WO2020043479A1

WO2020043479A1 - Verfahren zur funktionsprüfung eines energieübertragungssystems

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Publication number: WO2020043479A1
Application number: PCT/EP2019/071691
Authority: WO
Inventors: Markus Stutika; Roger Bernhardt
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2019-08-13
Publication date: 2020-03-05
Also published as: DE102018214398A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Funktionsprüfung eines Energieübertragungssystems (10) vorgeschlagen. Das Energieübertragungssystem (10) umfasst eine Primärspule (11) zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeugs (1) und eine Einrichtung zur Lebendobjekterkennung in einem vorgegebenen Bereich um das Energieübertragungssystem (10). Die Einrichtung zur Lebendobjekterkennung umfasst eine Anzahl an Sensoren (12,...,15). Zunächst wird ein Ausgangssignal der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung erfasst, während sich das Kraftfahrzeug mit einer bestimmten Bewegung relativ zu dem Energieübertragungssystem (10) bewegt. Anschließend wird das erfasste Ausgangssignal mit einem oder mehreren vorab für die bestimmte Relativbewegung des Kraftfahrzeugs zu dem Energieübertragungssystem (10) erfassten Erwartungssignalen verglichen. Schließlich wird eine die Funktionsfähigkeit der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung charakterisierende Information in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs bestimmt.

Description

Beschreibung

Verfahren zur Funktionsprüfung eines Energieübertragungssystems

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionsprüfung eines Energieübertragungssystems, das eine Primärspule zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeugs und eine Einrichtung zur Lebendobjekterkennung in einem vorgegebenen Bereich um das Energieübertragungssystem umfasst, wobei die Einrichtung zur Lebendobjekterkennung eine Anzahl an Sensoren umfasst.

Beim induktiven Laden wird Energie mittels des Transforma torprinzips über Strecken von wenigen Zentimetern bis zu ca. 25 cm übertragen . Dabei kann zwischen einer äußeren Bodenspule (sog. Primärspule) und einer fahrzeugseitigen Unterbodenspule (sog. Sekundärspule) je nach Abstand, Aufbau und Leistung ein starkes magnetisches Feld entstehen. Bei schlechter Ausrichtung der beiden Spulen wird die Kopplung zwischen den beiden Spulen schlechter. Dadurch verschlechtert sich die Effizienz der Energieübertragung. Dies hat zur Folge, dass in diesem Fall für die Übertragung der Leistung in die Batterie mehr Leistung in der Primarspule erzeugt werden muss. Daraus resultiert ein stärkeres Magnetfeld .

Das im Luftspalt bei der Energieübertragung entstehende elektromagnetische Wechselfeld weist aufgrund der hohen

Übertragungsleistung mehrere mT auf, welches potentiell ge sundheitsschädigend ist. Gemäß der Norm ICNIRP 1998 bzw. 2000, Tabelle 7 ist daher die Strahlung für einen Menschen beim induktiven Laden auf 6,25 mT begrenzt. Dies hat zur Folge, dass der Raum um bzw. unter dem Fahrzeug, in dem dieser Grenzwert überschritten wird, überwacht werden muss. Wird eine Grenz wertüberschreitung festgestellt, so hat eine Reduktion oder eine Abschaltung der Übertragungsleistung zu erfolgen. Wird fest gestellt, dass sich im kritischen Bereich z.B. ein Mensch befindet, muss die Primärspule abgeschaltet werden. Die Überwachung des elektromagnetischen Wechselfelds erfolgt zumindest unterhalb des Fahrzeugumrisses, d.h. des Perimeters, des zu ladenden Fahrzeugs. In einem die Primärspule aufweisenden Energieübertragungssystem werden zu diesem Zweck Sensoren, z.B. Radarmodule, angebracht, mit deren Hilfe der Autounterboden bereich und darüber hinaus überwacht wird. Das Energieüber tragungssystem muss darüber hinaus gesetzgeberische Vorgaben in Bezug auf eine Trägerfrequenz und das benutzte Frequenzband der Sensoren einhalten.

