WO2018219618A1 - Verfahren und vorrichtung zur lokalisierung eines fahrzeugs für eine induktive energieübertragung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur lokalisierung eines fahrzeugs für eine induktive energieübertragung Download PDF

Info

Publication number
WO2018219618A1
WO2018219618A1 PCT/EP2018/062053 EP2018062053W WO2018219618A1 WO 2018219618 A1 WO2018219618 A1 WO 2018219618A1 EP 2018062053 W EP2018062053 W EP 2018062053W WO 2018219618 A1 WO2018219618 A1 WO 2018219618A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ultrasonic
vehicle
signal
ultrasound
receiver
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/062053
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Schumann
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to US16/607,442 priority Critical patent/US11479137B2/en
Priority to EP18723518.9A priority patent/EP3630531A1/de
Priority to JP2019564999A priority patent/JP6894011B2/ja
Priority to CN201880036018.3A priority patent/CN110719857A/zh
Publication of WO2018219618A1 publication Critical patent/WO2018219618A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • G01S5/22—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/35—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • B60L53/36—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles by positioning the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/35—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • B60L53/38—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles specially adapted for charging by inductive energy transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the invention relates to a device and a method Device for locating a vehicle for an inductive energy transfer from an inductive charging device to the vehicle.
  • the document DE 10 2014 220 247 AI describes an assistance system for optimum positioning of the primary coil and secondary coil of an inductive charging device when charging an electric vehicle, wherein between
  • the ultrasonic source is arranged in the vicinity of the primary coil and transmits either uniformly in all spatial directions or with a special
  • the object of the invention is to develop a method and a device in which the localization of the vehicle with respect to the inductive charging station is optimized.
  • Energy transfer from an inductive charging device to the vehicle in A short range comprises at least one ultrasonic transmitter arranged on a primary coil of the inductive charging device, which emits at least one ultrasonic signal.
  • the device comprises a first ultrasonic receiver arranged on the vehicle, which receives at least one first ultrasonic signal sequence in the near zone.
  • Ultrasonic signal sequence in this case comprises at least a first
  • This signal also referred to as a direct-runner, corresponds to a direct transmission of the at least one ultrasonic signal from the first ultrasonic transmitter to the first ultrasonic receiver, without prior reflection of the signal on objects.
  • the first includes
  • Ultrasonic signal sequence further received signals, which respectively correspond to an indirect transmission of the ultrasonic signal from the at least one ultrasonic transmitter to the first ultrasonic receiver. These are signals that are simply or multiply reflected on objects before they reach the first ultrasonic transmitter.
  • the device additionally comprises a second ultrasonic receiver arranged on the vehicle, which at least one second
  • the ultrasound signal sequence comprises a second direct reception signal, which corresponds to a direct transmission of the at least one ultrasound signal from the at least one ultrasound transmitter to the second ultrasound receiver.
  • the second ultrasonic signal sequence comprises further
  • Receive signals which each correspond to an indirect transmission of the first ultrasonic signal from the at least one ultrasonic transmitter to the second ultrasonic receiver.
  • the device includes a third ultrasonic receiver disposed on the vehicle that receives at least one third ultrasonic signal sequence in the near range.
  • the third ultrasound signal sequence comprises a third direct reception signal, which is a direct transmission of the at least one ultrasound signal from the first ultrasound transmitter to the third
  • the third includes
  • Ultrasound signal sequence further received signals, which respectively correspond to an indirect transmission of the first ultrasonic signal from the first ultrasonic transmitter to the third ultrasonic receiver.
  • the short-range features Accordingly, a region within which a reception of the first ultrasonic signal sequence by the first ultrasonic receiver, a reception of the second ultrasonic signal sequence by the second ultrasonic receiver and the reception of a third ultrasonic signal sequence by the third
  • an arithmetic unit which is designed to generate the earliest, first direct reception signal within the first ultrasound signal sequence, and the earliest, second within the second ultrasound signal sequence
  • Direct receive signal and within the third ultrasonic signal sequence to determine the earliest, third direct receive signal.
  • Direct receive signals are each the earliest received
  • Computing unit is additionally designed to determine a position of the vehicle in the vicinity, in particular the position of the secondary coil of the vehicle relative to the primary coil of the inductive charging device as a function of the determined earliest direct reception signals.
  • the device has the advantage that by distinguishing between
  • Direct reception signals and indirect reception signals the signal evaluation is optimized and thus a more accurate localization of the vehicle is made possible relative to the inductive charging device.
  • the at least one ultrasound transmitter is preferably designed to emit the at least one ultrasound signal uniformly in at least two mutually opposite spatial directions.
  • the vehicle could be located as it approaches the primary coil of the inductive charging device from the front or the rear.
  • the at least one ultrasound transmitter is designed to emit the at least one ultrasound signal in a first transmission window, wherein the duration of the measurement window is fixed in time.
  • the ultrasonic receiver is again designed to be the first one
  • Receive ultrasonic signal sequence in a first measurement window the duration of the first measurement window is fixed in time.
  • Ultrasonic receiver is hereby designed to be the second
  • the first, second and third measurement windows whose duration is fixed in time are preferably each longer than the first one
  • ultrasound receivers are designed to time the respective ultrasound signal sequences in mutually synchronized ones
  • the arithmetic unit is adapted to the position of the vehicle relative to the primary coil of the inductive charging device as a function of transit time differences of the determined
  • the arithmetic unit thus checks in what time sequence the direct reception signal from the
  • Direct reception signal e.g. is received later than the earliest, second
  • Ultrasonic transmitter of the first ultrasonic receiver is located farther away, as of the second ultrasonic receiver.
  • ultrasound receivers as the focal point characterize all points for which the amount of the difference between the distances from the first ultrasound receiver and the second ultrasound receiver is the same.
  • Ultrasonic receiver available, creates a second hyperbola with the first or second ultrasonic receiver and the third ultrasonic receiver as
  • a display unit is provided which is adapted to the determined position of the vehicle relative to the primary coil of the inductive
  • the driver could manually position the vehicle by the display so that the primary coil and secondary coil of the inductive charging device are arranged to each other such that a
  • Preference is also a fourth arranged on the vehicle
  • Ultrasonic receiver which is adapted to receive at least a fourth ultrasonic signal sequence in a vicinity.
  • the first, second, third and fourth ultrasonic receiver are in this case arranged so that one at the Vehicle arranged secondary coil of the inductive charging device, in particular centrally located within the arrangement of the ultrasonic receiver.
  • Ultrasonic signal sequence in the near range receive a fourth direct receive signal.
  • the fourth ultrasonic signal sequence further
  • the arithmetic unit is designed to determine the fourth direct reception signal within the fourth ultrasound signal sequence.
  • Ultrasonic receiver, a third reception area of the third ultrasonic receiver and a fourth reception area of the fourth ultrasonic receiver are substantially directed to the secondary coil of the secondary coil of the inductive charging device.
  • the sound lobes of the ultrasonic receiver are respectively opened so that the area of the secondary coil is enclosed by the sound lobes.
  • the device may also be used to locate a vehicle in the
  • Remote area can be used.
  • a further fifth, arranged on the vehicle ultrasonic receiver is preferably provided, the fifth
  • the first and second ultrasound receivers are furthermore designed to receive the first or second ultrasound signal sequence even in the far field. Accordingly, the far-end region characterizes a region within which a reception of the first ultrasound signal sequence by the first
  • the arithmetic unit is furthermore designed to be the fifth within the fifth ultrasound signal sequence Determine direct reception signal and additionally, depending on the determined first, second and fifth direct reception signal to determine a position of the vehicle relative to the primary coil of the inductive charging device.
  • a fifth reception area is directed almost completely in the front-facing direction of the vehicle and arranged so that it can receive a fifth directly transmitted ultrasound signal of the first ultrasound transmitter also in the remote area.
  • the sound lobe of the fifth ultrasonic receiver is accordingly opened such that the area of the pre-alignment of the vehicle from the
  • the fifth ultrasonic receiver may be an ultrasonic receiver installed in the bumper of the vehicle.
  • a further sixth ultrasound receiver which is designed to receive a sixth ultrasound signal sequence with a sixth direct reception signal and further reception signals even in the far range.
  • the sixth reception area of the sixth ultrasound receiver is preferably also in the pre-alignment for this purpose
  • Charging device arranged ultrasonic transmitter for emitting at least one further ultrasonic signal provided.
  • Ultrasonic transmitter emits an ultrasonic signal.
  • At least two ultrasonic transmitters are arranged so that the at least two
  • Ultrasound signals are emitted in opposite directions. This would be an alternative to just one ultrasonic transmitter, which can emit in at least two different, mutually opposite directions. With two ultrasonic transmitters one would have the advantage over that one that the
  • Transmission directions could align exactly.
  • it is preferably provided to tilt the ultrasonic transmitter by an angle of at least 20 °. in this connection
  • this angle marks the angle between the sensor main axis
  • the invention also includes a method for locating a vehicle for an inductive energy transmission to the vehicle in a near area, which is performed by a device described above.
  • a first method step at least one ultrasound signal is emitted by means of at least one ultrasound transmitter.
  • a first ultrasonic signal sequence is received by means of a first ultrasonic receiver, a second ultrasonic signal sequence by means of a second ultrasonic receiver, and a third ultrasonic signal sequence by means of a third ultrasonic receiver in the near zone.
  • a first direct reception signal within the first ultrasonic signal sequence, a second direct reception signal within the second ultrasonic signal sequence and a third direct reception signal within the third ultrasonic signal sequence are determined. Then, a position of the vehicle relative to the primary coil of the inductive charging device in dependence of the previously determined
  • Localization of the vehicle can be used in the remote area.
  • r denotes the distance from transmitter to receiver
  • A the amplitude of the ultrasonic signal
  • k (r) the decrease by atmospheric Damping.
  • the term k (r) is 0.5-2.0 dB / m for typical environmental conditions.
  • the distance of the vehicle from the ultrasonic transmitter can thus be determined at least approximately as a function of the amplitude of the direct reception signal. The prerequisite is that it is known which
