WO2009003457A1 - Magnetoresonante energie- und informationsübertragung im kraftfahrzeug - Google Patents

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resonant
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Göran SCHUBERT
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Conti Temic Microelectronic Gmbh
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    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices

Definitions

  • a motor vehicle usually includes a plurality of electrical control devices. To supply the same power usually combined to cable harnesses connecting cables are laid. This is associated with a high cost, especially in hard to reach areas of the motor vehicle. In addition, the wiring harnesses increase the weight of the motor vehicle. Finally, such cables can be damaged for example by Marderverbiss, which can lead to malfunction and accidents.
  • the gist of the invention is to wirelessly couple a receiver to a transmitter in an energy-transmitting manner.
  • a transmitter frequency in the megahertz range according to claim 4 is particularly adapted to the distances occurring in a vehicle.
  • the power transmitted to the controller can be further increased.
  • a relay station according to claim 7 enables energy transfer over greater distances. It also allows bypassing electromagnetic obstacles and thus further improves the energy transfer efficiency.
  • a DC power supply voltage can be tapped at the magnetic resonance receiver circuit.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a vehicle with an assembly according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a vehicle with a further embodiment of an assembly according to the invention
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a transmitter according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a transmitter according to a fourth exemplary embodiment
  • Fig. 8 is a schematic diagram of a receiver according to a first
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a receiver according to a second embodiment
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a receiver according to a third
  • Fig. 11 is a schematic diagram of a receiver according to a fourth
  • Fig. 12 is a schematic diagram of a receiver according to a fifth
  • Fig. 13 is a schematic diagram of a receiver according to a sixth
  • a vehicle assembly 2 which comprises at least one control unit 3 and at least one power supply device 4 for the wireless power supply of the at least one control unit 3 shown only schematically in the figures.
  • control devices are all systems in question, which need their own, self-sufficient energy supply.
  • the control unit 3 may in particular be a remote control, a measuring system, for example a tire pressure measuring system, or control units with pulse width modulation, for example an anti-lock braking system, an electronic brake system or vehicle damper.
  • the transmitter 5 By means of the transmitter 5, an oscillating magnetic field with a transmitter frequency f s and a transmitter amplitude can be generated.
  • the transmitter 5 comprises an inductance, in particular a loop antenna or a magnetic field antenna.
  • the transmitter 5 comprises a capacity.
  • the transmitter frequency fs is in the range of 1 to 100 MHz.
  • the inductance and the capacitance of the transmitter 5 together form a transmitting resonant circuit.
  • the receiver 6 has a resonant circuit with an inductance and a capacitance.
  • the resonant circuit has a resonant frequency f * R , which lies in the range of the transmitter frequency fs.
  • the resonant circuit is in particular tunable, so that the resonant frequency f R can be adjusted exactly to the transmitter frequency f s .
  • the receiver 6 comprises a rectifier 8.
  • a modulation device 9 is provided for modulating the transmitter frequency fs and / or in particular the transmitter amplitude.
  • the power supply device 4 is at the same time for informati- ons transmission from the transmitter 5 to the receiver 6 and thus suitable for the control unit 3.
  • a relay station 10 is also provided.
  • the relay station 10 comprises a resonant circuit 11 having an inductance and a capacitance which has a resonant frequency tunable to the transmitter frequency fs.
  • the relay station 10 may also include a frequency adjuster 12.
  • the relay station 10 is used in particular for bypassing an electromagnetic obstacle 13.
  • FIG. 3 shows a further example of the vehicle assembly 2 according to the invention.
  • the resonance circuit 11 of the relay station 10 has a resonant loop 14 which is shaped like an "8", wherein a circle the "8" on the other by an angle, in particular by 90 °, is twisted.
  • the one loop of the "8" of the relay station 10 is preferably optimally aligned with the transmitter 5, while the second of the "8" of the relay station is oriented optimally towards the receiver 6.
  • transmitters 5 can also be provided. These can in particular be synchronized with each other.
  • one of the transmitters 5 serves as a master, which controls the other transmitters, in particular modulates and / or synchronizes.
  • the transmitters 5 which have different transmitter frequencies f ⁇ , wherein the transmitter frequencies f s are in particular so far apart that the transmitters are 5 as mutually decoupled.
  • at least one corresponding receiver 6 with a corresponding resonant frequency is provided for each transmitter 5 with transmitter frequency f s . If necessary, the receivers 6 can be connected in parallel.
  • the transmitter 5 comprises a filter 14.
  • the filter 14 is a single or multi-stage filter.
  • the filter 14 is designed as an LC filter having a first inductance L 1 and a first capacitance C 1 .
  • L 1 first inductance
  • C 1 first capacitance
  • the voltage regulator 18 comprises a rectifier.
  • the core of the transmitter 5 forms the resonant circuit 11.
  • This comprises a resonant circuit capacitor 19 with capacitance C r and a resonant circuit coil 20 with inductance L r .
  • the resonant circuit coil 20 generates a magnetic flux ⁇ r .
  • the resonant circuit 11 comprises a first sensor 21 for detecting the amplitude of the current in the capacitive resonant subcircuit and a second sensor 22 for detecting the amplitude of the current in the inductive resonant subcircuit.
  • the sensors 21, 22 are thus flow meters.
  • the two sensors 21, 22 are coupled in data and / or current-transmitting manner to the control element 16.
  • the control element 16 is designed such that it tunes the frequency for controlling the switch 17 to the resonance frequency of the parallel circuit from a comparison of the data from the two sensors 21, 22.
  • the transmitter 5 is thus automatically, continuously self-tuning. Resonance frequency distortions due to tolerances, aging and / or temperature influences or due to external influences are thus automatically compensated.
  • a second embodiment of the transmitter 5 a is described. Identical parts are given the same reference numerals as in the embodiment of FIG. 4, to the description of which reference is hereby made.
  • the difference to the transmitter 5 is that it is a series resonant circuit and is coupled via a pure AC coupling to the power source 7. Since no short-circuit current can flow when the switch 17 is closed, a second series-connected safety switch can be saved.
  • the sensors 21, 22 are designed as a voltmeter.
  • the control element 16 is designed such that it tunes the frequency of the switch 17 such that the voltage amplitudes in the capacitive and in the inductive resonant subcircuit match.
  • a freewheeling diode D f is provided in the resonant circuit 1 Ia.
  • the transmitter 5a is a series resonance transmitter.
  • the resonant circuit 1b is designed as a so-called mixed-resonant circuit.
  • a further capacitor C f is provided, which is connected in series with the resonant circuit capacitor 19.
  • the capacitance of the capacitor C f is of the same order of magnitude as the capacitance of the resonant circuit capacitor 19.
  • the switch 17c comprises a DC decoupling capacitor C k .
  • Safety measures must be taken when the resonant circuit 1 Ib, in particular when the resonant circuit coil 20 is connected via plug to the control unit 3.
  • the decoupling capacitor C k can also be used advantageously in the alternative embodiments.
  • the receiver 6 comprises a parallel-resonant receiving circuit 24, which can be fine-tuned to the frequency of the magnetic resonance field by means of switchable capacitances C m .
  • the receiving circuit 24 comprises a receiving coil 25 with inductance L re and a receiving capacitor 26 with capacitance C rl .
  • the switchable capacitors C m are connected in parallel to the receiving capacitor 26. Their connection can be achieved by means of switches S m , which can be controlled by a processor 27, wherein the processor 27 is transmitted in a data-transmitting manner to a receiving processor. sor 28 is coupled.
  • the reception sensor 28 is, for example, an ammeter for measuring the current in the reception coil 25.
  • the processor 27 is designed as a microcontroller. According to the transmitter 5, the receiver 6 is continuously self-tuning.
  • the receiving circuit 24 a further contact of the switch S s is provided, which is opened upon reaching the operating voltage to separate a resonant circuit capacitor Cs from the receiving circuit 24.
  • the resonant circuit capacitor C s has the same capacity as the storage capacitor Cs- Thus, the resonant frequency of the receiving circuit 24 is kept constant regardless of the position of the switch S s in the rectifier 8.
  • the current in the receiving circuit 24 is continuously, automatically maximized.
  • the current in the reception coil 25 can be measured by the reception sensor 28 in a minimal variant.
  • the total current in the receiving circuit 24 can be measured.
  • the starting frequency f Emp catcher ie before connecting the additional capacitors C m results in "1 // rr ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • the tuning of the frequency of the receiving circuit 24a can also be realized by a combination of switchable capacitors according to the embodiment of FIG. 8 and switchable inductors according to the embodiment of FIG. 9.