Sowohl die Erkennung von lebenden als auch metallischen Objekten stellen sicherheitsrelevante Funktionen eines induktiven La desystems dar. Daher ist durch eine funktionale Diagnose si cherzustellen, dass diese funktionsfähig sind. Nur dann ist ein sicherer Betrieb des Ladesystems möglich und erlaubt.

Vor allem die Plausibilisierung der Sensoren zur Lebendob jekterkennung stellt ein Problem dar. Um eine sichere Aussage über die Funktionsfähigkeit zu machen, ist Prüfung der De tektionsfähigkeit erforderlich. Die Verwendung eines defi nierten Obj ekts , z.B. eines Normbewegers, das eine vordefinierte Bewegung durchführt, ist jedoch nur mit hohem mechanischen Aufwand zu realisieren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen eine Funktionsprüfung einer Einrichtung zur Lebendobjekterkennung eines Energieübertragungssystems auf einfachere Art und Weise ermöglicht wird.

Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Computerprogrammprodukt gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Es wird ein Verfahren zur Funktionsprüfung eines Energie übertragungssystems vorgeschlagen. Das Energieübertragungs system umfasst eine Primärspule zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeugs und eine Einrichtung zur Le bendobjekterkennung in einem vorgegebenen Bereich um das Energieübertragungssystem. Die Einrichtung zur Lebendob jekterkennung umfasst eine Anzahl an Sensoren. Als Sensoren kommen beispielsweise Radarsensoren, Doppler-Radarsensoren, Ultraschallsensoren, Infrarotsensoren und dergleichen in Be tracht. In einer Einrichtung zur Lebendobjekterkennung können als Sensoren auch ein oder mehrere Kamerasysteme vorgesehen sein. Abhängig von der Art der in der Einrichtung gewählten Sensoren kann die Anzahl der Sensoren eins (1) oder größer sein.

Das Verfahren umfasst den Schritt a) des Erfassens eines Ausgangssignals der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung, während sich das Kraftfahrzeug mit einer bestimmten Bewegung relativ zu dem Energieübertragungssystem bewegt. Die bestimmte Relativbewegung des Kraftfahrzeugs zu dem Energieübertra gungssystem ergibt sich aus einer bekannten Fahrtraj ektorie des Fahrzeugs, die z.B. aufgrund der örtlichen Umstände der An näherung an das Energieübertragungssystem gegeben ist. Die bestimmte Relativbewegung kann auch aufgrund eines bekannten autonomen Fahrvorgangs definiert sein.

Das Verfahren umfasst den weiteren Schritt b) des Vergleichens des erfassten Ausgangssignals mit einem oder mehreren vorab für die bestimmte Relativbewegung des Kraftfahrzeugs zu dem

Energieübertragungssystem erfassten Erwartungssignalen. Das oder die Erwartungssignale können hierbei aus einem Speicher ausgelesen werden. Ein derartiger Speicher kann Bestandteil der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung sein oder ein davon getrennter Speicher, mit dem ein Datenaustausch möglich ist.

Schließlich umfasst das Verfahren den Schritt c) des Bestimmens einer die Funktionsfähigkeit der Einrichtung zur Lebendob jekterkennung charakterisierenden Information in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs. Stimmt das Ausgangssignal der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung im Wesentlichen mit dem vorab bestimmten Erwartungssignal überein, so kann auf eine Funktionsfähigkeit der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung geschlossen werden. Weicht das erfasste Ausgangssignal der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung hingegen von dem vorab erfassten Erwartungssignal ab, so lässt dies auf einen Defekt der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung schließen.

Das vorliegende Verfahren basiert auf der Überlegung, das sich bewegende Kraftfahrzeug selbst zur Diagnose und Plausibili sierung der Funktion der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung für lebende bzw. sich bewegende Objekte zu nutzen. Dies kann mit Hilfe einfacher Sensoren geschehen. Zusätzlicher mechanischer oder elektronischer Bauteilaufwand ist nicht erforderlich, da die Funktionsprüfung auf einem Vergleich von während einer Relativbewegung des Kraftfahrzeugs zu dem Energieübertra gungssystem durchgeführten Messung und vorab gespeicherten Messungen erfolgt. Dieser Vergleich ist möglich, da sich das Kraftfahrzeug während der entlang einer bekannten Trajektorie bewegt .