  • Sound amplitude has the direct reception signal when primary coil
  • This sound amplitude can e.g. be stored as a reference sound amplitude, so that the amplitudes of the received first direct received signals can be compared with the reference sound amplitude and thus the distance to the ultrasonic transmitter can be estimated approximately.
  • This process step may thus be e.g. be used to check the previously determined by the time difference position of the vehicle relative to the primary coil of the inductive charging device again.
  • FIG. 1 a shows a first embodiment of the device for locating a vehicle for an inductive energy transmission from an inductive charging device to the vehicle in the remote area.
  • FIG. 1b shows a second embodiment of the device for locating a vehicle for an inductive energy transmission from an inductive charging device to the vehicle vicinity.
  • FIG. 2 schematically shows an ultrasound signal sequence with direct reception signals and further reception signals.
  • FIG. 3 shows by way of example the determination of the position of an ultrasonic transmitter relative to the vehicle by means of three ultrasonic receivers.
  • FIG. 4 shows a method sequence for locating a vehicle for an inductive energy transmission to the vehicle.
  • FIG. 1 a shows a top view of a vehicle 30 which is located in advance direction 5 in front of a primary coil 50 b of an inductive charging device.
  • two ultrasonic transmitters 70a and 70b are arranged, each of which emit an ultrasonic signal 80a and 80b in opposite directions.
  • a first ultrasonic receiver 20a, a second ultrasonic receiver 20b, a third ultrasonic receiver 20c, and a fourth ultrasonic receiver 20d are respectively disposed around the secondary coil 50a of the inductive charging device such that the ultrasonic receivers 20a, 20b, 20c, and 20d each have the corners form a rectangle and the
  • Secondary coil is located centrally within this spanned rectangle of the four ultrasonic receiver 20a, 20b, 20c and 20d.
  • Each of the four ultrasonic receiver 20a, 20b, 20c and 20d is located centrally within this spanned rectangle of the four ultrasonic receiver 20a, 20b, 20c and 20d.
  • Ultrasonic receiver 20a, 20b, 20c and 20d has a reception area 60a, 60b, 60c and 60d, wherein the first reception area 60a of the first
  • Ultrasonic receiver 20a and the second receiving portion 60b of the second ultrasonic receiver 20b are aligned substantially in the pre-5 direction.
  • the vehicle is positioned in this figure such that the two ultrasonic transmitters 70a and 70b and thus the primary coil 50b are not yet within the range defined by the arrangement of the four ultrasonic receivers 20a, 20b, 20c and 20d. In this position of the vehicle relative to the ultrasonic transmitters 80a and 80b, only the first one can
  • Receive ultrasonic signal sequence with a first direct receive signal 90a or a second direct receive signal 90b receives the third reception area 60c of the third ultrasonic receiver 20c and the fourth reception area 60d of the fourth ultrasonic receiver 20d are aligned against the preceding direction 5 of the vehicle 30 so that they do not receive a direct reception signal of the two ultrasonic transmitters 70a and 70b at this position of the vehicle relative to the ultrasonic transmitters 80a and 80b can receive. Is pictured
  • Ultrasonic receivers 20d can only be at this distance
  • Ultrasonic signal sequences with further received signals each of an indirect transmission of the ultrasonic signal to the third and fourth
  • Ultrasonic receiver correspond, received.
  • another fifth ultrasonic receiver 40 is located at the front of the vehicle 30, eg the bumper.
  • the fifth receiving area 60e associated with the fifth ultrasonic receiver 40 is in
  • Ultrasonic transmitter 70a can receive.
  • a computing unit 25 is arranged, which is designed to operate within the
  • Ultrasound signal sequences to determine the earliest received direct receive signals and, depending on the detected direct receive signals, a position of the vehicle 30 relative to the inductive primary coil 50b
  • a first GPS transmitter 34 is arranged on the vehicle 30 and a second GPS transmitter 35 is arranged on the primary coil 50b.
  • the transmitted GPS signals are received by the arithmetic unit 25 and compared with each other, so that it can be provided that the two ultrasonic transmitters 70a and 70b only in response to a possible reception radius of the
  • Ultrasonic receivers begin to transmit the ultrasonic signals. Typically, ultrasound receivers can receive useful ultrasonic signals from a distance of 5-10 meters.
  • an RFID coil may alternatively be arranged on the vehicle, which is decoded by a transmitting and receiving unit arranged on the primary coil.
  • a transmitting and receiving unit arranged on the primary coil.
  • Another possibility for this also consists of an ultrasonic transmitter arranged on the vehicle which emits a code which in turn is received and decoded by at least one ultrasonic receiver arranged on the primary coil.
  • FIG. 1b shows a situation in which the
  • Vehicle 30 is located in the vicinity and is positioned over the primary coil 50bso that primary coil 50b, and secondary coil 50a arranged one above the other are. In the illustrated position of the vehicle 30 may be to a
  • the first ultrasonic receiver 20a and the second ultrasonic receiver 20b receive direct reception signals 100a and 100b from the ultrasonic transmitter 70a. Difference here is that now the third
  • Ultrasonic receiver 20c an ultrasonic signal sequence with a third
  • Ultrasonic signal sequence with a fourth direct reception signal lOOd receives are respectively transmitted by the ultrasonic transmitter 70b.
  • FIG. 2 shows by way of example a first ultrasonic signal sequence 250 in a timed first measurement window 255.
  • the at least one ultrasound transmitter transmits the first ultrasound signal here in timed transmission windows, in which case a further transmission window 240a is followed by another second transmission window 240b.
  • the time interval between the transmission windows and the time length of a transmission window are dependent on the pulse repetition frequency of the ultrasonic transmitter.
  • the timed first measurement window 255 of the first ultrasound receiver, in which the first ultrasound signal sequence 250 is received, is in this case selected such that the first measurement window 255 is approximately twice as long as a transmission window 240a or 240b.
  • the illustrated first ultrasonic signal sequence 250 comprises two first
  • Direct receive signals 230a and 230b each associated with another transmit window 240a or 240b of the ultrasonic transmitter.
  • the direct receive signal 230a hereby identifies the earliest first direct receive signal.
  • the first ultrasonic signal sequence 250 comprises further received signals 220, the echoes due to multipath propagation and reflection on the vehicle.
  • the direct receive signals 230a and 230b are different from the other receive signals by the magnitude of the amplitude because the direct receive signals 230a and 230b each have the largest amplitude. If the pulse repetition frequency of one ultrasonic transmitter is slow enough, it can furthermore be assumed that only one direct-runner is received in a transmission window and this time is first detected within the transmission window
  • FIG. 3 shows by way of example an arrangement of three ultrasound receivers 300a, 300b and 300c in order to determine the position of the ultrasound receivers 300a, 300b and 300c relative to an ultrasound transmitter 330 as a function of transit time differences of the detected direct reception signals.
  • the arrows 310a, 310b and 310c indicate in FIG. 3 the measured reception times of the detected direct reception signals.
  • the ultrasound receivers are designed to receive the respective ultrasound signal sequences in mutually synchronized, timed measurement windows. Due to the desynchronization of ultrasonic transmitter and
  • Ultrasonic receivers do not mark the arrows the transit times of
  • the first hyperbola 330 identifies all points for which the magnitude of the difference in distances to the first ultrasound receiver 300a and the second ultrasound receiver 300b as foci of the first hyperbola 330 are equal.
  • the second hyperbola 320 identifies all points for which the amount of difference in distances to the second ultrasound receiver 300b and the third ultrasound receiver 300c as foci of the second hyperbola 320 are equal.
  • the intersection 335 of the first hyperbola 330 and the second hyperbola 330 uniquely identifies the location of the ultrasound transmitter relative to the ultrasound receivers.
  • FIG. 4 shows a method sequence for locating a vehicle for an inductive energy transmission to the vehicle. This is in a
  • Process step 400 emitted a first ultrasonic signal.
  • a step 410 following the method step 400 it is checked whether at least one first ultrasound signal sequence having at least one first direct reception signal and further reception signals, a second one
  • Ultrasonic signal sequence was received with at least a second direct receive signal and further received signals and a third ultrasonic signal sequence with at least a third direct receive signal and further received signals.
  • the ultrasonic signal sequences can be received simultaneously, but also consecutively in any order. If the first, second and third ultrasonic signal sequences are received, this is an indication that the vehicle is in the vicinity and in a step 430 following the method step 410, the earliest, first direct reception signal within the first ultrasound signal sequence, the earliest second direct reception signal within the second ultrasonic signal sequence and the earliest third direct reception signal within the third
  • Ultrasonic signal sequence determined.
  • the earliest direct receive signals can be determined simultaneously but also consecutively in an arbitrary order.
  • Method step 500 the position of the vehicle is then determined relative to the primary coil of the inductive charging device as a function of the determined direct reception signals.
  • step 380 location signals of the vehicle from the primary coil of the inductive
  • Charging device are received. These are in one on the
  • Method step 380 following method step 390 compared. If it is determined that the first ultrasound receiver and / or second ultrasound receiver and / or third ultrasound receiver is located in a possible reception range of the emitted first ultrasound signal, the ultrasound transmitter in method step 400 starts emitting ultrasound signals. If it is determined that the vehicle is still too far away from the primary coil for this purpose, the method is terminated or alternatively started from the beginning. Optionally, further ultrasound signal sequences can be received in a method step 420 following the method step 410. This fourth ultrasonic signal sequence, for example, contains at least a fourth and further received signals. The earliest fourth direct reception signal would then be determined again in the following method step 440.
  • the method may also include locating the method
  • Ultrasonic receiver can be received in the on the
  • Process step 410 following method step 460 checked whether instead a fifth ultrasonic signal sequence is received by means of a fifth ultrasonic receiver. If the fifth ultrasound signal sequence is received, the fifth direct reception signal is determined in method step 480 following method step 460 within the fifth ultrasound signal sequence. In addition, the earliest, first direct receive signal within the first
  • Charging device determined in dependence of the determined first, second and third direct reception signal. If it is determined in method step 460 that no fifth ultrasonic signal sequence can be received by means of the fifth ultrasonic receiver, in the following method step 490 the amplitudes of the determined earliest first and second direct receive signals are compared with an associated reference amplitude. This exploits that the amplitude of a received direct receive signal on the
  • the amplitude which the direct reception signal has when the primary coil and the secondary coil are used can be used as the reference amplitude
  • the position of the vehicle is determined in method step 500 following method step 490.
  • the position of the vehicle relative to the primary coil can be displayed to the driver of the vehicle, for example on a screen.
  • the transverse and / or longitudinal drive of the vehicle can be controlled by the arithmetic unit as a function of the determined position of the vehicle relative to the primary coil of the inductive charging device.