  • the storage capacitor C s is integrated into the resonant circuit of the receiving circuit 24b.
  • the storage capacitor C s is connected in series with the Graetz circuit of the rectifier 8. A vote is possible by switchable capacitors Q n according to the fine tuning in the embodiment of FIG. 8.
  • the controller 3 Since the load is connected in series to the receiving circuit 24, it should have the smallest possible impedance. Thus, the controller 3 remain switched on continuously.
  • the receiver 6c is therefore particularly suitable for consumers with higher power requirements.
  • the tuning of the frequency of the receiving circuit 24c by means of the processor 27 takes place continuously.
  • the receiving circuit 24d has two resonant circuits.
  • the reception capacitances can have a multiplicity of tunable reception capacitors 26d with capacitances C 1n or C 2n .
  • the capacitance of the storage capacitor C s is at least three times as large as the sum of the capacities of the receiving capacitors 26, C s ⁇ 3 • (C n + C n + ...) or C 5 > 3 • (C 21 + C 22 + ).
  • the capacitance of the storage capacitor C s is at least three times as large as the sum of the capacities of the receiving capacitors 26, C s ⁇ 3 • (C n + C n + ...) or C 5 > 3 • (C 21 + C 22 + ).
  • the exemplary embodiment according to FIG. 12 has a high-pass filter 31 and a low-pass filter 32. These allow the separation of the amplitudes of the two resonant circuits. Thus, signals of different frequencies can be received and processed with a single receiver 6d.
  • bandpass filters are provided for filtering the current signal.
  • the receiver 6e comprises two demodulators, which are advantageously implemented by the Greatz rectifiers, for demodulating information modulated on the respective carrier frequency. It is provided that the two low-frequency information in their frequency as far apart from each other as possible. tion that they can be separated by a high-pass filter 33 and a low-pass filter 34 from each other. As before, a larger number of information channels may be provided, wherein the filters are each formed in this case as a bandpass filter.
  • the receiver 6e thus has at least two channels for transmitting energy (fR.es 1, fRes2) and at least two channels for transmitting information (Infol, Info2).
  • the resonant circuit of the receiver 6 is resonantly coupled to the oscillating magnetic field.
  • the resonant frequency f R of the receiver 6 is tuned to the transmitter frequency fs. It is also possible that the resonant frequency f R of the receiver 6 corresponds precisely to the transmitter frequency f s of the transmitter 5, whereby a special tuning of the resonant frequency f R of the receiver 6 can be omitted.
  • the frequency of the switch 17 is controlled by the control 16 until the amplitudes in the capacitive and in the inductive resonance subcircle are just the same. As a result, it is possible in a simple way to compensate resonance frequency cancellations automatically and continuously.
  • control unit 3 After the receiving circuit 24 has been tuned to the frequency of the magnetic field generated by the transmitter 5, the control unit 3 is activated by the activation element 30 after the operating voltage in the voltage sensor 29 has been reached. Before reaching the operating voltage, the control unit 3 is in standby mode. It can thus be activated by means of the transmitter and the receiver 6 in a simple manner as required.
  • the receiver 6 may be integrated into the control unit 3.
  • This can be done for example by amplitude modulation, in particular by changing the quality of the resonant circuit, for example via a parallel or series resonant circuit.
  • Other known modulation methods are also conceivable.
  • two in-phase, with the same transmitter frequency f s oscillating transmitter 5 may be provided. In this case, one transmitter 5 generates an oscillating magnetic field of constant amplitude, while the other transmitter 5 generates an oscillating magnetic field with amplitude modulation.
  • the transmitter 5 transmits a larger amount of energy to the receiver 6 with constant amplitude than the transmitter 5 with amplitude modulation.
  • the two in-phase magnetic fields are superimposed constructively and are received by the same receiver 6.
  • a peak value rectifier is provided in the case of the amplitude modulation.
  • control units 3 are supplied with higher energy, one can also use several transmitters 5.
  • either the resonance frequency must be chosen so small that the distance of the transmitters 5 from one another is clearly less than 1/10 of the wavelength resulting from the resonance frequency, or the transmitters are left work on different frequencies.
  • the same phase can be done by raising one of the control units 3 or transmitter 5 to the master.
  • the master awakens upon ignition and wakes up the other energy transmitters 5 via the magnetoresonant field. This automatically creates a synchronization.
  • the other awakened control units 3 switch from reception to Send and keep the phase.
  • the master modulates the resonant frequency at a fractional rate, for example a quarter of the fixed frequency resonant frequency to it.
  • the signal is used by the other transmitters 5 for synchronization.
  • the receiving control unit 3 also has two corresponding receiving circuits.
  • the two resonant frequencies must be far enough apart so that both systems are considered to be mutually decoupled by filter technology. If necessary, an addition of the two power supply systems on the DC side by means of parallel switching of the outputs of the respective rectifier 8 can take place.
  • relay stations 10 for a long distance or routes that allow only a low efficient transmission, relay stations 10, similar to those can be used in radio links. This can bridge a long distance better, or enforced a power line around the corner. Likewise, geometrically not optimally aligned systems, each optimally aligned to both partners relay stations 10 can be used to increase efficiency. Furthermore, one achieves a higher flexibility during the development, since adjustments with respect to orientation and location would still be possible up to late stages of development.
  • the use of the switch 17 of the transmitter 5 is used.
  • a signal of a carrier frequency can be superposed with a signal in the time domain. This results in sidebands in the frequency spectrum, which can be detected and interpreted as logical signals. Turning the modulation on and off in a timely manner synchronous grid can be represented as a logical consequence.
  • Such a frequency modulation can be realized simply and inexpensively by controlling the switch 17 by means of the control element 16.
  • the carrier signal in this case has, for example, a frequency in the range of 100 kHz to 10,000 kHz, the modulation frequency is then in particular in the range of 10 kHz to 1000 kHz. This would correspond to today's LIN and CAN transmission frequencies.
  • the carrier signal can also be in the range of 30 MHz to 300 MHz and the modulation frequency in the range of 5 MHz to 50 MHz.
  • the transmitter circuit could consist of two in-phase subsystems oscillating at the same resonant frequency.
  • the non-modulated subcircuit should take over the greater part of the current, for example 2/3, and the modulated subcircuit the small part of the current, for example 1/3.
  • the 2nd subcircle transferred only 1/9 of the total energy.
  • the two in-phase magnetic fields were superimposed constructively and could be recorded by one and the same receiving circuit.
  • a peaking rectifier sufficed for separating / recovering the information.
  • the limit of this process is given by the dynamics needed to recover the information. This idea is almost a different way of realizing a certain amount of modulation with the advantage of lower losses.
  • Another way to transfer information is to use a second carrier frequency. Incidentally, whole systems could be decoupled on one and the same control unit, for example a processor with sensors for drivers for actuators or high-voltage systems.
  • an inductance is required, for example a kind of frame antenna and one capacitance, for example as a component 100 nF.
  • a second lower or higher resonant frequency may be generated, depending on whether an inductance in series or parallel to the first inductance and / or a capacitance is added in parallel or in series with the first capacitance.
  • the second resonant frequency must be far enough away from the first, so that it neither detunes nor significantly changes its quality.
  • two magnetoresonant fields of different frequency can be transmitted via, for example, a coil system, in particular a loop antenna pair, so that one resonance frequency is used, for example for power transmission, the other for information transmission. It is also conceivable that one or both resonant frequencies are used both for energy and both for information transmission. With further resonance frequencies, further such channels could be added.
  • More information channels would also be obtained by using different modulation techniques, for example, amplitudes and phase modulation of the same carrier frequency. Decisive for the data throughput or baud rate is the provided bandwidth of the transmission channel. While for local networks, Lin systems, a few tens of kHz are sufficient, for an asynchronous, serial bus system, such as CAN, 500 kHz and for Flexray 5 MHz. Correspondingly high, the respective carrier frequency must be selected.
  • the information can also be transmitted via a phase modulation or amplitude modulation, the advantage being that the sidebands are fixed, ie the resonance frequency of the signal Transmitter 5 and the respective receiver 6 can be placed in the respectively preferred sideband and the filter bandwidth can be made as narrow as technically and economically feasible, thereby making it easier to suppress the carrier signal and the unwanted sideband in the information channel.
