한, 위상 전극(94)에 있어서, 위상 전극(94) 사이에 영구적인 전기 연결이 존재하여 제3 차량 부회로(110)를 형성함을 상정할 수 있다. 이점은, 단상 교류 충전의 경우나 직류 충전의 경우에서처럼 단지 하나의 위상이 존재한다면 물론 오직 가능하다.
위상 전극(94)의 서로로의 연결은 베이스(78)에서의 연결 리드에 의해 또한 발생할 수 있다.
대응하는 부회로를 제공하는, 접촉 전극(88, 92 및 86, 90, 94)의 서로로의 전기 연결이나 단락-회로가 예컨대 차량 접촉 유닛(64) 자체에서, 특히 오직 베이스(78)에서 구비된다.
도시한 실시예에서, 차량 연결 디바이스(14)는 고-주파수 신호용 신호원(112)과 고-주파수 신호용 측정 유닛(114)을 또한 포함하며, 이들 구성요소는 제1 차량 부회로(106)에 연결된다.
차량(10)을 로컬 전기 네트워크에 연결하기 위해, 즉 차량 접촉 유닛(64)과 그라운드 접촉 유닛(12) 사이에 전기 연결을 발생시키기 위해, 예컨대 도 1에 도시한 바와 같이, 차량 연결 디바이스(14)를 가진 차량(10)이 그라운드 접촉 유닛(12) 위에 주차된다.
차량(10)이 주차된 후, 차량 접촉 유닛(64)은 그라운드 접촉 유닛(12)을 향해 접촉 방향(RK)으로 접촉 액추에이터(62)에 의해 움직인다, 즉 수직으로 하강하며 자석이 스위칭 온된다.
이를 위해, 접촉 액추에이터(62)의 벨로우즈(72)는 도시한 실시예에서 압축 공기원(82)에 의해 팽창한다. 하강하는 동안, 차량 접촉 유닛(64)은 그라운드 접촉 유닛(12)에 더 가까이 움직여서, 차량 접촉 유닛(64)의 중심에서 접촉 자석(104)은 또한 그라운드 접촉 유닛(12)에 근접해 있게 된다.
접촉 자석(104)이 자기 요소(46) 중 하나에 근접해 있자마자, 자기 요소(46)와 접촉 자석(104)은 당긴다.
그에 따라, 자석 영역(102), 더욱 정확하게는 자기 요소(46) 위 접촉 자석(104)을 정렬하는 힘이 차량 접촉 유닛(64) 상에 생성되며, 이러한 힘은 수평 방향, 즉 접촉 방향(RK)에 수직으로 매우 많은 부분을 포함한다.
차량 접촉 유닛(64)이 더 하강함에 따라, 접촉 전극(86, 90, 94)은 예컨대 도 7의 a), 도 8의 a) 및 도 9의 a)에 도시된 바와 같이 접촉 영역(22, 26, 30)과 물리적으로 접촉하며, 접촉 전극(84 및 86)은 다른 접촉 전극(88, 92 및 90, 94)보다 더 길 수 있어서, 즉 베이스(78)로부터 더 멀리 연장할 수 있어서, 접촉 전극(84 및 86)은 하강할 때 먼저 그라운드 접촉 유닛(10)과 접촉한다.
예컨대, 접촉 전극(84 및 86)의 접촉 핀(96)이 다른 접촉 전극(88, 92 및 90, 94)의 그러한 접촉 핀보다 더 길게 설계된다.
접촉 자석(104)이나 자기 영역(102)이 접지 접촉 영역(22)의 자기 요소(46) 위에서 중심부에 위치함이 명백히 자명하다.
자기 요소(46)와 접촉 자석(104) 사이의 이제 매우 작은 거리의 결과로, 차량 접촉 유닛(64)은 수평 방향으로 위치가 고정된다. 접촉 자석(104)과 자기 요소(46)는 이제 수직으로 서로의 위에 있으며 회전 축(D)을 형성한다. 즉, 직선이 자기 요소(46)의 중심을 통해서 및 접촉 자석(104)의 중심을 통해서 회전 축(D)을 형성한다(도 4).
접촉 자석(104)의 자기 요소(46) 중 하나로의 자동 정렬이, 회전 축(D)이 항상 접지 접촉 영역(22)을 통해 진행함을 보장한다. 주격자(GH)에서 회전 축(D)의 위치는 그에 따라 항상 알려져 있다.
그러나 이점은, 남은 접촉 전극(86, 90, 94)이 남은 접촉 영역(22, 26, 30)과 일치함을 의미하지는 않는다. 오히려, 차량 접촉 유닛(64)이 그라운드 접촉 유닛(12)에 대하여 회전하는 상이한 상황을 상정할 수 있다. 3개의 상이한 상황이 도 7의 a), 도 8의 a) 및 도 9의 a)에 도시되어 있다.
도 7의 a)는 원하는 상황에 대응하며, 여기서 주격자(GH)는 베이스 격자(GS)와 일치하며, 심지어 모든 부격자(GU1, GU2, GU3)는 베이스(78) 상의 접촉 전극(86, 90, 94)의 배치와 일치한다.
이 위치에서, 접지 접촉 전극(86)은 접지 접촉 영역(22)의 접촉 표면과 접촉하고, 중성 전극(90)은 중성 접촉 영역(26)의 접촉 표면과 접촉하며, 위상 전극(94)은 위상 접촉 영역(30)의 접촉 표면과 접촉하여 대응하는 접촉점을 형성한다.
이 상황에서, 접촉점의 할당은 정확하다. 즉, 오직 접촉 전극(86, 90, 94)이 동일한 타입의 접촉 영역(22, 26, 30)과 접촉하며, 그에 따라, 예컨대 중성 전극(90)은 접지 접촉 영역(22)이나 위상 접촉 영역(30)과 접촉하지 않는다.
2개의 상황이 도 8의 a) 및 도 9의 a)에 도시되어 있으며, 여기서 주격자(GH)와 베이스 격자(GS)는 하나가 다른 하나의 위에 자리하지 않으며, 따라서 정확한 접촉점이나 정확한 접촉이 형성되지 않는다.
도 8의 a)의 상황에서, 접지 접촉 전극(86)이 중성 접촉 영역(26)이나 위상 접촉 영역(30)의 접촉 표면과 접촉한다.