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass ein jeweiliges Ausgangssignal der Anzahl an Sensoren erfasst wird. Insbesondere kann die Anzahl an Ausgangssignalen mit einem oder mehreren vorab für die bestimmte Relativbewegung des Kraftfahrzeugs zu dem Energieübertragungssystem erfassten Erwartungssignalen verglichen werden. Hierdurch kann für die Anzahl an Sensoren im Gesamten, aber auch für einzelne Sensoren die die Funktionsfähigkeit charakterisierende Information ermittelt werden.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn das Erfassen des Ausgangs signals nach dem Aufbau einer Kommunikation zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Energieübertragungssystem erfolgt. Eine derartige Kommunikation findet beispielsweise statt, wenn sich das Kraftfahrzeug für einen geplanten Ladevorgang an das Energieübertragungssystem annähert. Die erfolgte Kommunikation kann als Beleg dafür verarbeitet werden, dass eine bekannte Relativbewegung zwischen dem Energieübertragungssystem und dem Kraftfahrzeug stattfindet, so dass die Erfassung des Aus gangssignals und der anschließende Vergleich zur Gewinnung der die Funktionsfähigkeit der Einrichtung zur Lebendobjekter kennung charakterisierenden Information in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses durchgeführt werden kann.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass als Ausgangssignal eine Signalfrequenz der Anzahl an Sensoren erfasst wird. Anhand der Signalfrequenz wird beispielsweise bei einem Doppler-Radarmodul eine Frequenzveränderung überwacht, um aus dieser auf eine Bewegung im Detektionsbereich des Dopp ler-Radarsensors zu schließen. Dieses Prinzip kann dazu genutzt werden, die Relativbewegung des Kraftfahrzeugs zu dem Ener gieübertragungssystem zu detektieren und die dabei gewonnene Information zur Funktionsprüfung zu nutzen.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Schritt des Vergleichens einen Sensor-individuellen Vergleich seines er fassten Ausgangssignals mit einem vorab für die bestimmte Relativbewegung des Kraftfahrzeugs zu dem Energieübertra gungssystem erfassten Erwartungssignal dieses Sensors umfasst. Hierdurch erfolgt somit ein Vergleich des Ausgangssignals des z.B. vorne links angeordneten Sensors mit einem, von dem vorne links angeordneten Sensor, vorab bestimmten Erwartungssignal. Dies ermöglicht die Bestimmung, ob die Funktionsfähigkeit eines jeden einzelnen Sensors der Einrichtung zur Lebendobjekter kennung gegeben ist oder nicht.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der erfassten Ausgangssignale zu einem fusionierten Ausgangssignal kombiniert bzw. fusioniert wird, welches mit einem oder mehreren vorab für die bestimmte Relativbewegung des Kraftfahrzeugs zu dem Energieübertragungssystem erfassten fusionierten Erwartungs signalen verglichen wird. Gemäß dieser Ausgestaltung, die alternativ oder zusätzlich zur Sensor-individuellen Auswertung durchgeführt werden kann, wird die Gesamtheit der von einer Mehrzahl an Sensoren erfassten Ausgangssignale kombiniert und das resultierende Kombinationssignal mit einem entsprechenden, vorab bestimmten fusionierten Erwartungssignal verglichen. Hierdurch kann eine Aussage über die Funktionsfähigkeit der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung als Ganzes getroffen werden .