  • the advantage is that the systems coupled by means of the magnetic resonance are very narrow-band. As a result, they hardly emit energy outside of the resonance frequency, and they are sensitive only in the resonance range. Consequently, care must be taken that the energy content of the transmitted information is as dominant as possible at the resonant frequency.

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Abstract

Zur drahtlosen Energieversorgung eines Steuergeräts (3) und Informations-Übertragung für ein Kraftfahrzeug ist eine Energieversorgungs-Vorrichtung (4) mit einem Sender (5) und mindestens einem Empfänger (6) vorgesehen. Der Sender ist mit dem Empfänger über ein resonantes Magnetfeld verbunden. Diesem Magnetfeld wird vom Sender eine Information aufmoduliert. Der Empfänger demoduliert und verarbeitet die Information.

Description

Magnetoresonante Energie- und Informationsübertragung im Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugbaugruppe mit einer Energieversorgungs-Vorrichtung zur Energieversorgung mindestens eines Steuergeräts. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Energieversorgung eines Steuergeräts für ein Kraftfahrzeug.
Ein Kraftfahrzeug enthält üblicherweise eine Vielzahl von elektrischen Steuergeräten. Zur Energieversorgung derselben werden in der Regel zu Kabelbäumen zusammengefasste Verbindungsleitungen verlegt. Dies ist insbesondere in schwer zugänglichen Bereichen des Kraftfahrzeugs mit einem hohen Aufwand verbunden. Außerdem erhöhen die Kabelbäume das Gewicht des Kraftfahrzeugs. Schließlich können derartige Kabel beispielsweise durch Marderverbiss beschädigt werden, was zu Funktionsstörungen und Unfällen führen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Energieversorgung eines Steuergeräts für ein Kraftfahrzeug zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, einen Empfänger drahtlos, in energieübertragender Weise an eine Sende-Einrichtung zu koppeln.
Ein Sender zur Erzeugung eines oszillierenden Magnetfelds gemäß Anspruch 2 ist besonders vorteilhaft, da die meisten Materialien nicht mit Magnetfeldern wechselwirken. Es hat sich gezeigt, dass die resonante Ankopplung des Empfängers an das oszillierende Magnetfeld des Senders gemäß Anspruch 3 eine besonders effiziente Energieübertragung ermöglicht.
Eine Senderfrequenz im Megahertz-Bereich gemäß Anspruch 4 ist besonders an die in einem Fahrzeug auftretenden Abstände angepasst.
Durch die Anordnung von mehr als einem Sender mit der gleichen Senderfrequenz gemäß Anspruch 5 lässt sich die zum Steuergerät übertragene Leistung weiter erhöhen.
Durch die Anordnung mehrerer Sender unterschiedlicher Frequenz gemäß Anspruch 6 ist eine Energie- und/oder Informationsübertragung in mehreren voneinander unabhängigen Kanälen möglich.
Eine Relaisstation gemäß Anspruch 7 ermöglicht eine Energieübertragung über größere Abstände. Sie ermöglicht außerdem ein Umgehen von elektromagnetischen Hindernissen und verbessert somit die Effizienz der Energieübertragung weiter.
Mittels eines Gleichrichters gemäß Anspruch 8 kann am magnetresonanten Empfänger-Kreis eine Gleichstrom- Versorgungsspannung abgegriffen werden.
Eine Modulationsvorrichtung zur Modulation der Senderfrequenz gemäß Anspruch 9 ermöglicht zusätzlich zur Energie- eine Informationsübertragung. Mittels des Verfahrens gemäß Anspruch 10 ist die drahtlose Energieversorgung eines Steuergeräts für ein Kraftfahrzeug möglich.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be- Schreibung mehrerer Ausfuhrungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Baugruppe,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer weiteren Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Baugruppe,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer drit- ten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Baugruppe,
Fig. 4 ein Prinzipschaltbild eines Senders gemäß einem ersten Ausfuhrungsbeispiel,
Fig. 5 ein Prinzipschaltbild eines Senders gemäß einem zweiten
Ausfuhrungsbeispiel,
Fig. 6 ein Prinzipschaltbild eines Senders gemäß einem dritten Ausfuhrungsbeispiel,
Fig. 7 ein Prinzipschaltbild eines Senders gemäß einem vierten Ausfuhrungsbeispiel, Fig. 8 ein Prinzipschaltbild eines Empfängers gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 9 ein Prinzipschaltbild eines Empfängers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 10 ein Prinzipschaltbild eines Empfängers gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 11 ein Prinzipschaltbild eines Empfängers gemäß einem vierten
Ausfuhrungsbeispiel,
Fig. 12 ein Prinzipschaltbild eines Empfängers gemäß einem fünften
Ausführungsbeispiel und
Fig. 13 ein Prinzipschaltbild eines Empfängers gemäß einem sechsten
Ausführungsbeispiel .
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 ein Ausführungsbei- spiel der Erfindung beschrieben. In einem Fahrzeug 1 ist eine Fahrzeugbaugruppe 2 vorgesehen, welche mindestens ein Steuergerät 3 und mindestens eine Energieversorgungs-Vorrichtung 4 zur drahtlosen Energieversorgung des mindestens einen in den Figuren nur schematisch dargestellten Steuergeräts 3 umfasst. Als Steuergeräte kommen alle Systeme in Frage, die eine eigene, autarke Energieversorgung benötigen. Das Steuergerät 3 kann insbesondere eine Fernbedienung, ein Messsystem, beispielsweise ein Reifendruckmesssystem, oder auch Steuergeräte mit Pulsweitenmodulation, beispielsweise ein Antiblockiersystem, ein elektronisches Bremssystem oder Fahrzeugdämpfer sein. Die Energieversorgungs-Vorrichtung 4 weist mindestens einen an eine Energiequelle 7 gekoppelten Sender 5 sowie mindestens einen Empfänger 6 auf, wobei der mindestens eine Empfänger 6 mit dem mindestens einen Sender 5 drahtlos, in energieübertragender Weise verbunden ist. Die Energieübertragung von der Energieversorgungs-Vorrichtung 4 zum Steuergerät erfolgt somit vollständig kabellos. Dies senkt die Kosten und erhöht die Lebensdauer.
Mittels des Senders 5 ist ein oszillierendes Magnetfeld mit einer Senderfrequenz fs und einer Senderamplitude erzeugbar. Hierzu umfasst der Sender 5 eine Induktivität, insbesondere eine Rahmenantenne oder eine Magnetfeldantenne.
Außerdem umfasst der Sender 5 eine Kapazität. Die Senderfrequenz fs liegt im Bereich von 1 bis 100 MHz. Die Induktivität und die Kapazität des Senders 5 bilden zusammen einen Sende-Schwingkreis.
Entsprechend dem Sender 5 weist der Empfänger 6 einen Resonanzkreis mit einer Induktivität und einer Kapazität auf. Der Resonanzkreis hat eine Resonanzfrequenz f* R, welche im Bereich der Senderfrequenz fs liegt. Der Resonanzkreis ist insbesondere abstimmbar, sodass die Resonanzfrequenz fR genau an die Senderfrequenz fs angepasst werden kann. Außerdem umfasst der Empfänger 6 einen Gleichrichter 8.
Schließlich ist eine Modulationsvorrichtung 9 zur Modulation der Senderfrequenz fs und/oder insbesondere der Senderamplitude vorgesehen. Hierdurch ist die Energieversorgungs-Vorrichtung 4 gleichzeitig zur Informati- ons-Übertragung vom Sender 5 zum Empfänger 6 und somit zum Steuergerät 3 geeignet.
Beim Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist außerdem eine Relaisstation 10 vorgesehen. Die Relaisstation 10 umfasst einen Resonanzkreis 11 mit einer Induktivität und einer Kapazität, welcher eine auf die Senderfrequenz fs abstimmbare Resonanzfrequenz aufweist. Die Relaisstation 10 kann außerdem eine Frequenzabstimmungseinrichtung 12 umfassen. Die Relaisstation 10 dient insbesondere zur Umgehung eines elektromagnetischen Hinder- nisses 13.