도 9의 a)에서, 대부분의 접촉 전극, 특히 접지 접촉 전극(86)은 접촉 영역(22, 26, 30)의 접촉 표면과 접촉하기보다는 상이한 접촉 영역(22, 26, 30) 사이의 절연 섹션(49)과 접촉한다.
앞서 언급한 바와 같이, 차량 접촉 유닛(64)이 완전히 하강하면, 접촉 전극(86, 90, 94)에 대한 접촉 영역(22, 26, 30)의 정확한 위치는 알려져 있지 않다.
그러므로 접촉 영역(22, 26, 30)의 접촉 전극(86, 90, 94)으로의 정확한 할당을 점검해야 한다. 이를 위해, 특정한 접촉 전극이 대응하는 할당된 접촉 영역과 접촉하는지가 결정되어야 한다.
이 경우에, 특정한 접촉 영역과 특정한 접촉 전극이 접지 접촉 영역(22)과 접지 접촉 전극(86)이다. 더 나아가, 예컨대, 이들은 외부 접지 접촉 전극(86)이다. 즉, 이들은 자기 영역(102)에 위치하지 않는다.
도 7의 b), 도 8의 b) 및 도 9의 b)에서, 회로(120)의 회로도가 개략적으로 도시되며, 이들 회로도는 결국 도 7의 a), 도 8의 a) 및 도 9의 a)의 상황을 야기한다.
도시한 회로(120)는 오른쪽 상의 제1 차량 부회로(106)와, 상이한 그라운드 부회로(50, 54, 58) 중 하나로 구성되며, 완전하게 폐쇄되지 않는다(도 9).
상세하게, 제1 차량 부회로(106)는 각 경우에 공진 회로(118)를 포함하며, 여기서 신호원(112)과 측정 유닛(114)이 통합되어 있다.
공진 회로(118)는 그 후 제1 그라운드 부회로(50), 제2 그라운드 부회로(54) 또는 제3 그라운드 부회로(58)에 의해 각각의 상황에 따라 접지 접촉 전극(86)을 통해 연장하거나, 도 9에 따른 상황인 경우에 개방을 유지한다.
그러나 또한 미리 결정된 및 별도의 그라운드 부회로가 없어서 제1 그라운드 부회로(50), 제2 그라운드 부회로(54) 및 제3 그라운드 부회로(58)가 링크된 부회로임을 상정할 수 있으며, 대응하는 그라운드 부회로는 접촉 전극(86, 90, 94)에 의한 접촉의 결과로서만 형성한다.
다시 말해, 모든 접촉 영역(22, 26, 30)은, 예컨대 이들이 그라운드 제어 유닛(38)에 의해 모두 보호 접지 전위로 세팅되었으므로 전기적으로 서로에 연결된다. 3개의 접촉 영역(22, 26, 30)이 이제 할당을 점검하는데 사용되는 3개의 그라운드 접촉 전극(86)에 의해 접촉된다면, 이들 접촉된 3개의 접촉 영역(22, 26, 30)은 사용된 그라운드 부회로를 형성한다. 이런 식으로 형성된 그라운드 부회로는 제1 그라운드 부회로(50), 제2 부회로(54) 또는 제3 부회로(58) 중 어느 하나이다.
고-주파수 신호(112)는, 정확한 할당을 결정하기 위해 신호원(112)에 의해 공진 회로(118)에 생성된다.
고-주파수 신호에 의해 유도되어, 연장된 공진 회로(118)의 고-주파수 응답의 결과, 연장된 공진 회로(118)는 이제 제1 차량 부회로(106)와, 응용 가능하다면, 그라운드 부회로(50, 54, 58) 중 하나를 포함하는 전체 회로(120)를 포함한다.
측정 유닛(114)은 고-주파수 응답을 결정하며, 고-주파수 응답을 제어 유닛(100)에 송신한다.
제어 유닛(100)은 고-주파수 응답을 하나 이상의 기준 응답과 비교하여 어떤 기준 응답이 가장 가까운 매칭인지를 결정한다.
기준 응답은 또한 영역일 수 있다. 기준 응답은 예컨대 경험적으로 결정된 고-주파수 응답이며, 이러한 고-주파수 응답은 알려진 회로에서 기록되었으며 제어 유닛(100)의 메모리에 저장된다. 특정 회로는 그에 따라 각 기준 응답에 대해 알려져 있어서, 형성된 회로(120)는 기준 응답을 사용하여 결정될 수 있다.
예컨대, 고-주파수 신호의 감쇄와 같은 특정 특징이 고-주파수 신호를 기준 응답에 할당하는데 사용될 수 있다.
도 7에 따른 상황의 경우에, 제1 그라운드 부회로(50)의 전기 리드(44)는, 제1 그라운드 부회로(50)에서 유도소자로서 도 7에 도시된 저장 요소(48)로 인해 증가한 특징 임피던스를 갖는다.
고-주파수 응답은 그러므로 매우 감쇄하며, 제1 차량 부회로(106)와 제1 그라운드 부회로(50)로부터의 회로(120)에 대응하는 기준 회로와 실질적으로 일치한다. 그에 따라, 제어 유닛(100)은, 회로(120)가 제1 차량 부회로(106)와 제1 그라운드 부회로(50)로부터 형성됨을 결정할 수 있으며, 이것이 의미하는 점은, 3개의 접지 접촉 전극(86)이 접지 접촉 영역(22)이나 그 접촉 표면과 접촉점을 형성한다는 점이다. 이 경우, 정확한 할당이 가정된다.
정확한 할당이 결정됨에 따라, 그라운드 제어 유닛(38)은 충정 공정을 시작할 수 있다. 이를 위해, 그라운드 접촉 유닛(12)의 그라운드 제어 유닛(38)은 접지를 종료하며, 중성 접촉 영역(26)과 위상 접촉 영역(30)을 대응 전력 연결부(40)의 중성 컨덕터(N)와 위상 컨덕터(L)에 연결한다. 이 경우, 접촉 전극(90 또는 94)과 접촉하는 이들 중성 접촉 영역(26)과 위상 접촉 영역(30)만이 전류가 공급된다.