Abstract

Die Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs (30) für eine induktive Energieübertragung von einer induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug (30) umfasst einen Ultraschallsender (70a), der wenigstens ein erstes Ultraschallsignal (80a) aussendet. An dem Fahrzeug sind wenigstens drei Ultraschallempfänger angeordnet, die jeweils eine Ultraschallsignalfolge mit einem Direktempfangssignal und weiteren Empfangssignalen empfangen. An dem Fahrzeug (30) ist eine Recheneinheit (25) angeordnet, die dazu ausgebildet ist, innerhalb der Ultraschallsignalfolgen die frühsten empfangenen Direktempfangssignale zu ermitteln und abhängig von den ermittelten Direktempfangssignalen, eine Position des Fahrzeugs (30) relativ zu der Primärspule (50b) der induktiven Ladeeinrichtung zu ermitteln.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung von einer induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug.
Die Schrift DE 10 2014 220 247 AI beschreibt ein Assistenzsystem zur optimalen Positionierung von Primärspule und Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung beim Laden eines Elektrofahrzeugs, wobei zwischen
Primärspule und Sekundärspule Ultraschallsignale ausgetauscht werden. Die Ultraschallquelle ist dabei in der Nähe der Primärspule angeordnet und sendet entweder gleichförmig in alle Raumrichtungen oder mit einer speziellen
Abstrahlcharakteristik in bestimmte Raumrichtungen aus.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, bei der die Lokalisierung des Fahrzeugs bezüglich der induktiven Ladestation optimiert wird.
Offenbarung der Erfindung
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur
Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung von einer induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Zudem wird ein Verfahren zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung von einer induktiven
Ladeeinrichtung an das Fahrzeug vorgeschlagen, welches durch die Vorrichtung ausgeführt wird.
Die Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive
Energieübertragung von einer induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug in einem Nahbereich umfasst wenigstens einen an einer Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung angeordneten Ultraschallsender, welcher wenigstens ein Ultraschallsignal aussendet. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung einen ersten an dem Fahrzeug angeordneten Ultraschallempfänger, welcher wenigstens eine erste Ultraschallsignalfolge in dem Nahbereich empfängt. Die erste
Ultraschallsignalfolge umfasst hierbei wenigstens ein erstes
Direktempfangssignal. Dieses auch als Direktläufer bezeichnete Signal entspricht einer direkten Übertragung des wenigstens einen Ultraschallsignals von dem ersten Ultraschallsender an den ersten Ultraschallempfänger, ohne vorherige Reflexion des Signals an Gegenständen. Außerdem umfasst die erste
Ultraschallsignalfolge weitere Empfangssignale, welche jeweils einer indirekten Übertragung des Ultraschallsignals von dem wenigstens einen Ultraschallsender an den ersten Ultraschallempfänger entsprechen. Es handelt sich hierbei also um Signale, welche einfach oder mehrfach an Gegenständen reflektiert werden, bevor sie den ersten Ultraschallsender erreichen.
Ebenfalls umfasst die Vorrichtung zusätzlich einen zweiten an dem Fahrzeug angeordneten Ultraschallempfänger, der wenigstens eine zweite
Ultraschallsignalfolge in dem Nahbereich empfängt. Die zweite
Ultraschallsignalfolge umfasst hierbei ein zweites Direktempfangssignal, welches einer direkten Übertragung des wenigstens einen Ultraschallsignals von dem wenigstens einen Ultraschallsender an den zweiten Ultraschallempfänger entspricht. Zusätzlich umfasst die zweite Ultraschallsignalfolge weitere
Empfangssignale, welche jeweils einer indirekten Übertragung des ersten Ultraschallsignals von dem wenigstens einen Ultraschallsender an den zweiten Ultraschallempfänger entsprechen.
Zusätzlich umfasst die Vorrichtung einen dritten an dem Fahrzeug angeordneten Ultraschallempfänger, der wenigstens eine dritte Ultraschallsignalfolge in dem Nahbereich empfängt. Die dritte Ultraschallsignalfolge umfasst hierbei ein drittes Direktempfangssignal, welches einer direkten Übertragung des wenigstens einen Ultraschallsignals von dem ersten Ultraschallsender an den dritten
Ultraschallempfänger entspricht. Zusätzlich umfasst die dritte
Ultraschallsignalfolge weitere Empfangssignale, welche jeweils einer indirekten Übertragung des ersten Ultraschallsignals von dem ersten Ultraschallsender an den dritten Ultraschallempfänger entsprechen. Der Nahbereich kennzeichnet also entsprechend einen Bereich, innerhalb dessen ein Empfang der ersten Ultraschallsignalfolge durch den ersten Ultraschallempfänger, ein Empfang der zweiten Ultraschallsignalfolge durch den zweiten Ultraschallempfänger und der Empfang einer dritten Ultraschallsignalfolge durch den dritten
Ultraschallempfänger möglich ist.
Ebenfalls ist eine Recheneinheit vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, innerhalb der ersten Ultraschallsignalfolge das frühste, erste Direktempfangssignal, innerhalb der zweiten Ultraschallsignalfolge das frühste, zweite
Direktempfangssignal und innerhalb der dritten Ultraschallsignalfolge das frühste, dritte Direktempfangssignal zu ermitteln. Mit den frühsten
Direktempfangssignalen ist jeweils das zeitlich frühste empfangene
Direktempfangssignal innerhalb eines Messfensters zu verstehen. Die
Recheneinheit ist zusätzlich dazu ausgebildet, in Abhängigkeit der ermittelten frühsten Direktempfangssignale eine Position des Fahrzeugs in dem Nahbereich, insbesondere die Position der Sekundärspule des Fahrzeugs, relativ zu der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung zu ermitteln. Die Vorrichtung hat beispielsweise den Vorteil, dass durch Unterscheidung zwischen
Direktempfangssignalen und indirekten Empfangssignalen die Signalauswertung optimiert wird und somit eine genauere Lokalisierung des Fahrzeugs relativ zu der induktiven Ladeeinrichtung ermöglicht wird.
Der wenigstens eine Ultraschallsender ist vorzugsweise dazu ausgebildet, gleichmäßig in wenigstens zwei, zueinander entgegengesetzte Raumrichtungen das wenigstens eine Ultraschallsignal auszusenden. Somit könnte beispielsweise das Fahrzeug lokalisiert werden, wenn es sich von vorne oder von hinten der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung nähert.
Bevorzugt ist der wenigstens eine Ultraschallsender dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine Ultraschallsignal in einem ersten Sendefenster auszusenden, wobei die Dauer des Messfensters zeitlich festgelegt ist. Der erste
Ultraschallempfänger ist hierbei wiederum dazu ausgebildet ist, die erste
Ultraschallsignalfolge in einem ersten Messfenster zu empfangen, wobei die Dauer des ersten Messfensters zeitlich festgelegt ist. Der zweite
Ultraschallempfänger ist hierbei dazu ausgebildet ist, die zweite
Ultraschallsignalfolge in einem zweiten Messfenster zu empfangen und der dritte Ultraschallempfänger empfängt die dritte Ultraschallsignalfolge in dritten
Messfenster. Das erste, zweite und dritte Messfenster, deren Dauer zeitlich festgelegt ist, sind hierbei vorzugsweise jeweils länger als das erste
Sendefenster. Somit kann sichergestellt werden, dass in jedem Messfenster auch wirklich ein Direktläufer empfangen werden kann. Vorzugsweise sind die
Ultraschallempfänger in diesem Zusammenhang dazu ausgebildet, die jeweiligen Ultraschallsignalfolgen in jeweils zueinander synchronisierten, zeitlich
festgelegten Messfenstern zu empfangen. Hierbei ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, die Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung in Abhängigkeit von Laufzeitdifferenzen der ermittelten
Direktempfangssignale zueinander zu ermitteln. Die Recheneinheit prüft also in welcher zeitlichen Abfolge das Direktempfangssignal von den
Ultraschallempfängern empfangen wurde. Falls das frühste, erste
Direktempfangssignal z.B. später empfangen wird, als das frühste, zweite
Direktempfangssignal, so kann daraus geschlussfolgert werden, dass sich der
Ultraschallsender von dem ersten Ultraschallempfänger weiter entfernt befindet, als von dem zweiten Ultraschallempfänger. Eine Hyperbel mit den beiden
Ultraschallempfängern als Brennpunkt kennzeichnet hierbei alle Punkte, für die der Betrag der Differenz der Abstände zu dem ersten Ultraschallempfänger und dem zweiten Ultraschallempfänger gleich sind. Sind nun erfindungsgemäß drei
Ultraschallempfänger vorhanden, entsteht eine zweite Hyperbel mit dem ersten oder zweiten Ultraschallempfänger und dem dritten Ultraschallempfänger als
Brennpunkte. Der Schnittpunkt der beiden Hyperbeln kennzeichnet die Position des Ultraschallsenders und damit der Primärspule eindeutig.
Bevorzugt ist eine Anzeigeeinheit vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, die ermittelte Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven
Einrichtung anzuzeigen. Somit könnte der Fahrer das Fahrzeug manuell durch die Anzeige so positionieren, dass sich Primärspule und Sekundärspule der induktiven Ladeeinrichtung derart zueinander angeordnet sind, dass eine
möglichst effiziente Energieübertragung erzielt wird.
Bevorzugt ist weiterhin ein vierter an dem Fahrzeug angeordneter