Es kann zudem vorgesehen sein, dass die erfassten Ausgangssignale einer Mehrzahl an Sensoren in einen zeitlichen Bezug zueinander gesetzt werden und mit, in zeitlichen Bezug zueinander gesetzten, Erwartungssignalen verglichen werden. Aufgrund der Kenntnis der bestimmten Relativbewegung des Kraftfahrzeugs zu dem Ener gieübertragungssystem und der bekannten Anordnung einer Mehrzahl an Sensoren der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung können für mehrere unterschiedliche Relativbeziehungen unterschiedliche Ausgangssignale von Sensoren an unterschiedlichen Orten auf- treten. Diese Information kann ausschließlich oder zusätzlich zu den oben genannten Plausibilisierungen herangezogen werden.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass die relative Bewegung des Kraftfahrzeugs zu dem Energieübertra gungssystem eine Annäherung des Kraftfahrzeugs an das Ener gieübertragungssystem umfasst. Die Annäherung umfasst die Bewegung des Kraftfahrzeugs in Richtung des Energieübertra gungssystems, wobei ein Fahrzeugumfang, in einer Sicht von oben, anfänglich nicht, dann teilweise und schließlich vollständig mit dem Energieübertragungssystem überlappt.

Die relative Bewegung des Kraftfahrzeugs zu dem Energieüber tragungssystem kann alternativ eine Entfernung des Kraft fahrzeugs von dem Energieübertragungssystem umfassen. Die Entfernung umfasst die Bewegung des Kraftfahrzeugs von dem Energieübertragungssystem weg, wobei ein Fahrzeugumfang, in einer Sicht von oben, zuerst vollständig, dann teilweise und schließlich gar nicht mehr mit dem Energieübertragungssystem überlappt .

Bei einer Durchführung des Verfahrens sowohl bei der Annäherung des Kraftfahrzeugs an das Energieübertragungssystem als auch bei einer Entfernung des Kraftfahrzeugs von dem Energieübertra gungssystem (z.B. nach der Beendigung eines Ladevorgangs) kann eine regelmäßige Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Ein- richtung zur Lebendobjekterkennung in kurzen zeitlichen Ab ständen durchgeführt werden.

Es wird ferner ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, das direkt in den internen Speicher einer Recheneinheit geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte gemäß dem hierin beschriebenen Verfahren ausgeführt werden, wenn das Produkt auf der Recheneinheit läuft. Die Recheneinheit kann die Recheneinheit des Energieübertra gungssystems sein. Die Recheneinheit kann auch eine von dem Energieübertragungssystem unabhängige Recheneinheit sein, welche dann zum Austausch von Daten mit dieser verbunden ist. Das Computerprogrammprodukt kann in der Form eines Datenträgers, beispielsweise einer DVD, einer CD-ROM oder eines

USB-Speichersticks , vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch als ein über ein drahtloses oder leitungsgebundenes Netzwerk übertragbares Signal vorliegen.

Es wird ferner eine Vorrichtung zur Funktionsprüfung eines Energieübertragungssystems vorgeschlagen. Das Energieüber tragungssystem umfasst eine Primärspule zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeugs und eine Einrichtung zur Lebendobjekterkennung in einem vorgegebenen Bereich um das Energieübertragungssystem. Die Einrichtung zur Lebendob jekterkennung umfasst eine Anzahl an Sensoren.

Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß dazu ausgebildet, ein Ausgangssignal durch die Einrichtung zur Lebendobjekterkennung zu erfassen, während sich das Kraftfahrzeug mit einer bestimmten Bewegung relativ zu dem Energieübertragungssystem bewegt. Die Vorrichtung ist weiter dazu ausgebildet, das erfasste Aus gangssignal mit einem oder mehreren vorab für die bestimmte Relativbewegung des Kraftfahrzeugs zu dem Energieübertra gungssystem erfassten Erwartungssignal zu vergleichen.

Schließlich ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, eine die Funktionsfähigkeit der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung charakterisierende Information in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs zu bestimmen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist die gleichen Vorteile auf, wie diese vorstehend in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden.

Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand eines Ausfüh rungsbeispiels in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen

Energieübertragungssystems ;

Figs . 2 bis 4 eine schematische Darstellung der Annäherung eines Kraftfahrzeugs an ein erfindungsgemäßes

Energieübertragungssystem in mehreren Relativposi tionen; und

Fig. 5 einen schematischen Ablaufplan zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Zur Lebendobjektdetektion eines Energieübertragungssystems, das zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeugs dient, wird z.B. eine Anzahl an Hochfrequenz-Sensoren (nachfolgend: HF-Sensoren) verwendet. Die HF-Sensoren können z.B. Radar sensoren, Ultraschallsensoren oder Infrarotsensoren sein. Als Sensoren einer Einrichtung zur Lebendobjektdetektion können auch andere Sensoren, wie z.B. Kameras, verwendet werden.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Energie übertragungssystem 10 beispielhaft vier HF-Sensoren 12, ..., 15 umfasst, die an den Ecken einer Bodenplatte des Energieüber tragungssystems angeordnet sind. Die HF-Sensoren umgeben eine Primärspule 11, die in der Bodenplatte zentrisch angeordnet ist und den größten Teil der Fläche der Bodenplatte einnimmt. Eine Recheneinheit 17 verarbeitet die von den HF-Sensoren 12,..., 15 empfangenen Signale (die Ausgangssignale im Sinne der Erfindung darstellen) und dient darüber hinaus auch zur Steuerung der HF-Sensoren 12,..., 15. Zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeugs 1 (Fahrzeug) wird Energie mittels resonanter Kopplung über einen Luftspalt von bis zu ca. 25 cm von der Primärspule zu einer fahrzeugseitigen Unterbodenspule (Sekundärspule) übertragen. Dazu muss das Fahrzeug über dem Energieversorgungssystem 10 derart angeordnet sein, dass die Primärspule 11 und die Se kundärspule des Fahrzeugs 1 möglichst gut aufeinander ausge richtet sind. Steht das Fahrzeug 1 in der beschriebenen Weise über dem Energieübertragungssystem 10, so überdeckt dieses einen als vorgegebenen Bereich bezeichneten Bereich 16, dessen Umfang oder Perimeter mit dem Bezugs Zeichen 16P gekennzeichnet ist . In diesem vorgegebenen Bereich 16 muss bei der Übertragung von Energie sichergestellt sein, dass kein Lebewesen einem elektromagne tischen Wechselfeld von mehr als z.B. 6,25 mT ausgesetzt wird. Die Überwachung des vorgegebenen Bereichs unter dem Fahrzeug, in dem dieser Grenzwert nicht überschritten werden darf, erfolgt mit Hilfe der HF-Sensoren 12, ..., 15.

Die die Einrichtung zur Lebendobjekterkennung bildenden

HF-Sensoren 12, ..., 15 sind beispielsweise Doppler-Radarsensoren, die, wie beschrieben, in der Bodenplatte des Energieübertra gungssystems verbaut und gegenüber Umwelteinflüssen wie Schnee, Eis, Regen und Abdeckungen jeglicher Art (wie z.B. nassem Laub) ausreichend robust sind. Als HF-Sensoren kommen insbesondere Mikrowellensensoren im ISM-Band zum Einsatz, welche nach dem Prinzip eines CW-Radars arbeiten.

Typischerweise erfassen die das Dopplerprinzip nutzenden HF-Sensoren bewegliche Objekte ab einer bestimmten Mindestgröße und einer Mindestgeschwindigkeit.

Mithilfe des nachfolgend beschriebenen Verfahrens kann die Funktionsfähigkeit der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung überprüft werden. Bei diesem wird das sich relativ zu dem Energieübertragungssystem 10 bewegende Fahrzeug 1 zur Diagnose bzw. Plausibilisierung der Funktion der Einrichtung zur Le bendobjekterkennung genutzt. Das Verfahren basiert auf dem Prinzip, ein Ausgangssignal der Einrichtung zur Lebendob- j ekterkennung zu erfassen, während sich das Kraftfahrzeug 1 mit einer bestimmten und bekannten Bewegung relativ zu dem Ener gieübertragungssystem bewegt (Schritt S1 in Fig. 5) und das erfasste Ausgangssignal mit einem vorab für die bestimmte Relativbewegung des Kraftfahrzeugs zu dem Energieübertra gungssystem 10 erfassten Erwartungssignal zu verglei

chen (Schritt S2 in Fig. 5) . Aus dem Vergleich des erfassten Ausgangssignals mit dem vorab ermittelten Erwartungssignal wird dann eine die Funktionsfähigkeit der Einrichtung zur Le bendobjekterkennung charakterisierende Information ermittelt (Schritt S3 in Fig. 5) .