유사하게, 차량 접촉 유닛(64)의 제어 유닛(100)은 중성 전극(90)과 위상 전극(94)을 차량(10)의 온-보드 전원의 중성 컨덕터(N)와 위상 컨덕터(P)에 연결할 수 있다.
그에 따라, 차량(10)의 온-보드 전원은 충전 구조물의 로컬 전기 네트워크에 통합되며, 차량(10)이 이제 충전될 수 있다. 전도성 연결이 그에 따라 사람의 개입 없이 자동으로 발생된다.
그러나 충전이 즉시 중단됨을 적어도 필요로 하는 예기치 않은 상황이 충전 동안 발생할 수 있다. 예컨대, 차량(10)은 후방-단부 충돌 시, 즉 다른 차량이 충전 차량(10)에 충격을 가한다면 움직일 수 있으며, 차량 접촉 유닛(64)은 계획한 대로가 아닌 그라운드 접촉 유닛(12)으로부터 분리된다.
그러한 상황을 인지하기 위해, 접촉 전극(86, 90, 94)과 접촉 표면 사이의 물리적 접촉이 앞서 기재한 바와 같이 신호원(112)과 측정 유닛(114)에 의해 계속해서 또는 정상 간격으로 점검된다.
접촉이 깨졌음이 결정된다면, 충전 전류의 즉각적인 스위칭 오프를 적어도 포함하는 비상 기능이 활성화된다.
도 8 및 도 9의 상황에서, 충전은 하강 후 즉시 시작될 수 없다.
도 8에 따른 상황의 회로(120)는, 도 8의 a)에서 참조번호(86.1)로 나타낸 접지 접촉 전극이나 참조번호(86.2)로 나타낸 접지 접촉 전극(86)이 제1 차량 부회로(106)의 일부인지의 여부에 따라 한편으론 제1 차량 부회로(106)와 다른 한편으론 제2 그라운드 부회로(54) 또는 제3 그라운드 부회로(58)를 포함한다.
저항 요소(48)가 제2 그라운드 부회로(54) 및 제3 그라운드 부회로(58)에서 전기 리드(44)에 구비되지 않으므로, 제2 및 제3 그라운드 부회로(54, 58)의 특징 임피던스는 제1 그라운드 부회로(50)와 비교하여 상당히 감소한다.
물론, 이점은 회로(120)와 공진 회로(118)에 영향을 미쳐서, 고-주파수 신호에 의해 신호원(112)에서 야기되며 측정 유닛(114)에 의해 측정되는 고-주파수 응답은 상이하다. 특히, 고-주파수 신호는 이제 매우 많이 감쇄하지 않는다.
고-주파수 응답의 기준 응답과의 비교를 사용하여, 제어 유닛(100)은, 획득한 고-주파수 응답이 제1 차량 부회로(106) 및 제2 그라운드 부회로(54) 및 제3 그라운드 부회로(58)로부터 형성되는 회로(120)에 할당되는 기준 응답과 같음을 결정한다.
결국, 제어 유닛(100)은, 접지 접촉 전극(86)이 중성 접촉 영역(26) 및 위상 접촉 영역(30)의 접촉 표면과 접촉점을 형성함을 결정할 수 있다. 이 경우, 제어 유닛(100)은 이제 도 8의 a)에 따른 상황이 존재함을 결정한다. 제어 유닛(100)은 그러므로, 차량 접촉 유닛(64)이 정확한 할당을 달성하기 위해 그라운드 접촉 유닛(12)에 대해 30°의 각도만큼 시계방향으로 회전해야 함을 인식한다.
제어 유닛(100)은 그 후, 차량 접촉 유닛(64), 더욱 구체적으로는 베이스(78)가 회전 축(D)을 중심으로, 즉 자기 영역(102)을 중심으로 30°만큼 회전하도록 정렬 액추에이터(60)와 전기 모터(66)를 제어한다. 이런 식으로, 도 7의 a)의 상황이 달성된다.
베이스는 회전될 때, 특히 접촉 표면으로부터 베이스(78)를 상승시키지 않으며 접촉 전극(84, 88, 92 및 86, 90, 94)을 상승시키지 않고도 그라운드 접촉 유닛(12)을 따라 회전한다.
회전이 완료된 후 또는 심지어 회전 동안, 고-주파수 신호를 제1 차량 부회로(106)에 공급함으로써 새로운 점검이 이뤄질 수 있다. 이러한 측정은 결국 도 7의 b)에 대하여 앞서 기재한 결과를 야기한다. 제어 유닛(100)은 그 후 충전을 시작할 수 도 있다.
도 9의 상황에서, 전기 연결은 제1 차량 부회로(106)와 다른 그라운드 부회로(50, 54, 58) 사이에 생성되지 않아서, 도 7 및 도 8에서처럼 전체 회로(120)가 형성되지 않는다.
그럼에도, 공진 회로(118)에 공급된 고-주파수 신호는 측정 유닛(114)에 의해 검출될 수 있는 고-주파수 응답을 생성한다.
기준 응답은 이러한 상황을 위해 제어 유닛(100)에 또한 저장되어서, 제어 유닛(100)은 이 상황은 또한 인식할 수 있다. 이 상황에서, 제어 유닛(100)은 회전 축(D)을 중심으로 한 차량 제어 유닛(64)의 회전에 영향을 미치며, 그 위치에 의해 식별할 수 있는 도 8의 a)의 상황이나 도 7의 a)의 상황 중 어느 것에 도달할 때, 정상 간격으로, 예컨대 특정한 회전 각도 이후, 접촉점의 새로운 할당을 측정한다.
물론, 또한 신호원(112)과 측정 유닛(114)이 그라운드 접촉 유닛(12)에 구비됨을 상정할 수 있다. 이 경우, 고-주파수 신호가 그라운드 부회로(50, 54, 58) 중 하나에서 생성되어 측정 유닛(114)에 의해 측정된다. 측정의 원리는 이 결과로서 변화하지 않는다.
물론, 신호원(112)과 하나의 측정 유닛(114)은 각각 차량 접촉 유닛(64)과 그라운드 접촉 유닛(12) 모두에서 구비될 수 도 있어서, 차량(10) 및 그라운드 접촉 유닛(12)에 의한 정확한 할당 및 적절한 접촉을 결정할 수 있다. 그 결과, 차량 결합 시스템(15)의 동작 신뢰도는 증가한다.