Ultraschallempfänger vorgesehen, der dazu ausgebildet ist, wenigstens eine vierte Ultraschallsignalfolge in einem Nahbereich zu empfangen. Der erste, zweite, dritte und vierte Ultraschallempfänger sind hierbei so angeordnet, dass sich eine an dem Fahrzeug angeordnete Sekundärspule der induktiven Ladeeinrichtung, insbesondere zentrisch, innerhalb der Anordnung der Ultraschallempfänger befindet. Durch diese Anordnung kann der vierte Ultraschallempfänger innerhalb der vierten
Ultraschallsignalfolge im Nahbereich ein viertes Direktempfangssignal empfangen. Alternativ oder zusätzlich kann die vierte Ultraschallsignalfolge weitere
Empfangssignale umfassen, welche jeweils einer indirekten Übertragung des ersten Ultraschallsignals von wenigstens einen Ultraschallsender an den vierten
Ultraschallempfänger entsprechen. Die Recheneinheit ist hierbei dazu ausgebildet, innerhalb der vierten Ultraschallsignalfolge das vierte Direktempfangssignal zu ermitteln. Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass ein erster Empfangsbereich des ersten Ultraschallempfängers, ein zweiter Empfangsbereich des zweiten
Ultraschallempfängers, ein dritter Empfangsbereich des dritten Ultraschallempfängers und ein vierter Empfangsbereich des vierten Ultraschallempfängers im Wesentlichen auf die Sekundärspule der Sekundärspule der induktiven Ladeeinrichtung gerichtet sind. Die Schallkeulen der Ultraschallempfänger sind entsprechend derart geöffnet, dass der Bereich der Sekundärspule von den Schallkeulen eingeschlossen ist. Im Falle dessen, dass das Fahrzeug schon derart positioniert ist dass sich der
Ultraschallsender und damit die Primärspule innerhalb des durch die vier
Ultraschallempfänger aufgespannten Bereichs befindet, ergibt sich durch die beschriebene Hinzunahme eines weiteren vierten Ultraschallempfängers eine höhere Redundanz für die Bestimmung der Position des Fahrzeugs relativ zu dem
Ultraschallsender.
Bevorzugt kann die Vorrichtung auch zum Lokalisieren eines Fahrzeugs im
Fernbereich verwendet werden. Hierzu ist bevorzugt ein weiterer fünfter, an dem Fahrzeug angeordneter Ultraschallempfänger vorgesehen, der eine fünfte
Ultraschallsignalfolge mit einem fünften Direktempfangssignal und weiteren
Empfangssignalen im Fernbereich empfangen kann. Um eine Lokalisierung auch im Fernbereich zu ermöglich, sind weiterhin der erste und zweite Ultraschallempfänger dazu ausgebildet, auch im Fernbereich die erste bzw. zweite Ultraschallsignalfolge zu empfangen. Der Fernbereich kennzeichnet also entsprechend einen Bereich, innerhalb dessen ein Empfang der ersten Ultraschallsignalfolge durch den ersten
Ultraschallempfänger, ein Empfang der zweiten Ultraschallsignalfolge durch den zweiten Ultraschallempfänger und der Empfang einer fünften Ultraschallsignalfolge durch den fünften Ultraschallempfänger möglich ist. Die Recheneinheit ist hierbei weiterhin dazu ausgebildet, innerhalb der fünften Ultraschallsignalfolge das fünfte Direktempfangssignal zu ermitteln und zusätzlich, in Abhängigkeit des ermittelten ersten, zweiten und fünften Direktempfangssignals eine Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung zu ermitteln. Durch den weiteren Ultraschallempfänger ergäbe sich somit in der beschriebenen Anordnung der
Vorrichtung eine Möglichkeit, das Fahrzeug zu lokalisieren, falls sich dieses noch nicht im Nahbereich des ersten Ultraschallsenders und damit der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung befindet. Bevorzug ist ein fünfter Empfangsbereich fast vollständig in Vorausrichtung des Fahrzeugs gerichtet und so angeordnet, dass er ein fünftes direkt übertragenes Ultraschallsignal des ersten Ultraschallsenders auch im Fernbereich empfangen kann. Die Schallkeule des fünften Ultraschallempfängers ist entsprechend derart geöffnet, dass der Bereich der Vorausrichtung des Fahrzeugs von der
Schallkeule eingeschlossen wird. Der fünfte Ultraschallempfänger kann beispielsweise einen Ultraschallempfänger darstellen, der im Stoßfänger des Fahrzeugs eingebaut ist. Um das Fahrzeug noch sicherer im Fernbereich relativ zu der Primärspule zu lokalisieren, wäre es in diesem Zusammenhang möglich, einen weiteren sechsten Ultraschallempfänger vorzusehen, der dazu ausgebildet ist, auch im Fernbereich eine sechste Ultraschallsignalfolge mit einem sechsten Direktempfangssignal und weiteren Empfangssignalen zu empfangen. Der sechste Empfangsbereich des sechsten Ultraschallempfängers ist hierzu vorzugsweise ebenfalls in Vorausrichtung
ausgerichtet.
Vorzugsweise ist zusätzlich ein weiterer, an der Primärspule der induktiven
Ladeeinrichtung angeordneter Ultraschallsender zum Aussenden wenigstens eines weiteren Ultraschallsignals vorgesehen. Jeder der wenigstens zwei
Ultraschallsender sendet hierbei ein Ultraschallsignal aus. Hierbei sind die
wenigstens zwei Ultraschallsender so angeordnet, dass die wenigstens zwei
Ultraschallsignale in entgegengesetzte Richtungen ausgesendet werden. Dies wäre eine Alternative zu nur einem Ultraschallsender, der in wenigstens zwei unterschiedliche, zueinander gegengesetzte Richtungen aussenden kann. Bei zwei Ultraschallsendern hätte man demgegenüber den Vorteil, dass man die
Senderichtungen genau ausrichten könnte. Um hierbei einen möglichst großen Bereich mit den Ultraschallwellen zu erreichen, ist vorzugsweise vorgesehen, die Ultraschallsender um einen Winkel von wenigstens 20° zu neigen. Hierbei
kennzeichnet dieser Winkel den Winkel zwischen Sensorhauptachse und
Untergrund. Die Erfindung umfasst zudem ein Verfahren zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung an das Fahrzeug in einem Nahbereich, welches durch eine zuvor beschriebene Vorrichtung ausgeführt wird. In einem ersten Verfahrensschritt wird wenigstens ein Ultraschallsignal mittels wenigstens eines Ultraschallsenders ausgesendet. In den folgenden Verfahrensschritten wird eine erste Ultraschallsignalfolge mittels eines ersten Ultraschallempfängers, eine zweite Ultraschallsignalfolge mittels eines zweiten Ultraschallempfängers und eine dritte Ultraschallsignalfolge mittels eines dritten Ultraschallempfängers in dem Nahbereich empfangen. In darauf folgenden Verfahrensschritten werden ein erstes Direktempfangssignal innerhalb der ersten Ultraschallsignalfolge, ein zweites Direktempfangssignal innerhalb der zweiten Ultraschallsignalfolge und ein drittes Direktempfangssignal innerhalb der dritten Ultraschallsignalfolge ermittelt. Daraufhin wird eine Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung in Abhängigkeit der zuvor ermittelten
Direktempfangssignale ermittelt.
Des Weiteren ist vorzugsweise zusätzlich vorgesehen, dass die
Direktempfangssignale in Abhängigkeit einer jeweiligen Amplitude der insgesamt innerhalb der jeweiligen Ultraschallsignalfolge empfangenen Ultraschallsignale, ermittelt werden. Ultraschallsignale, welche direkt ohne vorherige Reflexion empfangen werden, zeichnen sich durch die im Vergleich größten Amplituden aus, da diese zuvor keine Schallenergie durch Reflexion an Gegenständen abgegeben haben. Daher stellt dieser Verfahrensschritt eine einfache Möglichkeit dar, um Direktempfangssignale von indirekten Empfangssignalen zu
unterscheiden.
Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass das Verfahren zusätzlich zur
Lokalisierung des Fahrzeugs in dem Fernbereich verwendet werden kann.
Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, dass nur eine erste Ultraschallsignalfolge mittels eines ersten und eine zweite Ultraschallsignalfolge mittels eines zweiten
U ltraschallempfängers empfangen werden, s. Es wird hierbei ausgenutzt, dass die Amplitude eines empfangenen Direktempfangssignals über die Entfernung des Senders zu dem Empfänger abnimmt. Dies lässt sich über die Formel
1
A = - x k(r)
r
beschreiben, wobei r die Entfernung von Sender zu Empfänger bezeichnet, A die Amplitude des Ultraschallsignals und k(r) die Abnahme durch atmosphärische Dämpfung. Der Term k(r) beträgt für typische Umgebungsbedingungen 0,5-2,0 dB/m. Die Entfernung des Fahrzeugs von dem Ultraschallsender lässt sich somit in Abhängigkeit der Amplitude des Direktempfangssignals zumindest ungefähr bestimmen. Voraussetzung ist allerdings, dass bekannt ist, welche
Schallamplitude das Direktempfangssignal besitzt, wenn Primärspule und
Sekundärspule übereinander positioniert sind. Diese Schallamplitude kann z.B. als Referenz-Schallamplitude gespeichert sein, sodass die Amplituden der empfangenen ersten Direktempfangssignale mit der Referenz-Schallamplitude verglichen werden können und somit die Entfernung zu dem Ultraschallsender ungefähr abgeschätzt werden kann. Dieser Verfahrensschritt kann somit z.B. genutzt werden, um die zuvor über die Zeitdifferenz ermittelte Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung noch einmal zu überprüfen. Beschreibung der Zeichnungen
Figur la zeigt eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung von einer induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug im Fernbereich.
Figur lb zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung von einer induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug Nahbereich. Figur 2 zeigt schematisch eine Ultraschallsignalfolge mit Direktempfangssignalen und weiteren Empfangssignalen.
Figur 3 zeigt beispielhaft die Bestimmung der Position eines Ultraschallsenders relativ zu dem Fahrzeug mittels drei Ultraschallempfängern.