Im Allgemeinen sind der mindestens eine Sender 5 und der mindestens eine Empfänger 6 parallel zueinander angeordnet, insbesondere so, dass ihre magnetischen Feldvektoren parallel zueinander ausgerichtet sind. Hierdurch wird die Effizienz der Energieübertragung verbessert.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel der erfindungsgemäßen Fahrzeugbaugruppe 2. Der zentrale Unterschied zum Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. 2 besteht darin, dass der Resonanzkreis 11 der Relaisstation 10 eine Reso- nanzschleife 14 aufweist, welche wie eine „8" geformt ist, wobei ein Kreis der „8" zum anderen um einen Winkel, insbesondere um 90°, verdreht ist. Hierdurch kann die Ausrichtung eines magnetischen Feldvektors und damit die Ausbreitung des oszillierenden Magnetfelds beeinflusst werden. Die eine Schleife der „8" der Relaisstation 10 ist vorzugsweise optimal auf den Sender 5 ausgerichtet, während die zweite der „8" der Relaisstation optimal zum Empfänger 6 hin orientiert ist. Durch Ausstatten der Relaisstation 10 mit Abstimmkreisen nach Vorbild der Empfänger 6 lässt sich deren Effizienz noch erhöhen. Um höhere Energien zu übertragen, können auch mehrere Sender 5 vorgesehen sein. Diese können insbesondere miteinander synchronisiert sein. Vorteilhafterweise dient einer der Sender 5 als Master, welcher die anderen Sender steuert, insbesondere moduliert und/oder synchronisiert.
Außerdem ist es möglich, mehrere Sender 5 vorzusehen, welche unterschiedliche Senderfrequenzen f§ aufweisen, wobei die Senderfrequenzen fs insbesondere so weit auseinander liegen, dass die Sender 5 als gegenseitig entkoppelt gelten. In diesem Fall ist zu jedem Sender 5 mit Senderfrequenz fs mindestens ein entsprechender Empfänger 6 mit einer entsprechenden Resonanzfrequenz vorgesehen. Wenn nötig, können die Empfänger 6 parallel geschaltet werden.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 ein erstes Ausfuhrungsbeispiel des Senders 5 beschrieben. Der Sender 5 ist an die Energiequelle 7 gekoppelt, welche beispielsweise durch eine Autobatterie und/oder einen Generator gebildet sein kann. Es handelt sich insbesondere um eine 12V-, eine 24V- oder eine 100V- bis 400V-Spanmmgsquelle. Bei dem Sender 5 handelt es sich um einen Parallelresonanz-Sender.
Der Sender 5 umfasst ein Filter 14. Bei dem Filter 14 handelt es sich um ein ein- oder mehrstufiges Filter. Das Filter 14 ist als LC-Filter ausgebildet mit einer ersten Induktivität L1 und einer ersten Kapazität C1. Alternative Filterschaltungen sind selbstverständlich möglich.
Des Weiteren umfasst der Sender 5 einen Zwischenkreiskondensator 15 mit einer Kapazität C2. Femer ist ein von einem Steuerelement 16 gesteuerter Schalter 17 vorgesehen. Das Steuerelement 16 ist vorteilhafterweise als Mikroprozessor ausgebildet.
Zur Energieversorgung des Steuergeräts 16 ist dieses über einen Spannungsregler 18 an die Energiequelle 7 gekoppelt. Der Spannungsregler 18 umfasst einen Gleichrichter.
Den Kern des Senders 5 bildet der Resonanzkreis 11. Dieser umfasst einen Resonanzkreis-Kondensator 19 mit Kapazität Cr und eine Resonanzkreis- Spule 20 mit Induktivität Lr. Beim Betrieb des Senders 5 erzeugt die Resonanzkreis-Spule 20 einen magnetischen Fluss Φr. Außerdem umfasst der Resonanzkreis 11 einen ersten Sensor 21 zur Detektion der Amplitude des Stroms im kapazitiven Resonanzteilkreis und einen zweiten Sensor 22 zur Detektion der Amplitude des Stroms im induktiven Resonanzteilkreis. Bei den Sensoren 21, 22 handelt es sich somit um Strommesser. Die beiden Sensoren 21, 22 sind in daten- und/oder stromübertragender Weise an das Steuerelement 16 gekoppelt. Das Steuerelement 16 ist derart ausgebildet, dass es aus einem Vergleich der Daten von den beiden Sensoren 21, 22 die Frequenz zur Steuerung des Schalters 17 auf die Resonanzfrequenz des Parallelkreises abstimmt. Der Sender 5 ist somit automatisch, fortlaufend selbstabstimmend ausgebildet. Resonanzfrequenzverstimmungen aufgrund von Toleranzen, Alterungs- und/oder Temperatureinflüssen oder aufgrund von externen Einwirkungen werden somit automatisch ausgeglichen.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel des Senders 5 a beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Der Unterschied zum Sender 5 gemäß dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass es sich um einen Serienresonanzkreis handelt und über eine reine AC- Ankopplung an die Energiequelle 7 gekoppelt ist. Da beim Schließen des Schalters 17 kein Kurzschlussstrom fließen kann, kann ein zweiter, in Serie liegender Sicherheitsschalter eingespart werden. Die Sensoren 21, 22 sind als Spannungsmesser ausgebildet. Unabhängig hiervon ist das Steuerelement 16 derart ausgebildet, dass es die Frequenz des Schalters 17 derart abstimmt, dass die Spannungsamplituden im kapazitiven und im induktiven Resonanzteilkreises übereinstimmen.
Außerdem ist im Resonanzkreis 1 Ia eine Freilaufdiode Df vorgesehen.
Bei dem Sender 5a handelt es sich um einen Serienresonanz-Sender.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel des Senders 5b beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 besteht darin, dass der Resonanzkreis 1 Ib als so genannter gemischtresonanter Kreis ausgebildet ist. Im Resonanzkreis 1 Ib ist ein weiterer Kondensator Cf vorgesehen, welcher mit dem Resonanzkreis -Kondensator 19 in Reihe geschaltet ist. Die Kapazität des Kondensators Cf liegt in der gleichen Größenordnung wie die Kapazität des Resonanzkreis-Kondensators 19.
Im Resonanzkreis 1 Ib ist nur der zweite Sensor 22 vorgesehen, welcher als Strommesser ausgebildet ist. Das Steuerelement 16 regelt die Frequenz des Schalters 17 so lange, bis das Maximum der Amplitude des vom zweiten Sensor 22 gemessenen Stroms im induktiven Resonanzteilkreis erreicht ist. Prinzipiell ist diese Alternative auch bei den anderen Ausführungsformen verwendbar. Entsprechend kann im Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. 6 auch ein erster Sensor 21 zur Messung des Stroms im kapazitiven Teilkreis vorgesehen sein.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7 ein viertes Ausfuhrungsbeispiel des Senders 5c beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. 6, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. 6 besteht darin, dass der Schalter 17c einen DC-Entkoppelkondensator Ck umfasst. Dieser stellt sicher, dass bei Kurzschluss oder Anlegen einer externen Spannung kleiner als einer spezifizierten Spannung UCk des Entkoppelkondensators Ck keine sicherheitskritischen Zustände im Steuergerät 3 auftreten können. Si- cherheits-Maßnahmen müssen getroffen werden, wenn der Resonanzkreis 1 Ib, insbesondere wenn die Resonanzkreis-Spule 20 über Stecker an das Steuergerät 3 angeschlossen ist. Der Entkoppel-Kondensator Ck kann auch vorteilhaft bei den alternativen Ausführungsformen eingesetzt werden.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8 ein erstes Ausführungsbeispiel des Empfängers 6 beschrieben. Der Empfänger 6 umfasst einen parallelresonanten Empfangskreis 24, welcher mittels zuschaltbarer Kapazitäten Cm auf die Frequenz des magnetischen Resonanzfeldes fein- abstimmbar ist. Selbstverständlich umfasst der Empfangskreis 24 eine Empfangs-Spule 25 mit Induktivität Lre und einen Empfangs-Kondensator 26 mit Kapazität Crl. Die zuschaltbaren Kondensatoren Cm sind parallel zum Empfangs-Kondensator 26 geschaltet. Ihre Zuschaltung ist mittels Schalter Sm erreichbar, welche von einem Prozessor 27 steuerbar sind, wobei der Prozessor 27 in datenübertragender Weise an einen Empfangssen- sor 28 gekoppelt ist. Beim Empfangs-Sensor 28 handelt es sich beispielsweise um einen Strommesser zur Messung des Stroms in der Empfangs- Spule 25. Der Prozessor 27 ist als Mikrocontroller ausgebildet. Entsprechend dem Sender 5 ist der Empfänger 6 fortlaufend selbstabstimmend.