다른 도면에서, 제1 실시예에 실질적으로 대응하는, 차량 연결 디바이스(14)와 그라운드 접촉 유닛(12), 그에 따라 또한 차량 결합 시스템(15)의 추가 실시예가 도시된다. 그러므로 유일한 차이점을 이후 논의하며, 동일한 부분 및 동일한 기능의 부분은 동일한 참조 번호로 제공된다.
차량 결합 시스템(15)의 제2 실시예의 일부의 회로도가 도 10에 도시되어 있다. 특히, 이 제2 실시예는 제1 실시예와 결합될 수 도 있거나 제1 실시예를 보충할 수 도 있다.
이 실시예에서, 그라운드 접촉 유닛(12)은 신호원(122)과 적어도 하나의 측정 유닛(124)을 포함한다.
도시한 실시예에서, 3개의 중성 접촉 영역(26)은 각각 하나의 측정 유닛(124)을 갖게 도시되어 있다. 예컨대, 각각의 중성 접촉 영역(26)은 측정 유닛(124)에 할당되어 그에 전기적으로 연결된다.
신호 소스(122)와 측정 유닛(124)에 의해 어떠한 중성 접촉 영역(26)이 중성 전극(90)에 접촉하는지를 결정할 수 있다. 이것은 접촉점 상의 할당이 정확함이 규명된 후 바람직하게는 결정된다.
예컨대, 중성 전극(90)과 접지 접촉 전극(86)은, 접촉된 중성 접촉 영역(26)을 결정하기 위해 차량 연결 디바이스(14)의 제어 유닛(100)에 의해 차량 접촉 유닛(64)에서 서로에게 전기적으로 연결된다.
중성 접촉 전극(90)은, 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 서로에게 또한 영구히 전기적으로 연결될 수 있다.
신호원(122)은 중성 접촉 영역(26) 중 하나 이상에 전기적으로 연결될 수 있으며, 이러한 접촉은 스위칭 디바이스(140), 특히 중계기나 멀티플렉서에 의해 결정되게 된다. 측정될 중성 접촉 영역(26)은 그에 따라 접촉의 경우에 추가 회로(142)의 일부이다.
이제, 고-주파수 신호가 그라운드 접촉 유닛(12)의 신호원(122)에 의해 생성되어 중성 접촉 영역(26) 및 중성 전극(90)을 통해 차량 접촉 유닛(64)에 송신된다.
측정될 중성 접촉 영역(26)이 중성 전극(90)과 접촉한다면, 고-주파수 신호가 그라운드 접촉 유닛(12)에서 새로 송신되며, 측정 유닛(124) 중 하나에 의해 기록될 수 있다.
측정될 중성 접촉 영역(26)이 중성 전극(90)과 접촉하지 않는다면, 공진 회로는 중단된채 유지되며 고-주파수 신호는 측정 유닛(124)에서 검출될 수 없다.
그라운드 접촉 유닛(12)의 그라운드 제어 유닛(38)은 그에 따라, 어떤 중성 접촉 영역(26)이 측정 유닛(124)으로부터의 측정 결과와 스위칭 디바이스(140)의 세팅을 기초로 하여 중성 전극(90)과 접촉하는지를 결정할 수 있다.
도 14의 a), 도 14의 b), 도 14의 c) 및 도 14의 d)는 접촉한 중성 접촉 영역(26)을 결정하기 위한 절차와, 그에 따라 중성 전극(90)이 베이스(78)에서 서로에게 전기적으로 연결되는 경우에 차량 접촉 유닛(64)의 위치를 결정하기 위한 절차를 더 상세하게 도시한다.
도 14의 a)는, 사용된 회로(142)의 일부분인 제2 그라운드 부회로(54)와 제2 차량 부회로(108)를 단지 도시한다. 간략화하기 위해, 신호원(122)의 접촉부가 접지되는 것으로 도시되며, 이는, 이것이 셋업의 기능에 대응하기 때문이다.
4개의 중성 접촉 영역(26)이 도시되며, 이들 중 3개가 차량 접촉 유닛(64)의 중성 전극(90)에 의해 접촉된다.
스위칭 요소(140)는 스위치에 의해 예시하며, 이들 스위치 각각은 중성 접촉 영역(26)을 신호원(122)이나 보호 접지에 연결할 수 있다.
먼저, 각 경우에, 오직 하나의 중성 접촉 영역(26)이 할당된 스위치에 의해 신호원(122)에 연결되며 회로(142)의 신호는 측정 유닛(124)에 의해 측정된다.
도 14의 a)에 도시한 상황에서, 중성 접촉 영역(26)은, 접촉되지 않은 신호원(122)에 연결되었다. 그러므로 보호 접지에 연결이 없어서, 신호원(122)은 회로(142)에서 고-주파수 신호를 생성할 수 없다. 측정 유닛(124) 중 어느 것도 고-주파수 신호를 검출하지 않아, 신호원(122)에 연결된 중성 접촉 영역(26)이 접촉되지 않음을 결정한다. 신호원(122)으로의 연결은 스위칭 요소(140)에 의해 분리되며, 도 14의 b)에 도시된 바와 같이 다른 중성 접촉 영역(26)이 신호원(122)에 연결된다.
도 14의 b)의 상황에서, 신호원(122)에 연결되는 중성 접촉 영역(26)은 중성 전극(90)에 의해 접촉된다. 즉, 제2 차량 부회로(108)는 제2 그라운드 부회로(54)에 연결된다.
중성 전극(90)이 제2 차량 부회로(108)에 의해 다른 중성 전극(90)에 전기적으로 연결되므로, 스위칭 요소(140)에 의해 접지되는 추가 접촉 중성 접촉 영역(26)에 전기 연결이 이제 또한 있게 된다. 이런 식으로, 필요한 접지가 제공되어, 고-주파수 신호가 신호원(1222)에 의해 회로(142)에서 생성되며 측정 유닛(124)에 의해 검출된다. 결국, 대응하는 중성 접촉 영역(26)이 접촉됨이 결정된다.