Figur 4 zeigt einen Verfahrensablauf zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung an das Fahrzeug.
Ausführungsbeispiele Figur la zeigt in der Draufsicht ein Fahrzeug 30, welches sich in Vorausrichtung 5 vor einer Primärspule 50b einer induktiven Ladeeinrichtung befindet. An der Primärspule 50b sind zwei Ultraschallsender 70a und 70b angeordnet, die jeweils ein Ultraschallsignal 80a und 80b in entgegengesetzte Richtungen aussenden. An der Unterseite des Fahrzeugs 30 sind jeweils ein erster Ultraschallempfänger 20a, ein zweiter Ultraschallempfänger 20b, ein dritter Ultraschallempfänger 20c und ein vierter Ultraschallempfänger 20d derart um die Sekundärspule 50a der induktiven Ladeeinrichtung angeordnet, dass die Ultraschallempfänger 20a, 20b, 20c und 20d jeweils die Ecken eines Rechtecks bilden und sich die
Sekundärspule zentrisch innerhalb dieses aufgespannten Rechtecks der vier Ultraschallempfänger 20a, 20b, 20c und 20d befindet. Jeder der vier
Ultraschallempfänger 20a, 20b, 20c und 20d besitzt einen Empfangsbereich 60a, 60b, 60c und 60d, wobei der erste Empfangsbereich 60a des ersten
Ultraschallempfängers 20a und der zweite Empfangsbereich 60b des zweiten Ultraschallempfängers 20b im Wesentlichen in Vorausrichtung 5 ausgerichtet sind. Das Fahrzeug ist in dieser Abbildung derart positioniert, dass sich die zwei Ultraschallsender 70a und 70b und damit die Primärspule 50b noch nicht innerhalb des durch die Anordnung der vier Ultraschallempfänger 20a, 20b, 20c und 20d aufgespannten Bereichs befindet. In dieser Position des Fahrzeugs relativ zu den Ultraschallsendern 80a und 80b können nur der erste
Ultraschallempfänger 20a und der zweite Ultraschallempfänger 20b eine
Ultraschallsignalfolge mit einem ersten Direktempfangssignal 90a oder einem zweiten Direktempfangssignal 90b empfangen. Der dritte Empfangsbereich 60c des dritten Ultraschallempfängers 20c und der vierte Empfangsbereich 60d des vierten Ultraschallempfängers 20d sind dagegen entgegen der Vorausrichtung 5 des Fahrzeugs 30 ausgerichtet, sodass sie bei dieser Position des Fahrzeugs relativ zu den Ultraschallsendern 80a und 80 kein Direktempfangssignal der zwei Ultraschallsender 70a und 70b empfangen können. Dargestellt wird
entsprechend eine Situation, in der sich das Fahrzeug entsprechend noch im Fernbereich befindet. Der dritte Ultraschallempfänger 20c und der vierte
Ultraschallempfänger 20d können in dieser Entfernung nur
Ultraschallsignalfolgen mit weiteren Empfangssignalen, welche jeweils einer indirekten Übertragung des Ultraschallsignals an den dritten bzw. vierten
Ultraschallempfänger entsprechen, empfangen. Um eine Lokalisierung des Fahrzeugs 30 für eine induktive Energieübertragung von einer induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug 30 in dem dargestellten Fernbereich zu optimieren, ist ein weiterer fünfter Ultraschallempfänger 40 an der Front des Fahrzeugs 30, z.B. dem Stoßfänger, angeordnet. Der dem fünften Ultraschallempfänger 40 zugeordnete fünfte Empfangsbereich 60e ist in
Vorausrichtung 5 des Fahrzeugs ausgerichtet, sodass er eine
Ultraschallsignalfolge mit einem fünften Direktempfangssignal 90c des
Ultraschallsenders 70a empfangen kann.
An dem Fahrzeug 30 ist in dieser ersten Ausführungsform der Vorrichtung eine Recheneinheit 25 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, innerhalb der
Ultraschallsignalfolgen die frühsten empfangenen Direktempfangssignale zu ermitteln und abhängig von den ermittelten Direktempfangssignalen, eine Position des Fahrzeugs 30 relativ zu der Primärspule 50b der induktiven
Ladeeinrichtung zu ermitteln.
Des Weiteren ist an dem Fahrzeug 30 ein erster GPS-Sender 34 und an der Primärspule 50b ein zweiter GPS-Sender 35 angeordnet. Die ausgesendeten GPS-Signale werden von der Recheneinheit 25 empfangen und miteinander verglichen, sodass vorgesehen sein kann, dass die zwei Ultraschallsender 70a und 70b erst in Abhängigkeit eines möglichen Empfangsradius der
Ultraschallempfänger beginnen die Ultraschallsignale zu senden. Typischerweise können Ultraschallempfänger ab einer Entfernung von 5-10 Meter sinnvoll Ultraschallsignale empfangen.
Zur Bestimmung der Distanz zwischen Fahrzeug und Primärspule kann alternativ am Fahrzeug auch eine RFID-Spule angeordnet sein, die von einer, an der Primärspule angeordneten Sende- und Empfangseinheit decodiert wird. Eine andere Möglichkeit hierzu besteht auch aus einem, am Fahrzeug angeordneten Ultraschallsender, der einen Code aussendet, welcher wiederum von wenigstens einem an der Primärspule angeordneten Ultraschallempfänger empfangen und decodiert wird.
Figur lb zeigt im Unterschied zu Figur la eine Situation, bei der sich das
Fahrzeug 30 im Nahbereich befindet und über der Primärspule 50bso positioniert ist, dass Primärspule 50b, sowie Sekundärspule 50a übereinander angeordnet sind. In der dargestellten Position des Fahrzeugs 30 kann es zu einer
bestmöglichen Energieübertragung von der induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug 30 kommen. In diesem Nahbereich der Sekundärspule 50a und Primärspule 50b empfangen wie schon auf Figur la der erste Ultraschallempfänger 20a und der zweite Ultraschallempfänger 20b Direktempfangssignale 100a und 100b von dem Ultraschallsender 70a. Unterschied ist hierbei, dass nun auch der dritte
Ultraschallempfänger 20c eine Ultraschallsignalfolge mit einem dritten
Direktempfangssignal 100c und der vierte Ultraschallempfänger 20d eine vierte
Ultraschallsignalfolge mit einem vierten Direktempfangssignal lOOd empfängt. Diese beiden Direktsignale werden jeweils von dem Ultraschallsender 70b übertragen. Figur 2 zeigt beispielhaft eine erste Ultraschallsignalfolge 250 in einem zeitlich festgelegten ersten Messfenster 255. Auf der Y-Achse 200 des dargestellten Diagramms kann z.B. die Amplitude und auf der X-Achse 210 die Zeit aufgetragen sein. Der wenigstens eine Ultraschallsender sendet das erste Ultraschallsignal hierbei in zeitlich festgelegten Sendefenstern, wobei hierbei auf ein erstes Sendefenster 240a noch ein weiteres zweites Sendefenster 240b folgt. Der zeitliche Abstand der Sendefenster zueinander und die zeitliche Länge eines Sendefensters sind hierbei von der Pulswiederholungsfrequenz des Ultraschallsenders abhängig.
Das zeitlich festgelegte erste Messfenster 255 des ersten Ultraschallempfängers, in dem die erste Ultraschallsignalfolge 250 empfangen wird, ist in diesem Fall so gewählt, dass das erste Messfenster 255 annährend doppelt so lang ist wie ein Sendefenster 240a oder 240b.
Die dargestellte erste Ultraschallsignalfolge 250 umfasst zwei erste
Direktempfangssignale 230a und 230b, wobei diese jeweils einem anderen Sendefenster 240a oder 240b des Ultraschallsenders zugeordnet sind. Das Direktempfangssignal 230a kennzeichnet hierbei das zeitlich frühste erste Direktempfangssignal. Weiterhin umfasst die erste Ultraschallsignalfolge 250 weitere Empfangssignale 220, die Echos aufgrund von Mehrwegeausbreitung und Reflexion am Fahrzeug repräsentierten. Die Direktempfangssignale 230a und 230b unterscheiden sich von den weiteren Empfangssignalen über die Größe der Amplitude, denn die Direktempfangssignale 230a und 230b besitzen jeweils die größte Amplitude. Ist die Pulswiederholungsfrequenz des einen Ultraschallsenders langsam genug, kann weiterhin davon ausgegangen werden, dass in einem Sendefenster nur ein Direktläufer empfangen wird und dieser zeitlich zuerst innerhalb des Sendefensters erfasst wird
Figur 3 zeigt beispielhaft eine Anordnung von drei Ultraschallempfängern 300a, 300b und 300c, um in Abhängigkeit von Laufzeitunterschieden der ermittelten Direktempfangssignale die Position der Ultraschallempfänger 300a, 300b und 300c relativ zu einem Ultraschallsender 330 zu bestimmen.
Die Pfeile 310a, 310b und 310c kennzeichnen auf der Figur 3 die gemessenen Empfangszeiten der ermittelten Direktempfangssignale. In diesem Fall sind die Ultraschallempfänger in dazu ausgebildet, die jeweiligen Ultraschallsignalfolgen in jeweils zueinander synchronisierten, zeitlich festgelegten Messfenstern zu empfangen. Aufgrund der Desynchronisation von Ultraschallsender und
Ultraschallempfänger kennzeichnen die Pfeile nicht die Laufzeiten von
Ultraschallsender zu Ultraschallempfänger, sondern lediglich die Zeiten, zu der die Signale von den Ultraschallempfängern empfangen wurden. Das einzige, was entsprechend ermittelt werden kann, sind die Differenzlaufzeiten zwischen den Empfängern. Die erste Hyperbel 330 kennzeichnet alle Punkte, für die der Betrag der Differenz der Abstände zu dem ersten Ultraschallempfänger 300a und dem zweiten Ultraschallempfänger 300b als Brennpunkte der ersten Hyperbel 330 gleich sind. Die zweite Hyperbel 320 kennzeichnet alle Punkte, für die der Betrag der Differenz der Abstände zu dem zweiten Ultraschallempfänger 300b und dem dritten Ultraschallempfänger 300c als Brennpunkte der zweiten Hyperbel 320 gleich sind. Der Schnittpunkt 335 der ersten Hyperbel 330 und der zweiten Hyperbel 330 kennzeichnet eindeutig den Standort des Ultraschallsenders relativ zu den Ultraschallempfängern. Vorstellbar wäre noch die Hinzunahme eines weiteren vierten Ultraschallempfängers, um die Redundanz des Systems zu erhöhen. Der vierte Ultraschallempfänger könnte hierbei beispielsweise so angeordnet sein, dass alle Ultraschallempfänger in einem Rechteck angeordnet sind. Figur 4 zeigt einen Verfahrensablauf zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung an das Fahrzeug. Hierbei wird in einem