Außerdem umfasst der Empfänger 6 den Gleichrichter 8. Der Gleichrichter umfasst eine Graetz-Schaltung. Ferner umfasst der Gleichrichter 8 einen Speicherkondensator Cs und einen Entkoppelwiderstand R3. Letzterer dient dem Erhalt der Resonanzgüte beim Aufladen des Speicherkondensators Cs und wird bei Erreichen der Betriebsspannung mittels eines Schalters Ss überbrückt. Das Erreichen der Betriebsspannung wird mittels eines Spannungs-Sensors 29 überprüft. Der Spannungs-Sensor 29 ist außerdem an ein Aktivierungs-Element 30 zum Wecken, d. h. Aktivieren, des Steuergeräts 3 gekoppelt.
Des Weiteren ist im Empfangskreis 24 ein weiterer Kontakt des Schalters Ss vorgesehen, welcher bei Erreichen der Betriebsspannung geöffnet wird, um einen Schwingkreiskondensator Cs vom Empfangskreis 24 abzutrennen. Der Schwingkreiskondensator Cs hat die gleiche Kapazität wie der Speicherkondensator Cs- Somit wird die Resonanzfrequenz des Empfangskreises 24 unabhängig von der Stellung des Schalters Ss im Gleichrichter 8 konstant gehalten. Durch Steuerung der Zuschaltung der Kapazitäten Cm mittels des Prozessors 27 ist der Strom im Empfangskreis 24 fortlaufend, automatisch maximierbar. Hierzu ist in einer Minimalvariante der Strom in der Empfangs-Spule 25 vom Empfangs-Sensor 28 messbar. Alternativ hierzu kann selbstverständlich auch der Gesamtstrom im Empfangskreis 24 gemessen werden. Als Startfrequenz f Empfänger, d. h. vor Zuschalten der zusätzlichen Kondensatoren Cm ergibt sich „ 1 // r r \ τ \~
J Empfänger ~ ~λ VV ^rI + ^s ) ' Lre ) 2 Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9 ein zweites Ausfuhrungsbeispiel des Empfängers 6a beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 besteht darin, dass zur Feinabstimmung der Frequenz des Empfangskreises 24a auf die Frequenz des magnetischen Resonanzfeldes seriell angeordnete, zuschaltbare Induktivitäten Lm vorgesehen sind. Deren Zuschaltung ist wiederum mittels Schalter Sm vom Prozessor 27 steuerbar.
Selbstverständlich kann die Abstimmung der Frequenz des Empfangskreises 24a auch durch eine Kombination von zuschaltbaren Kapazitäten gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 und zuschaltbaren Induktivitäten gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 realisiert werden.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 ein drittes Ausführungsbeispiel des Empfängers 6b beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Speicher-Kondensator Cs in den Schwingkreis des Empfangskreises 24b integriert. Hierbei ist der Speicher-Kondensator Cs mit der Graetz-Schaltung des Gleichrichters 8 in Reihe geschaltet. Eine Abstimmung ist durch zuschaltbare Kondensatoren Qn entsprechend der Feinabstimmung beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 möglich.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 11 ein viertes Ausführungsbeispiel des Empfängers 6c beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel besteht darin, dass es sich um einen serienresonanten Empfänger 6c handelt, d. h. dass die Last in Serie zum Empfangkreis 24c liegt. Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel hat der Speicher-Kondensator Cs eine Kapazität, welche mindestens dreimal so groß ist wie die Summe der Empfangs-Kondensatoren 26, C5 ≥ 3 • (Crl + Cr2 + ...) . Somit ist die Summe der Kapazitäten Cm der Empfangs-Kondensatoren 26 zusammen mit der Induktivität Lre der Empfangs- Spule 25 im Wesentlichen resonanzbestimmend.
Da die Last in Serie zum Empfangkreis 24 geschaltet ist, sollte sie eine möglichst kleine Impedanz aufweisen. Somit kann das Steuergerät 3 kontinuierlich zugeschaltet bleiben. Der Empfänger 6c eignet sich daher insbesondere für Verbraucher höheren Strombedarfs. Wie bei den vorhergehen- den Ausfuhrungsbeispielen erfolgt die Abstimmung der Frequenz des Empfangskreises 24c mittels des Prozessors 27 kontinuierlich.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 12 ein fünftes Ausführungsbeispiel des Empfängers 6d beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Der wesentliche Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 besteht darin, dass der Empfangskreis 24d zwei Resonanzkreise aufweist. Wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 können die Empfangs-Kapazitäten eine Viel- zahl abstimmbarer Empfangs-Kondensatoren 26d mit Kapazitäten C1n bzw. C2n aufweisen. Wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 ist die Kapazität des Speicher-Kondensators Cs mindestens dreimal so groß wie die Summe der Kapazitäten der Empfangs-Kondensatoren 26, Cs ≥ 3 • (Cn + Cn + ... ) bzw. C5 > 3 • (C21 + C22 +... ) . Außerdem ist die
Summe der Kapazitäten der Empfangs-Kondensatoren 26d im ersten Resonanzkreis wesentlich größer als die Summe der Kapazitäten der Empfangs- Kondensatoren 26d im zweiten Resonanzkreis, ΣClB > 100 -ΣC2„ . d. h. die Resonanzkreise gelten filtertechnisch als entkoppelt.
Des Weiteren weist das Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. 12 ein Hochpass- Filter 31 und ein Tiefpass-Filter 32 auf. Diese ermöglichen die Trennung der Amplituden der beiden Resonanzkreise. Somit sind Signale unter- schiedlicher Frequenzen mit einem einzigen Empfänger 6d empfang- und weiterverarbeitbar.
Eine Erweiterung durch Hinzufügen weiterer Resonanzkreise und Gleichrichter ist selbstverständlich möglich. In diesem Fall sind Bandpass-Filter zur Filterung des Stromsignals vorgesehen. Hierbei sind die Frequenzbänder, in welchen die Filter durchlässig sind, überlappungsfrei und so weit voneinander entfernt, dass die einzelnen Signale jeweils voneinander entkoppelt sind.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 13 ein sechstes Ausführungsbeispiel des Empfängers 6e beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Zusätzlich zu den Elementen des vorhergehenden Ausführungsbeispiels umfasst der Empfänger 6e zwei Demodulatoren, die vorteilhafterweise durch die Greatz - Gleichrichter realisiert sind, zur Demodulation von auf die jeweilige Trägerfrequenz modulierten Informationen. Hierbei ist vorgesehen, dass die beiden niederfrequenten Informationen in ihrer Frequenz soweit voneinander sepa- riert liegen, dass sie durch ein Hochpassfilter 33 und ein Tiefpassfilter 34 voneinander getrennt werden können. Wie zuvor kann auch eine größere Anzahl an Informations-Kanälen vorgesehen sein, wobei die Filter in diesem Fall jeweils als Bandpassfilter ausgebildet sind. Der Empfänger 6e weist somit mindestens zwei Kanäle zur Energieübertragung (fR.es 1, fRes2) und mindestens zwei Kanäle zur Informationsübertragung (Infol , Info2) auf.
Eine Kombination der Bestandteile der beschriebenen Ausführungsbeispie- Ie ist selbstverständlich möglich.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur drahtlosen Energieversorgung des Steuergeräts 3 beschrieben. Mittels des Senders 5 wird ein oszillierendes Magnetfeld mit einer Senderfrequenz fs erzeugt. Sodann wird der Schwingkreis des Empfängers 6 an das oszillierende Magnetfeld resonant angekoppelt. Hierzu wird die Resonanzfrequenz fR des Empfängers 6 auf die Senderfrequenz fs abgestimmt. Es ist auch möglich, dass die Resonanzfrequenz fR des Empfängers 6 gerade der Senderfrequenz fs des Senders 5 entspricht, wodurch ein spezielles Abstimmen der Resonanzfrequenz fR des Empfängers 6 entfallen kann. Zur Energieversorgung des Steuergeräts 3 wird der mittels des oszillierenden Magnetfeldes vom Sender 5 im Resonanzkreis des Empfängers 6 induzierte Wechselstrom mittels des Gleichrichters 8 gleichgerichtet. Das Steuergerät 3 wird somit vom Empfänger 6 mit Gleichstrom beziehungsweise mit Gleichspannung versorgt. Zwischen den Sender 5 und den Empfänger 6 können eine oder mehrere Relaisstationen zur Richtungsänderung angeordnet sein.