다음 단계에서, 추가 중성 접촉 영역(26)은 그 후 스위칭 요소(140)에 의해 신호원(122)에 연결된다(도 14의 c)와 비교). 이 중성 접촉 영역(26)은, 접촉된 중성 접촉 영역(26)의 인근에 있도록 선택된다. 이 중성 접촉 영역(26)이 또한 접촉된다면, 고-주파수 신호는 대응하는 측정 유닛(124)에 의해 또한 검출되어, 접촉을 결정한다.
2개의 중성 접촉 영역(26)이 접촉된 것으로 알려져 있으면, 중성 접촉 영역(26) 중 어떤 것이 손실된 제3 중성 접촉 영역(26)인지에 대한 2가지 가능성만이 있을 수 있다.
이들 2개의 중성 접촉 영역(26) 중 하나는 그 후 스위칭 요소(140)에 의해 신호원(122)에 연결된다(도 14의 d)와 비교). 앞서 기재한 바와 같이, 이 중성 접촉 영역(26)이 또한 접촉되는지는 이때 할당된 측정 유닛(124)에 의해 결정된다.
이것이 접촉된 중성 접촉 영역(26)이라면, 그라운드 접촉 유닛(12)에 대한 차량 접촉 유닛(64)과 베이스(78)의 위치의 결정은 성공적으로 완료되어 위치를 이제 알게 된다. 위치로부터, 접촉된 위상 접촉 영역(30)을 바로 결정할 수 있다.
유사하게, 위상 접촉 영역(30) 중 어떤 것이 위상 전극(94)과 접촉하는지를 결정할 수 있다.
이 방법에 의해, 필요하다면 비상 기능을 활성화할 수 있기 위해, 접촉 전극(86, 90, 94)과 접촉 표면 사이의 접촉이 충전 동안 중단되었는지를 점검할 수 도 있다.
도 11은 도 4와 유사하여, 차량 연결 디바이스(14)의 제3 실시예를 도시한다. 제1 실시예와의 차이점은 정렬 액추에이터(60)의 배치이다.
이 제2 실시예에서, 정렬 액추에이터가 차량 접촉 유닛(64)과 접촉 액추에이터(62) 사이에 구비된다.
이를 위해, 베이스(78)는 투쓰들(76)을 가지며, 이 투쓰들에서, 정렬 액추에이터(60)의 기어(70)가 맞물린다. 기어(70)는 전기 모터(66)에 결합되며, 전기 모터(66)는 회전 고정 방식으로 접촉 액추에이터(62)의 베이스 단부 상에 연결된다.
베이스(78) 및 그에 따른 전체 차량 접촉 유닛(64)은 미도시한 베어링을 통해 접촉 액추에이터(62) 상에 회전 가능하게 장착된다.
접촉 액추에이터(62)는 그 차량에 면하는 단부 상에서 회전 고정 방식으로 장착 섹션(68)에 설치된다. 이것이 또한 차량(10)에 바로 장착됨을 상정할 수 있다.
접촉 영역(22, 26, 30)과 접촉 전극(86, 90, 94)은, 도 3 및 도 6에 유사한 도 12 및 도 13에서 대응하는 격자로 그 배치가 도시된다.
제1 실시예와 대조적으로, 한 타입의 위상 접촉 영역(30)이나 위상 전극(94)이 구비될 뿐만 아니라, 각 경우에 3개의 상이한 것들이 구비되어, 3-상 전류를 송신할 수 있다. 그에 따라, 로컬 전기 네트워크는 3-상 교류 네트워크이며 그라운드 접촉 유닛(12)은 위상 컨덕터나 라이브 컨덕터용의 3개의 상이한 전력 연결부(40)를 포함한다.
그라운드 접촉 유닛(12)은 그에 따라 여러 L1 접촉 영역(126), 여러 L2 접촉 영역(128) 및 여러 L3 접촉 영역(130)을 포함한다.
L1 접촉 영역(126), L2 접촉 영역(128) 및 L3 접촉 영역(130)이 위상 접촉 영역(30)을 형성한다.
L1, L2 및 L3 접촉 영역(126, 128 및 130)은 그에 따라 3개의 부격자(GU3)의 격자점 상에 구비되며, 이들 접촉 영역은 이제 제3 부격자(GU3)의 베이스 벡터 중 적어도 하나의 방향으로 교대로 구비된다.
다시 말해, L1 접촉 영역(126), L2 접촉 영역(128) 및 L3 접촉 영역(130)의 동일한 접촉 영역으로 이루어진 가장 가까운 이웃 접촉 영역의 쌍이 제3 부격자(GU3)에서 없다. 예컨대, L1 접촉 영역(126)의 가장 근처의 이웃 접촉 영역은 각 경우에 3개의 L2 접촉 영역(128)과 3개의 L3 접촉 영역(130)이다.
전기 연결에 관하여, L1 접촉 영역(126), L2 접촉 영역(128) 및 L3 접촉 영역(130)은 각각 로컬 전기 네트워크의 라이브 컨덕터 중 하나에 연결된다. 접촉을 점검하기 위해, 이들 접촉 영역은 그러나 모두 집합적으로 제3 그라운드 부회로(58)를 형성할 수 있다.
유사한 방식으로, 차량 접촉 유닛(64)은 L1 위상 전극(132), L2 위상 전극(134) 및 L3 위상 전극(136)을 포함하며, 이들 위상 전극은 함께 위상 전극(94)을 형성한다.
도 12의 도시한 예에서, 제1 실시예와 관련하여 각각 하나의 위상 전극(94)을 형성하는 L1, L2 및 L3 위상 전극(132, 134 및 136) 각각이 있다.
L1, L2 및 L3 위상 전극(132, 134, 136)은 각각 차량(10)의 온-보드 전원의 라이브 컨덕터 중 하나에 전기적으로 연결되거나 제어 유닛(100)에 의해 제3 차량 부회로(110)에 함께 연결된다.
제3 부격자(GU3)에서 L1, L2 및 L3 접촉 영역(126, 128 및 130)의 구성이나 순서는 접촉 영역(80)에서 L1, L2 및 L3 위상 전극(132, 134 및 136)의 순서에 대응한다. 그에 따라, L1, L2 및 L3 접촉 영역(126, 128 및 130)은 도 7의 a)와 유사한 차량 접촉 유닛(64)과 그라운드 접촉 유닛(12)의 정확한 정렬로 L1, L2 및 L3 위상 전극(132, 134 및 136)과 접촉한다.