Verfahrensschritt 400 ein erstes Ultraschallsignal ausgesendet. In einem auf den Verfahrensschritt 400 folgenden Verfahrensschritt 410 wird überprüft, ob wenigstens eine erste Ultraschallsignalfolge mit wenigstens einem ersten Direktempfangssignal und weiteren Empfangssignalen, eine zweite
Ultraschallsignalfolge mit wenigstens einem zweiten Direktempfangssignal und weiteren Empfangssignalen und eine dritte Ultraschallsignalfolge mit wenigstens einem dritten Direktempfangssignal und weiteren Empfangssignalen empfangen wurde. Die Ultraschallsignalfolgen können hierbei gleichzeitig, aber auch hintereinander in einer beliebigen Reihenfolge empfangen werden. Werden die erste, zweite und dritte Ultraschallsignalfolge empfangen, ist dies ein Hinweis darauf, dass sich das Fahrzeug im Nahbereich befindet und in einem auf den Verfahrensschritt 410 folgenden Verfahrensschritt 430 wird das frühste, erste Direktempfangssignal innerhalb der ersten Ultraschallsignalfolge, das frühste zweite Direktempfangssignals innerhalb der zweiten Ultraschallsignalfolge und das frühste dritte Direktempfangssignals innerhalb der dritten
Ultraschallsignalfolge ermittelt. Die frühsten Direktempfangssignale können hierbei gleichzeitig, aber auch hintereinander in einer belieben Reihenfolge ermittelt werden. In einem auf den Verfahrensschritt 430 folgenden
Verfahrensschritt 500 wird anschließend die Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung in Abhängigkeit der ermittelten Direktempfangssignale bestimmt.
Optional können zu Beginn des Verfahrens in einem Verfahrensschritt 380 Standort-Signale des Fahrzeugs von der Primärspule der induktiven
Ladeeinrichtung empfangen werden. Diese werden in einem auf den
Verfahrensschritt 380 folgenden Verfahrensschritt 390 miteinander verglichen. Falls dabei festgestellt wird, dass sich der erste Ultraschallempfänger und/oder zweite Ultraschallempfänger und/oder dritte Ultraschallempfänger in einem möglichen Empfangsbereich des ausgesendeten ersten Ultraschallsignals befindet, beginnt der Ultraschallsender in dem Verfahrensschritt 400 damit, Ultraschallsignale auszusenden. Falls festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug dafür noch zu weit entfernt von der Primärspule befindet, wird das Verfahren beendet oder alternativ von vorne gestartet. Optional können weiterhin in einem auf den Verfahrensschritt 410 folgenden Verfahrensschritt 420 weitere Ultraschallsignalfolgen empfangen werden. Diese z.B. vierte Ultraschallsignalfolge enthält wenigstens ein viertes und weitere Empfangssignalen. Das frühste vierte Direktempfangssignal würde dann wieder in dem folgenden Verfahrensschritt 440 ermittelt werden.
Optional kann das Verfahren das Verfahren auch zum Lokalisieren des
Fahrzeugs im Fernbereich verwendet werden. Wird im Verfahrensschritt 410 festgestellt, dass keine dritte Ultraschallsignalfolge mittels des dritten
Ultraschallempfängers empfangen werden kann, wird im auf den
Verfahrensschritt 410 folgenden Verfahrensschritt 460 geprüft, ob anstatt dessen eine fünfte Ultraschallsignalfolge mittels eines fünften Ultraschallempfängers empfangen wird. Wird die fünfte Ultraschallsignalfolge empfangen, so wird im auf den Verfahrensschritt 460 folgenden Verfahrensschritt 480 innerhalb der fünften Ultraschallsignalfolge das fünfte Direktempfangssignal ermittelt. Außerdem wird das frühste, erste Direktempfangssignal innerhalb der ersten
Ultraschallsignalfolge und das frühste zweite Direktempfangssignals innerhalb der zweiten Ultraschallsignalfolge. Darauf folgend wird in Verfahrensschritt 500 die Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven
Ladeeinrichtung in Abhängigkeit des ermittelten ersten, zweiten und dritten Direktempfangssignals ermittelt. Falls in Verfahrensschritt 460 festgestellt wird, dass keine fünfte Ultraschallsignalfolge mittels des fünften Ultraschallempfängers empfangen werden kann, werden im folgenden Verfahrensschritt 490 die Amplituden der ermittelten frühsten ersten und zweiten Direktempfangssignale mit einer zugehörigen Referenz-Amplitude verglichen. Hierbei wird ausgenutzt, dass die Amplitude eines empfangenen Direktempfangssignals über die
Entfernung des Senders zu dem Empfänger abnimmt. Als Referenz-Amplitude kann hierbei beispielsweise die Amplitude verwendet werden, welche das Direktempfangssignalbesitzt, wenn Primärspule und Sekundärspule
übereinander positioniert sind. In Abhängigkeit des Amplitudenvergleichs wird in dem, auf den Verfahrensschritt 490 folgenden Verfahrensschritt 500, die Position des Fahrzeugs ermittelt.
Optional kann weiterhin in einem auf den Verfahrensschritt 500 folgenden Verfahrensschritt 510, die Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule dem Fahrer des Fahrzeugs z.B. auf einem Bildschirm angezeigt werden. Des Weiteren kann optional in einem auf den Verfahrensschritt 510 folgenden Verfahrensschritt 520 der Quer- und/oder Längsantrieb des Fahrzeugs abhängig von der ermittelten Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung mittels der Recheneinheit gesteuert werden.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs (30) für eine induktive
Energieübertragung von einer induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug (30) in einem Nahbereich, wobei die Vorrichtung umfasst:
wenigstens einen an einer Primärspule (50b) der induktiven
Ladeeinrichtung angeordneten Ultraschallsender (70a, 70b, 335) der dazu ausgebildet ist, wenigstens ein Ultraschallsignal (80a, 80b) auszusenden, und
einen ersten an dem Fahrzeug (30) angeordneten Ultraschallempfänger (20a, 300a), der dazu ausgebildet ist, wenigstens eine erste
Ultraschallsignalfolge (250) in dem Nahbereich zu empfangen, wobei die erste Ultraschallsignalfolge (250)
wenigstens ein erstes Direktempfangssignal (90a, 100a, 230a, 230b), welches einer direkten Übertragung des wenigstens einen Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen Ultraschallsenders (70a, 70b) an den ersten Ultraschallempfänger (20a) entspricht, und
weitere Empfangssignale (220), welche jeweils einer indirekten Übertragung des Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen Ultraschallsender (70a, 70b) an den ersten
Ultraschallempfänger (20a) entsprechen,
umfasst, und
einen zweiten an dem Fahrzeug (30) angeordneten Ultraschallempfänger (20b, 300b), der dazu ausgebildet ist, wenigstens eine zweite
Ultraschallsignalfolge in dem Nahbereich zu empfangen, wobei die zweite Ultraschallsignalfolge
wenigstens ein zweites Direktempfangssignal( 90b, 100b), welches einer direkten Übertragung des Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen Ultraschallsender (70a, 70b) an den zweiten Ultraschallempfänger (20b) entspricht, und
- weitere Empfangssignale, welche jeweils einer indirekten Übertragung des Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen Ultraschallsender (70a, 70b) an den zweiten Ultraschallempfänger (20b) entsprechen, umfasst, und
einen dritten an dem Fahrzeug angeordneten Ultraschallempfänger (20c, 300c), der dazu ausgebildet ist, wenigstens eine dritte
Ultraschallsignalfolge in dem Nahbereich zu empfangen, wobei die dritte Ultraschallsignalfolge
- wenigstens ein drittes Direktempfangssignal (100c), welches einer direkten Übertragung des Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen Ultraschallsender (70a, 70b) an den dritten
Ultraschallempfänger (20c) entspricht, und
- weitere Empfangssignale, welche jeweils einer indirekten Übertragung des Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen
Ultraschallsender (70a, 70b) an den dritten Ultraschallempfänger (20c) entsprechen,
umfasst, und
eine Recheneinheit (25),
wobei die Recheneinheit (25) dazu ausgebildet ist,
innerhalb der ersten Ultraschallsignalfolge (250) das frühste, erste
Direktempfangssignal (230a), und
innerhalb der zweiten Ultraschallsignalfolge das frühste, zweite
Direktempfangssignal, und
innerhalb der ersten Ultraschallsignalfolge das frühste, dritte
Direktempfangssignal,
zu ermitteln, und
in Abhängigkeit der ermittelten Direktempfangssignale eine Position des Fahrzeugs (30) relativ zu der Primärspule (50b) der induktiven
Ladeeinrichtung in dem Nahbereich zu ermitteln.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Ultraschallsender (70a, 70b, 335) dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine Ultraschallsignal (80a, 80b) in einem zeitlich festgelegten ersten Sendefenster (240a, 240b) auszusenden, und der erste Ultraschallempfänger (20a, 300a) dazu ausgebildet ist, die erste Ultraschallsignalfolge (250) in einem zeitlich festgelegten ersten
Messfenster (255) zu empfangen, und der zweite Ultraschallempfänger (20b, 300b) dazu ausgebildet ist, die zweite Ultraschallsignalfolge in einem zeitlich festgelegten zweiten Messfenster zu empfangen,
und der dritte Ultraschallempfänger (20c, 300c) dazu ausgebildet ist, die dritte Ultraschallsignalfolge in einem zeitlich festgelegten dritten
Messfenster zu empfangen,