Zur Abstimmung des Senders 5 wird die Frequenz des Schalters 17 vom Steuerelement 16 so lange geregelt, bis die Amplituden im kapazitiven und im induktiven Resonanzteilkreis gerade gleich sind. Hierdurch lassen sich auf einfache Weise Resonanzfrequenzverstimmungen automatisch und fortlaufend ausgleichen.
Der Empfangskreis 24 des Empfängers 6 wird durch gesteuertes Zuschalten der Empfangs-Kondensatoren 26 auf die Frequenz des magnetischen Resonanzfeldes fein-abgestimmt. Dies kann entweder durch eine Maximie- rung des Stroms im induktiven Teilkreis, d. h. in der Empfangs-Spule 25 oder durch ein Abgleichen des Stroms im induktiven Teilkreis auf den Strom im kapazitiven Teilkreis des Empfangskreises 24 des Empfängers 6 geschehen.
Nachdem der Empfangskreis 24 derart auf die Frequenz des vom Sender 5 erzeugten Magnetfeldes abgestimmt ist, wird das Steuergerät 3 nach Errei- chen der Betriebsspannung im Spannungs-Sensor 29 mittels des Aktivierungs-Elements 30 aktiviert. Vor Erreichen der Betriebsspannung befindet sich das Steuergerät 3 im Standby-Modus. Es ist somit mithilfe des Senders und des Empfängers 6 auf einfache Weise je nach Bedarf aktivierbar.
Selbstverständlich kann der Empfänger 6 in das Steuergerät 3 integriert sein.
Zur zusätzlichen Informationsübertragung ist vorgesehen, das vom Sender 5 erzeugte oszillierende Magnetfeld mit einer Modulationsfrequenz f^, welche wesentlich geringer ist als die Senderfrequenz fs, zu modulieren. Dies kann beispielsweise durch Amplitudenmodulation, insbesondere durch Änderung der Güte des Resonanzkreises, beispielsweise über einen Parallel- oder Serienresonanzkreis erfolgen. Andere bekannte Modulationsverfahren sind ebenfalls denkbar. Insbesondere können zwei phasengleiche, mit gleicher Senderfrequenz fs oszillierende Sender 5 vorgesehen sein. Hierbei erzeugt der eine Sender 5 ein oszillierendes Magnetfeld konstanter Amplitude, während der andere Sender 5 ein oszillierendes Magnetfeld mit Amplitudenmodulation erzeugt. Vorteilhafterweise überträgt der Sender 5 mit konstanter Amplitude eine größere Energiemenge an den Empfänger 6 als der Sender 5 mit Amplitudenmodulation. Die beiden phasengleichen Magnetfelder überlagern sich konstruktiv und werden von demselben Empfänger 6 aufgenommen. Zur Rückgewinnung der Information ist im Fall der Amplitudenmodulation ein Spitzenwertgleichrichter vorgesehen.
Alternativ hierzu ist denkbar, zur Informationsübertragung einen Sender 5 mit einer zweiten Senderfrequenz fS2, welche von der Senderfrequenz fs des ersten Senders 5 verschieden ist, vorzusehen. Hierdurch lassen sich auch verschiedene Elemente des Steuergeräts 3 voneinander entkoppeln.
Im Folgenden wird die Erfindung noch einmal mit anderen Worten beschrieben.
Als Anwendung der magnetresonanten Energieübertragung im Kraftfahrzeug bieten sich auf den ersten Blick alle Systeme an, die eine eigene, autarke Energieversorgung benötigen. Dies sind alle Fernbedienungen, wie zum Beispiel Schlüssel aber ebenso Reifendruckmesssysteme. Stößt man das Tor der Möglichkeiten auf, so fällt auf, dass alle Steuergeräte im Fahrzeug für diese Art der Energieversorgung geeignet sind, solange sichergestellt werden kann, dass immer genügend Energie zur Verfügung steht. Vorteil ist, dass keine Kabelbäume oder zumindest weniger verlegt werden müssen. Einige Steuergeräte sollten vollkommen ohne Kabel und damit Stecker auskommen, was die Kosten senkt und die Lebensdauer erhöht.
Geht man vom derzeitigen Stand aus, können so genannte Zentralsteuerge- rate mit Sensorik mit diesem System versorgt werden. Auch Steuergeräte mit Pulsweitenmodulations-Stufen, deren Aktuatorik dezentral im Fahrzeug verteilt ist, zum Beispiel Antiblockiersystem, elektronische Bremssysteme und Fahrzeugdämpfer sind prädestiniert für den Einsatz des Systems. Dazu teilt man das Steuergerät 3 für zum Beispiel die Fahrzeugdämpferre- gelung in vier intelligente Steuergeräte 3 vor Ort, oder in ein zentrales, intelligentes Steuergerät 3 und vier dumme Aktuatorsteuergeräte vor Ort auf. Somit benötigt jedes Steuergerät 3 deutlich weniger Energie und vereinfacht eine sichere Versorgung. Sind alle Steuergeräte 3 vor Ort intelligent, könnte eines der Generator nahen Steuergeräte 3 die Funktion der Energie- emission übernehmen. Dadurch entfiele ein Steuergerät 3.
Sollten Steuergeräte 3 mit höherer Energie versorgt werden, kann man auch mehrere Sender 5 nutzen. Um den Aufwand der Sicherstellung der Gleichphasigkeit zu reduzieren oder zu vermeiden, muss entweder die Re- sonanzfrequenz so klein gewählt werden, dass der Abstand der Sender 5 zueinander deutlich kleiner als 1/10 der aus der Resonanzfrequenz resultierenden Wellenlänge ist, oder man lässt die Sender auf verschiedenen Frequenzen arbeiten.
Im Fall gleicher Frequenz kann die Gleichphasigkeit durch Erheben eines der Steuergeräte 3 oder Sender 5 zum Master geschehen. Der Master erwacht zum Beispiel bei Zündung und weckt die anderen Energiesender 5 über das magnetoresonante Feld. Dabei entsteht automatisch eine Synchronisation. Die anderen geweckten Steuergeräte 3 schalten von Empfang auf Senden um und behalten dabei die Phasenlage bei. Sobald alle Steuergeräte 3 online sind, moduliert der Master die Resonanzfrequenz mit einem Bruchteil, zum Beispiel ein Viertel der Resonanzfrequenz mit festem Phasenbezug zu dieser. Das Signal wird von den anderen Sendern 5 zur Syn- chronisation genutzt.
Im Fall des Nutzens verschiedener Frequenzen bedingt dies, dass das empfangende Steuergerät 3 ebenfalls über zwei entsprechende Empfangskreise verfügt. Die beiden Resonanzfrequenzen müssen soweit auseinander He- gen, dass beide Systeme filtertechnisch als gegenseitig entkoppelt gelten. Wenn nötig, kann eine Addition der beiden Energieversorgungssysteme auf der DC Seite mittels parallel Schalten der Ausgänge der jeweiligen Gleichrichter 8 erfolgen.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass für eine lange Strecke oder Strecken, die nur eine gering effiziente Übertragung zulassen, Relaisstationen 10, ähnlich denen bei Richtfunkstrecken eingesetzt werden können. Damit kann eine lange Strecke besser überbrückt, beziehungsweise eine Energieführung um die Ecke erzwungen werden. Ebenso können geometrisch nicht optimal zueinander ausgerichtete Systeme, jeweils optimal zu beiden Partnern ausgerichtete Relaisstationen 10 zur Effizienzsteigerung nutzen. Weiterhin erreicht man eine höhere Flexibilität während der Entwicklung, da Anpassungen bezüglich Ausrichtung und Ort noch bis zu späten Entwicklungsstadien möglich wären.
Die Gewinnung der Gleichspannung (DC) Versorgungsspannung erfolgt mit üblichen Mitteln, zum Beispiel Graetz Gleichrichtung und Elkos (eventuell Goldcaps) zur Energiespeicherung. bei reinen Aktuatorsteuergeräten ist eine Einbeziehung des Aktuators in den Resonanzkreis denkbar, d. h. der Laststrom wird direkt aus dem primären oder durch magnetoresonante oder transformatorische Koppelung einem sekundären, resonanten Kreis entnommen. Den Maximalstrom entnimmt man, wenn primär und Lastkreis beziehungsweise primär, sekundär und Lastkreis mit der gleichen Re- sonanzfrequenz und hoher Güte schwingen. Der Strom verringert sich, wenn die Eigen- bzw. Resonanzfrequenz des sekundären und/oder des Lastkreises verstimmt wird, und/oder deren Güte verändert wird. Vorteil bei diesem Verfahren ist, dass keine Gleichrichtungsverluste und deutlich geringere Schaltverluste in den Aktuator-Treibern auftreten. Für den Rech- ner musst trotzdem noch eine DC-Energieversorgung, allerdings mit deutlich geringerer Leistung, realisiert werden.