기재한 바와 같이, L1, L2 및 L3 접촉 영역(126, 128 및 130)을 포함하는 그라운드 접촉 유닛(12)이 3-상 교류로 차량(10)을 충전하도록 설계될지라도, 그럼에도, 단상 교류로 충전하도록 단지 구성되는 차량(10)이 그에 따라 동일한 위상 전극(94)이 구비되며, 이 그라운드 접촉 유닛(12)을 통해 충전될 수 있다.
이를 위해, 차량 접촉 유닛(64)은 앞서 기재한 바와 같이 그라운드 접촉 유닛(10)과 접촉하게 된다. 후속하여, 그러나 위상 전극(94) 중 단 하나가 차량(10)의 온-보드 전원의 라이브 컨덕터에 전기적으로 연결되며 충전에 사용된다.
남은 2개의 위상 전극(94)은 예컨대 차량을 향해 면하는 측 상에 연결되지 않으며 및/또는 충전에 사용되지 않는 위상 전극(132, 134, 136)은 전위가 없이 유지되거나 보호 접지 컨덕터에 연결된다.
L1, L2 및 L3 접촉 영역(126, 128, 130) 및 L1, L2 및 L3 위상 전극(132, 134, 136)이 또한 중성 접촉 영역(26)과 중성 전극(88) 대신 구비되어, 각 경우에 2개의 L1, L2 및 L3 위상 전극(132, 134, 136)이 차량 접촉 유닛(64)에 존재하는 다른 배치도 상정할 수 있다. 결국, 리드 횡단면은 위상 각각에 대해 증가할 수 있어서, 더 큰 충전 전류가 가능하다.
신호원(112)이 차량 접촉 유닛(64)에 구비되며, 측정 유닛(124)이 그라운드 접촉 유닛(12)에 구비되거나 그 역의 관계도 가능함을 또한 상정할 수 있다. 이런 식으로, 앞서 기재한 바와 같이 정확한 할당이 결정될 수 있다.
게다가, 신호원(112)으로부터의 데이터가 이 경우 고-주파수 신호에 의해 측정 유닛(124)에 송신될 수 있다. 그에 따라 차량 접촉 유닛(64)으로부터 그라운드 접촉 유닛(12)으로 또는 그 역으로의 단방향 데이터 흐름이 가능하다.
차량 접촉 유닛(64)과 그라운드 접촉 유닛(12) 모두가 신호원(112, 122)과 측정 유닛(114, 124)을 포함한다면, 차량 접촉 유닛(64)과 그라운드 접촉 유닛(12) 사이에서, 그에 따라 차량(10)과 남은 충전 시스템 사이에서 양방향 데이터 교환이 가능하다.
동일한 접촉점이 전기 송신을 위한 것으로서 데이터를 송신하는데 사용될 수 있으며, 데이터 송신은 또한 충전 공정 동안 가능하며 이는 고-주파수 신호는 충전 전류에 변조될 수 있기 때문이다.
물론, 개별 실시예의 특성은 원하는 바에 따라 서로와 결합될 수 있다.

Claims (25)

  1. 차량 접촉 유닛(64)을 그라운드 접촉 유닛(12)에 자동으로 전도성 연결하기 위한 차량 배터리 충전 시스템용 차량 연결 디바이스로서,
    적어도 하나의 제1 접촉 전극(84), 적어도 하나의 제2 접촉 전극(88) 및 적어도 하나의 제3 접촉 전극(92)이 구비되는 접촉 영역(80)을 갖는 베이스(78)를 갖는 상기 차량 접촉 유닛(64)으로서, 상기 차량 접촉 유닛(64)은, 상기 적어도 하나의 제1 접촉 전극(84), 상기 적어도 하나의 제2 접촉 전극(88) 및 상기 적어도 하나의 제3 접촉 전극(92)이 상기 그라운드 접촉 유닛과 접촉하게 하기 위해, 접촉 방향(RK)으로 상기 그라운드 접촉 유닛(12)을 향해 가동될 수 있는, 상기 차량 접촉 유닛(64), 및
    실질적으로 상기 접촉 방향(RK)으로 진행하는 회전 축(D)을 중심으로 상기 베이스(78)를 회전시킬 수 있도록 상기 베이스(78)에 연결되는 정렬 액추에이터(60)를 포함하며,
    자기 영역(102)이 상기 접촉 영역(80)에 구비되며, 상기 자기 영역(102)에서, 접촉 자석(104)이, 상기 베이스(78) 내에 또는 상기 베이스(78) 상에 위치하며, 상기 접촉 자석(104)이 회전 축(D)의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는, 차량 연결 디바이스.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 접촉 전극(84)이 적어도 하나의 접지 접촉 전극(86)이고, 상기 적어도 하나의 제2 접촉 전극(88)이 적어도 하나의 중성 전극(90) 또는 적어도 하나의 양의 직류 전극이며 및/또는 상기 적어도 하나의 제3 접촉 전극(92)이 적어도 하나의 위상 전극(94) 또는 적어도 하나의 음의 직류 전극인 것을 특징으로 하는, 차량 연결 디바이스.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 접촉 전극(84), 상기 적어도 하나의 제2 접촉 전극(88) 및 상기 적어도 하나의 제3 접촉 전극(92)이 상기 베이스(78)의 접촉 측 상에서 2-차원 브라베이 격자(Bravais lattice) 형태의 베이스 격자(GS)의 격자점 상에 함께 배치되는 것을 특징으로 하는, 차량 연결 디바이스.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 자기 영역(102)이 상기 접촉 영역(80)의 중앙 지점에 구비되는 것을 특징으로 하는, 차량 연결 디바이스.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 접촉 전극(84), 상기 적어도 하나의 제2 접촉 전극(88) 및 상기 적어도 하나의 제3 접촉 전극(92) 중 하나가 상기 자기 영역(102)에 위치하는 것과, 상기 접촉 자석(104)이 상기 자기 영역(102)에 위치하는 접촉 전극(84, 88, 92)에 할당되는 것을 특징으로 하는, 차량 연결 디바이스.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 자기 영역(102)이 베이스 격자(GS)의 격자점 상에 있으며, 접촉 전극(84, 88, 92)이 가장 가까운 인접 격자점 상에 구비되는 것을 특징으로 하는, 차량 연결 디바이스.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 제3 접촉 전극(92)과 제2 접촉 전극(88)이 상기 가장 가까운 인접 격자점 상에 교대로 구비되는 것을 특징으로 하는, 차량 연결 디바이스.