Die Figuren 2 bis 4 zeigen in schematischen Darstellungen die Annäherungen des Kraftfahrzeugs 1 an ein Energieübertra gungssystem 10, wobei sich das Fahrzeug 1 in den unter schiedlichen Darstellungen in unterschiedlichen Relativposi tionen zu dem Energieübertragungssystem 10 befindet.

Fig. 2 zeigt die Situation, in der sich das Fahrzeug 1 zum Zwecke eines Ladevorgang an das Energieübertragungssystem 10 annähert, wobei eine Kommunikation K zwischen diesen beiden zur Aushandlung des Ladevorgangs erfolgt.

Im Rahmen der Kommunikation K zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Energieübertragungssystem 10 werden einen Ladevorgang be treffende Daten ausgetauscht. Darüber hinaus können die An näherung betreffende Daten, wie z.B. eine Fahrzeuggeschwin digkeit, ein Lenkwinkel, ein Abstand zur Bodenplatte, ausge tauscht werden. Letztere können beispielsweise von einer voll- oder teilautonomen Fahrfunktion des Fahrzeugs bereitgestellt oder genutzt werden. Insbesondere lässt sich anhand der genannten Informationen eine bestimmte Bewegung des Fahrzeugs relativ zu dem Energieübertragungssystem bestimmen, deren Kenntnis im Rahmen der Durchführung des Verfahrens genutzt wird.

Die Kommunikation K wird als Trigger für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt. Die Kommunikation K kann bereits zu einem Zeitpunkt erfolgen, in dem sich das Fahrzeug 1 in einer solchen Entfernung zu dem Energieübertragungssystem 10 befindet, so dass von den HF-Sensoren 12, ..., 15 ausgesendeten

Radarwellen keine Signale reflektiert werden (Fig. 2).

Nach erfolgter Kommunikation K werden die HF-Sensoren 12, ..., 15 durch die Steuereinheit 17 aktiviert (Fig.3). Währenddessen nähert sich das Fahrzeug 1 weiter an das Energieübertra gungssystem 10 an, d.h. der Abstand zwischen Fahrzeug 1 und Energieübertragungssystem 10 verringert sich. Zu dem in Fig. 3 dargestellten Zeitpunkt überlappt der Fahrzeugumfang 16P in einer Sicht von oben, noch nicht mit dem Energieübertra gungssystem 10, so dass die Ausgangssignale aller HF-Sensoren 12, ..., 15 bei gegebener Funktionsfähigkeit ein im Wesentlichen gleiches Signal aufweisen (müssen) .

Nachdem sich das Fahrzeug 1 mit der bestimmten Bewegung weiter auf das Energieübertragungssystem 10 zubewegt, kommt schließlich der vordere Teil des Fahrzeugs 1 mit dem Energieübertra gungssystem 10 zum Überlappen. Zu dem in Fig. 4 gezeigten Zeitpunkt umfasst die Überlappung eine Überlappung mit den HF-Sensoren 14 und 15, welche infolgedessen ein anderes Aus gangssignal erzeugen als die noch nicht von dem Umfang 16P des Fahrzeugs 1 überlappten HF-Sensoren 12, 13.

Schließlich kommt das Fahrzeug 1 derart über dem Energiever sorgungssystem 10 zum Stehen, dass sich die Primärspule 11 und eine nicht dargestellte Sekundärspule des Fahrzeugs überlappen bzw. aufeinander ausgerichtet sind (Fig. 1) .