Neben der Energie- benötigt man noch die Informationsübertragung. Um kabellos zu bleiben, erscheinen Funksysteme nahe liegend. Diese sind je- doch anfällig für alle Arten von elektromagnetischen Störungen. Im Fall der resonanten, über lange Distanzen gekoppelten Magnetfelder, bieten sich diese selbst hervorragend als Träger an. Moduliert man die Magnetresonanz mit einer geringeren Frequenz, so prägt man ihr eine Information auf. Der einfachste Fall der Amplitudenmodulation könnte zum Beispiel durch Manipulation der Güte des Resonanzkreises, zum Beispiel über einen parallelen Transistor beim Parallelresonanzkreis beziehungsweise einem in Serie geschalteten beim Serienresonanzkreis, erfolgen. Aber auch alle anderen bekannten Modulationsverfahren sind denkbar.
Als Beispiel sei die Nutzung des Schalters 17 der Sender 5 herangezogen. Durch Steuerung derselben lässt sich ein Signal einer Trägerfrequenz mit einem Signal im Zeitbereich überlagern. Hierdurch entstehen Seitenbänder im Frequenzspektrum, die als logische Signale detektiert und interpretiert werden können. Durch Ein- und Ausschalten der Modulation in einem zeit- synchronen Raster lässt sich so eine logische Folge darstellen. Eine derartige Frequenzmodulation lässt sich durch Ansteuerung des Schalters 17 mittels des Steuer-Elements 16 einfach und kostengünstig realisieren. Das Trägersignal hat hierbei beispielsweise eine Frequenz im Bereich von 100 kHz bis 10.000 kHz, die Modulationsfrequenz liegt dann insbesondere im Bereich von 10 kHz bis 1000 kHz. Dies würde den heutigen LIN und CAN Übertragungsfrequenzen entsprechen. Um mindestens die Übertragungrate des Flexray zu realisieren, kann das Trägersignal auch im Bereich von 30 MHz bis 300MHz und die Modulationsfrequenz im Bereich von 5 MHz bis 50 MHz liegen.
Durch Filterung des modulierten Signals mit einem Bandpassfϊlter um die Trägerfrequenz kann festgestellt werden, ob auf dieser Frequenz gerade gesendet wird.
Um die Verlustleistung bei der Modulation zu verringern, könnte der Sen- demagnetkreis aus zwei phasengleichen bei der gleichen Resonanzfrequenz schwingenden Teilsystemen bestehen. Dabei soll der nicht modulierte Teilkreis den größeren Anteil des Stromes zum Beispiel 2/3 und der modu- lierte Teilkreis den geringen Teil des Stromes zum Beispiel 1/3 übernehmen. Damit übertrüge der 2. Teilkreis nur noch 1/9 der Gesamtenergie. Die beiden phasengleichen Magnetfelder überlagerten sich konstruktiv und könnten von ein und demselben Empfangskreis aufgenommen werden. Im Fall der Amplitudenmodulation genügte ein Spitzenwertgleichrichter zum Abtrennen/Rückgewinnen der Information. Die Grenze dieses Verfahrens wird durch die Dynamik gegeben, die man benötigt, um die Informationen zurück zu gewinnen. Es handelt sich bei dieser Idee quasi um eine andere Art der Realisierung einer bestimmten Modulationstiefe mit dem Vorteil geringerer Verluste. Ein weiterer Weg zur Informationsübertragung ist, dass man sich einer 2. Trägerfrequenz bedient. Darüber ließen sich im Übrigen ganze Systeme auf ein und demselben Steuergerät entkoppeln, zum Beispiel Prozessor mit Sensorik gegen Treiber für Aktuatorik beziehungsweise Hoch- gegen Niederspannungssysteme.
Um einen magnetoresonanten Kreis zu erzeugen, benötigt man zum einen eine Induktivität, zum Beispiel eine Art Rahmenantenne und eine Kapazi- tat, zum Beispiel als Bauteil 100 nF. Nun kann durch Hinzufugen einer weiteren Induktivität und/oder Kapazität eine zweite tiefer oder höher liegende Resonanzfrequenz erzeugt werden, je nach dem ob eine Induktivität in Reihe oder parallel zu der ersten Induktivität und/oder eine Kapazität parallel oder in Reihe zur ersten Kapazität hinzugefügt wird. Dabei muss die zweite Resonanzfrequenz genügend weit von der ersten entfernt liegen, sodass sie diese weder verstimmt, noch deren Güte merklich verändert. Somit können zwei magnetoresonante Felder verschiedener Frequenz über zum Beispiel ein Spulensystem, insbesondere ein Rahmenantennenpärchen, übermittelt werden, sodass eine Resonanzfrequenz zum Beispiel zur Leistungsübertragung, die andere zur Informationsübertragung genutzt wird. Ebenso ist es denkbar, dass eine oder beide Resonanzfrequenzen sowohl zur Energie und beide zur Informationsübertragung genutzt werden. Mit weiteren Resonanzfrequenzen ließen sich weitere derartige Kanäle hinzufügen.
Mehr Informationskanäle erhielte man auch durch Einsatz verschiedener Modulationsverfahren zum Beispiel Amplituden und Phasenmodulation ein und derselben Trägerfrequenz. Entscheidend für den Datendurchsatz beziehungsweise Baudrate ist die zur Verfügung gestellte Bandbreite des Übertragungskanals. Während für lokale Netzwerke, Lin-Systeme, einige zehn kHz ausreichen, benötigt man für ein asynchrones, serielles Bussystem, wie beispielsweise CAN, 500 kHz und für Flexray 5 MHz. Entsprechend hoch muss die jeweilige Trägerfrequenz gewählt werden.
Um nicht in die niedrigen Grenzwerte oberhalb 30 MHz zu rutschen, ist es ratsam, zum Beispiel ein Flexray adaptives System bei ca. 24 MHz Träger- frequenz zu betreiben. Dadurch erhält man Seitenbänder im Bereich von 29 MHz und 19 MHz. Auch Frequenzbänder, die nicht gemessen werden, bieten sich für eine derartige Nutzung an. Da sich im gewählten Beispiel Träger und Modulationsfrequenz nur gering, etwa Faktor 5, unterscheiden, liegen Träger und Seitenbänder relativ weit voneinander entfernt. Dadurch wird das Informationssignal durch das Resonanzfilter schon relativ stark gedämpft. Sollte die Dynamik nicht ausreichen, legt man die Eigenfrequenz des magnetoresonanten Systems auf eines der Seitenbänder zum Beispiel 29 MHz. Damit wird die Information wieder optimal übertragen und gleichzeitig das zweite ungenutzte „Störseitenband" sowie der Träger besser unterdrückt. Selbstverständlich kann die Information auch über eine Phasenmodulation oder Amplitudenmodulation übertragen werden. Der Vorteil hierbei liegt darin, dass die Seitenbänder fest sind, d. h. die Resonanzfrequenz des Senders 5 und des jeweiligen Empfängers 6 kann in das jeweils bevorzugte Seitenband gelegt werden und die Filterbandbreite so schmal wie technisch- wirtschaftlich möglich ausgelegt werden. Hierdurch ist eine Unterdrückung des Trägersignals und des unerwünschten Seitenbandes im Informationskanal leichter realisierbar. Der Vorteil ist, dass die durch die mittels der Magnetresonanzen gekoppelten Systeme sehr schmalbandig sind. Dadurch emittieren sie außerhalb der Resonanzfrequenz kaum Energie, ebenso sind sie nur im Resonanzbereich sensibel. Folglich muss dafür gesorgt werden, dass der Energiegehalt der übertragenen Information bei Resonanzfrequenz möglichst dominant ist. Des Weiteren kann man sich auch korrelativer Verfahren wie „matched filter" bedienen, wenn mit relativ geringen Pegeln gearbeitet werden muss. Wenn die Steuergeräte 3 zudem keinen Kabelbaum mehr benötigen, schrumpft ihre elektrische Größe beträchtlich um etwa Faktor 10 bis 30, d. h. die Antenne wird ineffizienter. Weiterhin nehmen die Gleichtaktströme ab, die das Hauptproblem bei der Abstrahlung darstellen.