  9. 청구항 7에 있어서, 접촉 전극(84, 88, 92)이 상기 자기 영역(102)에 인접한 제2의 가장 가까운 격자점 상에 구비되는 것을 특징으로 하는, 차량 연결 디바이스.
  10. 청구항 1에 있어서, 적어도 3개의 제2 접촉 전극(88) 및/또는 적어도 3개의 제3 접촉 전극(92)이 3-상 전력을 송신하기 위해 구비되며, 상기 적어도 3개의 제2 및/또는 제3 접촉 전극(88, 92) 중 적어도 하나가 L1 위상 전극이고, 상기 적어도 3개의 제2 및/또는 제3 접촉 전극(88, 92) 중 적어도 다른 하나가 L2 위상 전극(134)이며, 상기 적어도 3개의 제2 및/또는 제3 접촉 전극(88, 92) 중 적어도 하나의 추가 하나가 L3 위상 전극(136)인 것을 특징으로 하는, 차량 연결 디바이스.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 정렬 액추에이터(60)가 전기 모터(66)를 가지며, 상기 전기 모터(66)의 출력 샤프트가 토크 전달을 목적으로 상기 차량 접촉 유닛(64)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 차량 연결 디바이스.
  12. 그라운드 접촉 유닛(12)과 차량 접촉 유닛(64)을 자동으로 전도성 연결하기 위한 차량 배터리 충전 시스템용 그라운드 접촉 유닛으로서,
    판형(plate-like) 베이스 본체(16)와 제1 접촉 영역(20), 제2 접촉 영역(24) 및 제3 접촉 영역(28)을 포함하며, 상기 제1 접촉 영역(20), 상기 제2 접촉 영역(24) 및 상기 제3 접촉 영역(28)은 2차원 브라베이 격자 형태의 주격자(GH)로 상기 베이스 본체(16)의 타겟 표면(18) 상에 배치되며,
    상기 제1 접촉 영역(20)은 2차원 브라베이 격자 형태의 제1 부격자(GU1)로 배치되고, 상기 제2 접촉 영역(24)은 2차원 브라베이 격자 형태의 제2 부격자(GU2)로 배치되고, 상기 제3 접촉 영역(28)은 2차원 브라베이 격자 형태의 제3 부격자(GU3)로 배치되며,
    상기 제1 부격자(GU1), 상기 제2 부격자(GU2) 및 상기 제3 부격자(GU3)는 서로와 섞여 있으며(interlaced with each other),
    상기 제1 접촉 영역(20), 상기 제2 접촉 영역(24) 및 상기 제3 접촉 영역(28)은 상기 주격자(GH)의 베이스 벡터(h1, h2) 중 적어도 하나의 방향으로 교대로 발생하며,
    자기 요소(46)가 상기 제1 접촉 영역(20), 상기 제2 접촉 영역(24), 및 상기 제3 접촉 영역(28) 중 적어도 하나에 상기 베이스 본체(16) 내에 또는 상기 베이스 본체(16) 상에 구비되는 것을 특징으로 하는, 그라운드 접촉 유닛.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 그라운드 접촉 유닛(12)이 그라운드 제어 유닛(38)과, 그라운드 측에서 상기 그라운드 접촉 유닛(12)을 연결하기 위한 제1 그라운드 연결부(40.1), 제2 그라운드 연결부(40.2) 및 제3 그라운드 연결부(40.3)를 포함하며,
    상기 제1 접촉 영역(20)이 상기 제1 그라운드 연결부(40.1)에 전기적으로 연결되며,
    상기 그라운드 제어 유닛(38)이, 상기 제1 그라운드 연결부(40.1), 상기 제2 그라운드 연결부(40.2) 및 접지 중 적어도 2개 사이에서 상기 제2 접촉 영역(24)의 전기적 연결을 스위칭하도록, 또는 상기 제1 그라운드 연결부(40.1), 상기 제3 그라운드 연결부(40.3) 및 접지 중 적어도 2개 사이에서 상기 제3 접촉 영역(28)의 전기적 연결을 스위칭하도록, 또는 상기 제1 그라운드 연결부(40.1), 상기 제2 그라운드 연결부(40.2) 및 접지 중 적어도 2개 사이에서 상기 제2 접촉 영역(24)의 전기적 연결을 스위칭하고 상기 제1 그라운드 연결부(40.1), 상기 제3 그라운드 연결부(40.3) 및 접지 중 적어도 2개 사이에서 상기 제3 접촉 영역(28)의 전기적 연결을 스위칭하도록 셋업되는 것을 특징으로 하는, 그라운드 접촉 유닛.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 접촉 영역(20)이 접지 접촉 영역(22)이고, 상기 제2 접촉 영역(24)이 중성 접촉 영역(26) 또는 양의 직류 접촉 영역이고, 상기 제3 접촉 영역(28)이 위상 접촉 영역(30) 또는 음의 직류 접촉 영역인 것을 특징으로 하는, 그라운드 접촉 유닛.
  15. 청구항 12에 있어서, 3개의 부격자(GU1, GU2, GU3) 중 적어도 2개가 동일한 격자이거나, 또는 상기 주격자(GH)와 3개의 부격자 (GU1, GU2, GU3) 중 적어도 2개가 동일한 타입이거나, 또는 3개의 부격자(GU1, GU2, GU3) 중 적어도 2개가 동일한 격자이고 상기 주격자(GH)와 3개의 부격자 (GU1, GU2, GU3) 중 적어도 2개가 동일한 타입인 것을 특징으로 하는, 그라운드 접촉 유닛.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 주격자(GH), 상기 제1 부격자(GU1), 상기 제2 부격자(GU2), 및 상기 제3 부격자(GU3) 중 적어도 하나가 육각형 격자인 것을 특징으로 하는, 그라운드 접촉 유닛.