wobei das erste (250), zweite und dritte zeitlich festgelegte Messfenster jeweils länger ist als das erste Sendefenster (240a), insbesondere wenigstens doppelt so lang.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ultraschallempfänger (20a, 20b, 20c, 20d, 40, 300a, 300b, 300c) dazu ausgebildet sind,
die jeweiligen Ultraschallsignalfolgen in jeweils zueinander
synchronisierten, zeitlich festgelegten Messfenstern zu empfangen, und die Recheneinheit (25) dazu ausgebildet ist,
die Position des Fahrzeugs (30) relativ zu der Primärspule (50b) der induktiven Ladeeinrichtung in Abhängigkeit von Laufzeitunterschieden der ermittelten Direktempfangssignale zueinander zu ermitteln.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zusätzlich
eine Anzeigeeinheit (31), die dazu ausgebildet ist, die ermittelte Position des Fahrzeugs (30) relativ zu der Primärspule (50b) der induktiven Einrichtung anzuzeigen,
umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zusätzlich
einen vierten an dem Fahrzeug angeordneten Ultraschallempfänger (20d), der dazu ausgebildet ist, wenigstens eine vierte
Ultraschallsignalfolge im Nahbereich zu empfangen, wobei die vierte Ultraschallsignalfolge
wenigstens ein viertes Direktempfangssignal (lOOd), welches einer direkten Übertragung des Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen Ultraschallsender (70a, 70b) an den vierten
Ultraschallempfänger (20d) entspricht, und
weitere Empfangssignale, welche jeweils einer indirekten Übertragung des Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen
Ultraschallsender (70a, 70b, 335) an den vierten Ultraschallempfänger (20d) entsprechen,
umfasst,
wobei die Recheneinheit (25) dazu ausgebildet ist,
- innerhalb der vierten Ultraschallsignalfolge das vierte
Direktempfangssignal
zu ermitteln,
wobei der erste, zweite, dritte und vierte Ultraschallempfänger (20a, 20b, 20c, 20d, 300a, 300b, 300c) so angeordnet sind, dass sich eine an dem Fahrzeug (30) angeordnete Sekundärspule (50a) der induktiven Ladeeinrichtung zentrisch innerhalb der Anordnung der Ultraschallempfänger (20a, 20b, 20c, 20d) befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zusätzlich einen weiteren an der Primärspule (50b) der induktiven Ladeeinrichtung angeordneten Ultraschallsender (70a, 70b, 335) zum Aussenden wenigstens eines weiteren Ultraschallsignals (80a, 80b) umfasst, wobei die wenigstens zwei Ultraschallsender (70a, 70b, 335) so angeordnet sind, dass die wenigstens zwei Ultraschallsignale (80a, 80b) in entgegengesetzte Richtungen ausgesendet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass
dem ersten Ultraschallempfänger (20a, 300a) ein erster Empfangsbereich (60a), und
dem zweiten Ultraschallempfänger (20b, 300b) ein zweiter
Empfangsbereich (60b), und
dem dritten Ultraschallempfänger (20c, 300c) ein dritter Empfangsbereich (60c), und
dem vierten Ultraschallempfänger (20d) ein vierter Empfangsbereich (60d)
zugeordnet sind, wobei die Empfangsbereiche (60a, 60b, 60c, 60d)im Wesentlichen auf die Sekundärspule (50a) der induktiven Ladeeinrichtung gerichtet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur zusätzlichen Lokalisierung des Fahrzeugs (30) in einem Fernbereich
einen fünften am Fahrzeug (30) angeordneten Ultraschallempfänger (40), der dazu ausgebildet ist, wenigstens eine fünfte Ultraschallsignalfolge in dem Fernbereich zu empfangen, wobei die fünfte Ultraschallsignalfolge wenigstens ein fünftes Direktempfangssignal (90c), welches einer direkten Übertragung des wenigstens einen Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen Ultraschallsender (70a, 70b, 335) an den fünften Ultraschallempfänger (40) entspricht, und
weitere Empfangssignale, welche jeweils einer indirekten Übertragung des wenigstens einen Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen Ultraschallsender (70a, 70b, 335) an den fünften
Ultraschallempfänger (40) entsprechen,
umfasst,
wobei
der erste Ultraschallempfänger dazu ausgebildet ist, die erste
Ultraschallsignalfolge in dem Fernbereich zu empfangen, und
der zweite Ultraschallempfänger dazu ausgebildet ist, die zweite
Ultraschallsignalfolge in dem Fernbereich zu empfangen,
wobei die Recheneinheit (25) dazu ausgebildet ist,
innerhalb der fünften Ultraschallsignalfolge das fünfte
Direktempfangssignal (90c)
zu ermitteln,
und
in Abhängigkeit der ermittelten Direktempfangssignale eine Position des Fahrzeugs (30) relativ zu der Primärspule (50b) der induktiven
Ladeeinrichtung in dem Fernbereich zu ermitteln.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem fünften Ultraschallempfänger (40) ein fünfter Empfangsbereich (60e) zugeordnet ist, der im Wesentlichen in Vorausrichtung (5) des Fahrzeugs (30) gerichtet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit dazu ausgebildet ist, einen Querantrieb und/oder Längsantrieb des Fahrzeugs abhängig von der ermittelten Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule (50b) der induktiven Ladeeinrichtung zu steuern.
11. Verfahren zur Lokalisierung eines Fahrzeugs (30) für eine induktive
Energieübertragung an das Fahrzeug (30) in einem Nahbereich, wobei das Verfahren durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgeführt wird und zumindest die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
Aussenden (400) wenigstens eines Ultraschallsignals (80a, 80b) mittels wenigstens eines an einer Primärspule (50b) einer induktiven
Ladeeinrichtung angeordneten Ultraschallsenders (70a, 70b, 335), und Empfangen (410) wenigstens einer ersten Ultraschallsignalfolge, die wenigstens ein erstes Direktempfangssignal (90a, 100a, 230a, 230b), welches einer direkten Übertragung des wenigstens einen
Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen Ultraschallsender (70a, 70b, 335) an einen ersten Ultraschallempfänger (20a, 300a) entspricht und weitere Empfangssignale, welche jeweils einer indirekten Übertragung des wenigstens einen Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen Ultraschallsender (70a, 70b, 335) an den ersten Ultraschallempfänger (20a, 300a) entsprechen, umfasst,
mittels eines ersten an dem Fahrzeug (30) angeordneten
Ultraschallempfängers (20a, 300a), in dem Nahbereich und
Empfangen (410) wenigstens einer zweiten Ultraschallsignalfolge, die wenigstens ein zweites Direktempfangssignal (90b, 100b), welches einer direkten Übertragung des wenigstens einen Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen Ultraschallsender (70a, 70b, 335) an einen zweiten Ultraschallempfänger (20b, 300b) entspricht und weitere
Empfangssignale, welche jeweils einer indirekten Übertragung des wenigstens einen Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen Ultraschallsender (70a, 70b, 335) an den zweiten Ultraschallempfänger (20b, 300b) entsprechen, umfasst,
mittels eines zweiten an dem Fahrzeug (30) angeordneten
Ultraschallempfängers( 20b, 300b), in dem Nahbereich und Empfangen (420) wenigstens einer dritten Ultraschallsignalfolge, die wenigstens ein drittes Direktempfangssignal (100c), welches einer direkten Übertragung des wenigstens einen Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen Ultraschallsender (70a, 70b, 335) an einen dritten Ultraschallempfänger (20c, 300c) entspricht und weitere
Empfangssignale, welche jeweils einer indirekten Übertragung des wenigstens einen Ultraschallsignals (80a, 80b) von dem wenigstens einen Ultraschallsender (70a, 70b, 335) an den dritten Ultraschallempfänger (20c, 300c) entsprechen, umfasst,
mittels eines dritten an dem Fahrzeug (30) angeordneten
Ultraschallempfängers (20c, 300c), in dem Nahbereich und
Ermitteln (440) des frühsten ersten Direktempfangssignals innerhalb der ersten Ultraschallsignalfolge (250), und
Ermitteln (440) des frühsten zweiten Direktempfangssignals innerhalb der zweiten Ultraschallsignalfolge, und
Ermitteln (440) des frühsten dritten Direktempfangssignals innerhalb der dritten Ultraschallsignalfolge, und
Ermitteln (450) einer Position des Fahrzeugs (30) relativ zu der
Primärspule (50b) der induktiven Ladeeinrichtung in dem Nahbereich in Abhängigkeit der ermittelten Direktempfangssignale.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur zusätzlichen Lokalisierung des Fahrzeugs (30) in einem Fernbereich den folgenden zusätzlichen Verfahrensschritt umfasst:
Empfangen (410) der wenigstens der ersten Ultraschallsignalfolge mittels des ersten an dem Fahrzeug (30) angeordneten
Ultraschallempfängers (20a, 300a) in dem Fernbereich, und
Empfangen (410) der wenigstens einen zweiten Ultraschallsignalfolge mittels des zweiten an dem Fahrzeug (30) angeordneten
Ultraschallempfängers( 20b, 300b) in dem Fernbereich, und
Ermitteln (475) der Position des Fahrzeugs (30) relativ zu der Primärspule (50b) der induktiven Ladeeinrichtung in dem Fernbereich in Abhängigkeit der Amplituden der ermittelten Direktempfangssignale.
PCT/EP2018/062053 2017-05-31 2018-05-09 Verfahren und vorrichtung zur lokalisierung eines fahrzeugs für eine induktive energieübertragung WO2018219618A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/607,442 US11479137B2 (en) 2017-05-31 2018-05-09 Method and device for locating a vehicle for an inductive energy transmission
EP18723518.9A EP3630531A1 (de) 2017-05-31 2018-05-09 Verfahren und vorrichtung zur lokalisierung eines fahrzeugs für eine induktive energieübertragung
JP2019564999A JP6894011B2 (ja) 2017-05-31 2018-05-09 誘導式のエネルギ伝送のための、車両の位置確認の方法および装置
CN201880036018.3A CN110719857A (zh) 2017-05-31 2018-05-09 用于定位车辆以进行感应式能量传输的方法和设备