Eine weitere Anwendung der Informationsübertragung mittels magnetore- sonanter Kreise ist die Entkoppelung zwischen Hoch- und Mederspan- nungssystemen in einem Steuergerät. Im MHz-Bereich betrieben, wäre die jeweilige magnetoresonante Spule als Leiterplattenspule ausführbar, abgestimmt mittels Kondensator.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeugbaugruppe (2) umfassend a. mindestens ein Steuergerät (3), b. eine Energieversorgungs-Vorrichtung (4) zur drahtlosen Energieversorgung des mindestens einen Steuergeräts (3) mit i. mindestens einem Sender (5; 5a; 5b; 5c) und ii. mindestens einem Empfänger (6; 6a; 6b; 6c; 6d), c. wobei der mindestens eine Empfänger (6) mit dem mindestens ei- nen Sender (5; 5a; 5b; 5c) drahtlos, in energieübertragender Weise verbunden ist.
2. Fahrzeugbaugruppe (2) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des mindestens einen Senders (5; 5a; 5b; 5c) ein oszillie- rendes Magnetfeld mit einer Senderfrequenz (fs) erzeugbar ist.
3. Fahrzeugbaugruppe (2) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Empfänger (6; 6a; 6b; 6c; 6d) einen Resonanzkreis mit einer Resonanzfrequenz (fR) umfasst, wobei die Reso- nanzfrequenz (IR) insbesondere gleich der Senderfrequenz (fs) ist und/oder auf diese abstimmbar ist.
4. Fahrzeugbaugruppe (2) gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Senderfrequenz (fs) im Bereich von 1 MHz bis 300 MHz liegt.
5. Fahrzeugbaugruppe (2) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Sender (5; 5a; 5b; 5c) vorgesehen sind, welche die gleiche Senderfrequenz (fs) aufweisen.
6. Fahrzeugbaugruppe (2) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Sender (5; 5a; 5b; 5c) vorgesehen sind, bei welchen die Senderfrequenz (fs) so unterschiedlich ist, dass die Sender (5; 5a; 5b; 5c) filtertechnisch als entkoppelt gelten.
7. Fahrzeugbaugruppe (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Relaisstation (10) vorgesehen ist.
8. Fahrzeugbaugruppe (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Empfänger (6; 6a; 6b; 6c; 6d) mindestens einen Gleichrichter (8) aufweist.
9. Fahrzeugbaugruppe (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Modulationsvorrichtung (9) zur Modulation der Senderfrequenz (fs) zur Informationsübertragung vorgesehen ist.
10. Fahrzeugbaugruppe (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (5; 5a; 5b; 5c) selbstabstimmend ausgebildet ist.
11. Fahrzeugbaugruppe (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (6; 6a; 6b; 6c; 6d) selbstabstimmend ausgebildet ist.
12. Verfahren zur drahtlosen Energieversorgung eines Steuergeräts (3) für ein Kraftfahrzeug umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Steuergeräts (3) für eine Kraftfahrzeug, Bereitstellen einer Energieversorgungs- Vorrichtung (4) mit i. mindestens einem Sender (5; 5a; 5b; 5c) und ii. mindestens einem Empfänger (6; 6a; 6b; 6c; 6d), welcher in energieübertragender Weise mit dem Steuergerät (3) verbunden ist,
Erzeugen eines oszillierenden Magnetfeldes mit einer Senderfrequenz (fs) mittels des mindestens einen Senders (5; 5a; 5b; 5c) und resonantes Ankoppeln des Empfängers (6; 6a; 6b; 6c; 6d) an das Magnetfeld.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015082907A (ja) * 2013-10-23 2015-04-27 矢崎総業株式会社 給電装置
WO2017046402A1 (fr) * 2015-09-17 2017-03-23 Safran Electronics & Defense Dispositif de mesure et systeme de mesure d'une pression comprenant un capteur de pression
JP2021145535A (ja) * 2020-03-13 2021-09-24 株式会社豊田中央研究所 無線送電システム
DE102013226233B4 (de) 2013-06-26 2023-02-02 Hyundai Motor Company Fahrzeugantriebssystem mit einer drahtlosen Energieübertragungsfunktion und entsprechendes Verfahren

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111391582A (zh) * 2020-03-26 2020-07-10 湖南行必达网联科技有限公司 胎压监测系统和方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19802773A1 (de) * 1998-01-26 1999-07-29 Ehleringer Richard Dipl Ing Fh Vorrichtung und Verfahren zur drahtlosen Übertragung von Meßwerten bei Fahrzeugrädern
WO2001043997A1 (en) * 1999-12-14 2001-06-21 The Goodyear Tire & Rubber Company Calibration of a transponder for a tire pressure monitoring system
US20050126275A1 (en) * 2003-12-11 2005-06-16 Trw Automotive U.S. Llc Tire parameter sensing system with signal relay device and associated method
US20050151634A1 (en) * 2004-01-09 2005-07-14 Denso Corporation Tire condition monitoring system
US20050150286A1 (en) * 2004-01-12 2005-07-14 Kurtz Anthony D. Transducer employing wireless transmissions for sending and receiving signals
US20060259215A1 (en) * 2005-05-13 2006-11-16 Trw Automotive U.S. Llc Tire parameter sensing system having a tunable circuit
DE102006038923A1 (de) * 2005-08-23 2007-03-01 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit System und Verfahren zum Verbessern einer Stärke eines empfangenen Signals für ein fahrzeuginternes drahtloses Kommunikationssystem
EP1849628A2 (de) * 2006-04-27 2007-10-31 Pacific Industrial Co., Ltd. Empfangsschaltung für reifenseitige Druckerkennungsvorrichtung und Reifenüberwachungssystem

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19802773A1 (de) * 1998-01-26 1999-07-29 Ehleringer Richard Dipl Ing Fh Vorrichtung und Verfahren zur drahtlosen Übertragung von Meßwerten bei Fahrzeugrädern
WO2001043997A1 (en) * 1999-12-14 2001-06-21 The Goodyear Tire & Rubber Company Calibration of a transponder for a tire pressure monitoring system
US20050126275A1 (en) * 2003-12-11 2005-06-16 Trw Automotive U.S. Llc Tire parameter sensing system with signal relay device and associated method
US20050151634A1 (en) * 2004-01-09 2005-07-14 Denso Corporation Tire condition monitoring system
US20050150286A1 (en) * 2004-01-12 2005-07-14 Kurtz Anthony D. Transducer employing wireless transmissions for sending and receiving signals
US20060259215A1 (en) * 2005-05-13 2006-11-16 Trw Automotive U.S. Llc Tire parameter sensing system having a tunable circuit
DE102006038923A1 (de) * 2005-08-23 2007-03-01 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit System und Verfahren zum Verbessern einer Stärke eines empfangenen Signals für ein fahrzeuginternes drahtloses Kommunikationssystem
EP1849628A2 (de) * 2006-04-27 2007-10-31 Pacific Industrial Co., Ltd. Empfangsschaltung für reifenseitige Druckerkennungsvorrichtung und Reifenüberwachungssystem

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013226233B4 (de) 2013-06-26 2023-02-02 Hyundai Motor Company Fahrzeugantriebssystem mit einer drahtlosen Energieübertragungsfunktion und entsprechendes Verfahren
JP2015082907A (ja) * 2013-10-23 2015-04-27 矢崎総業株式会社 給電装置
WO2017046402A1 (fr) * 2015-09-17 2017-03-23 Safran Electronics & Defense Dispositif de mesure et systeme de mesure d'une pression comprenant un capteur de pression
FR3041431A1 (fr) * 2015-09-17 2017-03-24 Sagem Defense Securite Capteur de pression, dispositif de mesure et systeme de mesure d'une pression comprenant un tel capteur
CN108027292A (zh) * 2015-09-17 2018-05-11 赛峰电子与防务公司 包括压力传感器的用于测量的设备以及用于测量压力的系统
US10627303B2 (en) 2015-09-17 2020-04-21 Safran Electronics & Defense Device for measuring and system for measuring a pressure comprising a pressure sensor
CN108027292B (zh) * 2015-09-17 2021-12-21 赛峰电子与防务公司 包括压力传感器的用于测量的设备以及用于测量压力的系统
JP2021145535A (ja) * 2020-03-13 2021-09-24 株式会社豊田中央研究所 無線送電システム
JP7207355B2 (ja) 2020-03-13 2023-01-18 株式会社豊田中央研究所 無線送電システム

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