  17. 청구항 12에 있어서, 적어도 3개의 제2 접촉 영역(26), 또는 적어도 3개의 제3 접촉 영역(28), 또는 적어도 3개의 제2 접촉 영역(26) 및 적어도 3개의 제3 접촉 영역(28)이 3-상 전력을 송신하기 위해 구비되며,
    상기 적어도 3개의 제2 접촉 영역(26), 또는 상기 적어도 3개의 제3 접촉 영역(28), 또는 상기 적어도 3개의 제2 접촉 영역(26) 및 상기 적어도 3개의 제3 접촉 영역(28) 중 적어도 하나가 L1 접촉 영역(126)이고, 상기 적어도 3개의 제2 접촉 영역(26), 또는 상기 적어도 3개의 제3 접촉 영역(28), 또는 상기 적어도 3개의 제2 접촉 영역(26) 및 상기 적어도 3개의 제3 접촉 영역(28) 중 적어도 다른 하나가 L2 접촉 영역(128)이고, 상기 적어도 3개의 제2 접촉 영역(26), 또는 상기 적어도 3개의 제3 접촉 영역(28), 또는 상기 적어도 3개의 제2 접촉 영역(26) 및 상기 적어도 3개의 제3 접촉 영역(28) 중 적어도 하나의 추가 하나가 L3 접촉 영역(130)이며,
    상기 적어도 하나의 L1 접촉 영역(126), 상기 적어도 하나의 L2 접촉 영역(128) 및 상기 적어도 하나의 L3 접촉 영역(130)이 상기 제3 부격자(GU3)의 베이스 벡터(u3,1, u3,2) 중 적어도 하나의 방향으로 교대로 발생하는 것을 특징으로 하는, 그라운드 접촉 유닛.
  18. 삭제
  19. 청구항 12에 있어서, 상기 자기 요소(46) 각각이, 대응하는 접촉 영역(20, 24, 28)과 전기적으로 접촉하는 전기 리드(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 그라운드 접촉 유닛.
  20. 차량 연결 디바이스(14)와 그라운드 접촉 유닛(12)을 포함하는 자동 차량 결합 시스템으로서,
    상기 차량 연결 디바이스(14)는 차량 접촉 유닛(64)을 상기 그라운드 접촉 유닛(12)에 자동으로 전도성 연결하기 위한 차량 배터리 충전 시스템용으로 설계되었고,
    상기 차량 연결 디바이스(14)는
    적어도 하나의 제1 접촉 전극(84), 적어도 하나의 제2 접촉 전극(88) 및 적어도 하나의 제3 접촉 전극(92)이 구비되는 접촉 영역(80)을 갖는 베이스(78)를 갖는 상기 차량 접촉 유닛(64)으로서, 상기 차량 접촉 유닛(64)은, 상기 적어도 하나의 제1 접촉 전극(84), 상기 적어도 하나의 제2 접촉 전극(88) 및 상기 적어도 하나의 제3 접촉 전극(92)이 상기 그라운드 접촉 유닛과 접촉하게 하기 위해, 접촉 방향(RK)으로 상기 그라운드 접촉 유닛(12)을 향해 가동될 수 있는, 상기 차량 접촉 유닛(64), 및
    실질적으로 상기 접촉 방향(RK)으로 진행하는 회전 축(D)을 중심으로 상기 베이스(78)를 회전시킬 수 있도록 상기 베이스(78)에 연결되는 정렬 액추에이터(60)를 포함하며,
    상기 그라운드 접촉 유닛(12)은
    판형(plate-like) 베이스 본체(16)와 제1 접촉 영역(20), 제2 접촉 영역(24) 및 제3 접촉 영역(28)을 포함하며, 상기 제1 접촉 영역(20), 상기 제2 접촉 영역(24) 및 상기 제3 접촉 영역(28)은 2차원 브라베이 격자 형태의 주격자(GH)로 상기 베이스 본체(16)의 타겟 표면(18) 상에 배치되며,
    상기 제1 접촉 영역(20)은 2차원 브라베이 격자 형태의 제1 부격자(GU1)로 배치되고, 상기 제2 접촉 영역(24)은 2차원 브라베이 격자 형태의 제2 부격자(GU2)로 배치되고, 상기 제3 접촉 영역(28)은 2차원 브라베이 격자 형태의 제3 부격자(GU3)로 배치되며,
    상기 제1 부격자(GU1), 상기 제2 부격자(GU2) 및 상기 제3 부격자(GU3)는 서로와 섞여 있으며(interlaced with each other),
    상기 제1 접촉 영역(20), 상기 제2 접촉 영역(24) 및 상기 제3 접촉 영역(28)은 상기 주격자(GH)의 베이스 벡터(h1, h2) 중 적어도 하나의 방향으로 교대로 발생하는, 자동 차량 결합 시스템.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 접촉 전극(84), 상기 적어도 하나의 제2 접촉 전극(88), 및 상기 적어도 하나의 제3 접촉 전극(92)이 상기 베이스(78)의 접촉 측 상에서 2-차원 브라베이 격자(Bravais lattice) 형태의 베이스 격자(GS)의 격자점 상에 함께 배치되며,
    상기 베이스 격자(GS)와 상기 주격자(GH)가 실질적으로 서로와 대응하며 및/또는 상기 정렬 액추에이터(60)가, 상기 그라운드 접촉 유닛(12)을 따라 상기 베이스(78)를 회전시킬 수 있도록 상기 베이스(78)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 자동 차량 결합 시스템.
  22. 청구항 20에 있어서, 자기 영역(102)이 상기 접촉 영역(80)에 구비되며, 상기 자기 영역(102)에서, 접촉 자석(104)이, 상기 베이스(78) 내에 또는 상기 베이스(78) 상에 위치하며, 상기 접촉 자석(104)이 회전 축(D)의 위치를 결정하며,
    그라운드 접촉 유닛(12)이 적어도 청구항 17에 따라 설계되며, 상기 차량 접촉 유닛(64)의 자기 요소(46)가, 상기 차량 접촉 유닛(64)을 상기 그라운드 접촉 유닛(12) 상에서 제자리에 고정하기 위해 및 회전 축(D)을 형성하기 위해, 상기 접촉 자석(104)과 상호동작하는 것을 특징으로 하는, 자동 차량 결합 시스템.
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