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017209092.8 2017-05-31
DE102017209092.8A DE102017209092A1 (de) 2017-05-31 2017-05-31 Verfahren und Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018219618A1 true WO2018219618A1 (de) 2018-12-06

Family

ID=62143195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/062053 WO2018219618A1 (de) 2017-05-31 2018-05-09 Verfahren und vorrichtung zur lokalisierung eines fahrzeugs für eine induktive energieübertragung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11479137B2 (de)
EP (1) EP3630531A1 (de)
JP (1) JP6894011B2 (de)
CN (1) CN110719857A (de)
DE (1) DE102017209092A1 (de)
WO (1) WO2018219618A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102230595B1 (ko) * 2019-12-13 2021-03-23 한국철도기술연구원 무가선 트램의 충전을 위한 정위치 정차 유도 시스템 및 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022016498A1 (zh) * 2020-07-24 2022-01-27 华为技术有限公司 充电方法和充电设备
WO2024037750A1 (de) * 2022-08-16 2024-02-22 Mahle International Gmbh Induktive ladeeinrichtung für ein fahrzeugladesystem
WO2024037751A1 (de) * 2022-08-16 2024-02-22 Mahle International Gmbh Induktive ladeeinrichtung für ein fahrzeugladesystem

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004018670A1 (de) * 2003-12-22 2005-08-04 Lg Electronics Inc. Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters
DE102012219986A1 (de) * 2012-10-31 2014-06-12 Siemens Aktiengesellschaft Positionsbestimmung eines Fahrzeugs relativ zu einer Zielposition
DE102014220247A1 (de) 2014-10-07 2016-04-07 Robert Bosch Gmbh System und Verfahren zur Assistenz für die Positionierung einer Sekundärspule an einer Primärspule für eine induktive Energieübertragung

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100570397C (zh) * 2005-07-26 2009-12-16 清华大学 空间位置检测系统及其检测方法
JP4199785B2 (ja) * 2006-08-04 2008-12-17 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 距離測定システム及び距離測定方法
DE102009033236A1 (de) * 2009-07-14 2011-01-20 Conductix-Wampfler Ag Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie
CN101799545A (zh) * 2010-03-26 2010-08-11 北京物资学院 基于超声波的动态距离测量方法及系统
JP5879748B2 (ja) * 2011-05-27 2016-03-08 日産自動車株式会社 非接触給電装置、車両及び非接触給電システム
JP5505444B2 (ja) * 2012-03-15 2014-05-28 株式会社デンソー 異物検出装置および非接触電力授受システム
DE102012214201A1 (de) * 2012-08-09 2014-05-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Positionierung mit funkbasiertem Schließsystem
US9129515B2 (en) * 2013-03-15 2015-09-08 Qualcomm Incorporated Ultrasound mesh localization for interactive systems
DE102013208678A1 (de) * 2013-05-13 2014-11-13 Robert Bosch Gmbh System zur Ausrichtung eines Fahrzeugs und Verwendung des Systems
US9772401B2 (en) * 2014-03-17 2017-09-26 Qualcomm Incorporated Systems, methods, and apparatus for radar-based detection of objects in a predetermined space
CN104269944A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 智慧城市系统服务（中国）有限公司 无线充电系统、充电站点和电动车
JP6106151B2 (ja) * 2014-12-16 2017-03-29 株式会社ダイヘン 非接触給電システム、送電装置、および、位置ずれ検出方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004018670A1 (de) * 2003-12-22 2005-08-04 Lg Electronics Inc. Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters
DE102012219986A1 (de) * 2012-10-31 2014-06-12 Siemens Aktiengesellschaft Positionsbestimmung eines Fahrzeugs relativ zu einer Zielposition
DE102014220247A1 (de) 2014-10-07 2016-04-07 Robert Bosch Gmbh System und Verfahren zur Assistenz für die Positionierung einer Sekundärspule an einer Primärspule für eine induktive Energieübertragung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102230595B1 (ko) * 2019-12-13 2021-03-23 한국철도기술연구원 무가선 트램의 충전을 위한 정위치 정차 유도 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP3630531A1 (de) 2020-04-08
US20200130524A1 (en) 2020-04-30
CN110719857A (zh) 2020-01-21
JP2020521426A (ja) 2020-07-16
DE102017209092A1 (de) 2018-12-06
JP6894011B2 (ja) 2021-06-23
US11479137B2 (en) 2022-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018219618A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur lokalisierung eines fahrzeugs für eine induktive energieübertragung
EP0987563B1 (de) Verfahren zur Bestimmung des Abstandes zwischen einem Objekt und einer sich örtlich verändernden Einrichtung, insbesondere einem Kraftfahrzeug
DE19711467C2 (de) Verfahren zur Bestimmung des senkrechten Abstandes zwischen einem Objekt und einer sich örtlich verändernden Einrichtung
DE19744185B4 (de) Einrichtung zur Abstandsmessung mittels Ultraschall
DE102013008953B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Radareinrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, sowie Radareinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen
EP1763687A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur werkstoffdurchdringenden ortung eines messsignals
EP0984300B1 (de) Einparkhilfe für ein Kraftfahrzeug
DE102015200939A1 (de) Verfahren und System zur Detektion von Objekten in der Umgebung eines Fahrzeugs
DE102012212894A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Umfelderfassungssystems eines Fahrzeugs mit zumindest zwei Sende-/Empfangseinheiten und Umfelderfassungssystem
EP0814348A2 (de) Messverfahren für den Abstand zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Objekt
DE102011079706A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Größe und der Position von Objekten
DE102013110280A1 (de) Positionsbestimmungssystem für Fahrzeuge
DE102016204746A1 (de) Autorisierung der Nutzung eines Kraftfahrzeugs
WO2019141648A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines akustischen sensors
DE102012004320A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Umfelderfassung unter Ausnutzung des Dopplereffekts
EP3047299A1 (de) Verfahren zum betreiben eines ultraschallsensors eines kraftfahrzeugs beim aussenden eines sendesignals, ultraschallsensorvorrichtung und kraftfahrzeug
DE102018206649A1 (de) Signalkodierung von Ultraschallsensoren mit Spreizcodes zur Erhöhung der Reichweite
EP2312333B1 (de) Verfahren und Vorrichtungen zur Ortsbestimmung eines Objekts durch Reflektionserfassung von Wellenpulsen
EP2090898A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Verfügbarkeitsprüfung von Ultraschallsensoren
EP3658955B1 (de) Verfahren zur erkennung mindestens eines im umfeld eines fahrzeugs befindlichen objekts
DE102016008388A1 (de) Verfahren zur Ermittlung eines Abstandes zwischen einem mobilen Endgerät und einem Fahrzeug
DE102008038246B4 (de) Verfahren, Computerprogrammprodukt, Gerät und Anordnung zum Bestimmen einer Position einer Kommunikations-Vorrichtung
EP3884299A1 (de) Verfahren zur bestimmung der position eines objektes, vorrichtung zur bestimmung der position eines objektes und system
DE19853683C1 (de) Abstandsermittlungsvorrichtung und -verfahren
DE102008039527A1 (de) Verfahren zur Ermittlung der Winkellagen von durch ein mehrstrahliges Radarsystem erfassten Objekten

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18723518

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019564999

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2018723518

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018723518

Country of ref document: EP

Effective date: 20200102