Die Relativbewegung, mit der sich das Fahrzeug 1 an das

Energieübertragungssystem 10 annähert, ergibt sich z.B. aus den räumlichen Umgebungsverhältnissen, in der das Energieüber tragungssystem 10 angeordnet ist, und der Bewegungstraj ektorie, mit welcher sich das Fahrzeug an das Energieübertragungssystem 10 annähert (annähern kann) . Insbesondere kann ein solcher Annäherungsvorgang, der in den Figuren 2 bis 4 in Fahrtrichtung (Pfeil V) erfolgt, durch eine voll- oder teilautonome Fahr funktion realisiert sein. Während des Bewegungsvorganges bzw. der sich zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Energieübertragungssystem 10 ergebenden Relativbewegung ergibt sich ein charakteristischer zeitlicher Verlauf der Ausgangssignale der HF-Sensoren, welche mit vorab bestimmten Erwartungssignalen, welche z.B. aus einem nicht dargestellten Speicher des Energieübertragungssystems durch die Recheneinheit 17 ausgelesen werden, verglichen werden. Stimmen die erfassten Ausgangssignale mit dem oder den erfassten Er wartungssignalen (qualitativ) überein, so kann auf eine gegebene Funktionsfähigkeit der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung geschlossen werden. Weicht dagegen z.B. das Ausgangssignal eines der HF-Sensoren 12, ..., 15 von dem oder den Erwartungssignalen ab, so kann dies auf einen Defekt der Einrichtung zur Lebendob jekterkennung als Ganzes oder des betrachteten HF-Sensors hindeuten .

Wie sich aus der vorangegangenen Beschreibung gezeigt hat, ist es zweckmäßig, ein jeweiliges Ausgangssignal der Anzahl an Sensoren zu erfassen. Dabei kann die Anzahl an Ausgangssignalen mit einem oder mehreren vorab für die Relativbewegung des Fahrzeugs zu dem Energieübertragungssystem 10 erfassten Er wartungssignal verglichen werden.

Es kann ein Sensor-individueller Vergleich seines erfassten Ausgangssignals mit einem vorab für die bestimmte Relativbe wegung des Kraftfahrzeugs zu dem Energieübertragungssystem erfassten Erwartungssignal dieses Sensors vorgenommen werden. Mit anderen Worten wird das Ausgangssignal z.B. des HF-Sensors

14 mit einem vorab bestimmten Erwartungssignal des HF-Sensors 14 verglichen. In entsprechender Weise wird dies optional für die anderen HF-Sensoren 12, 13 und 15 ebenfalls vorgenommen.

Alternativ oder zusätzlich können die von den HF-Sensoren 12, ...,

15 erfassten Ausgangssignale auch zunächst miteinander zu einem fusionierten Ausgangssignal kombiniert werden. Anschließend kann das fusionierte Ausgangssignal mit einem vorab bestimmten, fusionierten Erwartungssignal verglichen werden. Diese Art des Vergleichs kann zusätzlich oder alternativ zu einem Sen sor-individuellen Vergleich vorgenommen werden.

Ebenso kann es zweckmäßig sein, die erfassten Ausgangssignale der HF-Sensoren 12, ..., 15 in einen zeitlichen Bezug zueinander zu setzen und mit in zeitlichen Bezug zueinander gesetzten Er wartungssignalen zu vergleichen.

Durch den Abgleich zwischen einer Erwartung (Soll) und einer anhand der Ausgangssignale erkannten Bewegung (Ist) kann somit die Funktionsfähigkeit der Einrichtung zur Lebendobjekter kennung bzw. der einzelnen HF-Sensoren überprüft werden.

Um besonders charakteristische Ausgangssignale zu erhalten, kann das Fahrzeug 1 optional mit speziellen Reflektoren ausgestattet sein, so dass das von den Reflektoren reflektierte Signal zu einer besonders starken Frequenzverschiebung führt.

Die Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung kann ohne zusätzliche mechanische oder elektronische Bauelemente durchgeführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde anhand einer Annäherung des Fahrzeugs 1 in Richtung des Energieübertragungssystems 10 beschrieben. Das Verfahren kann alternativ oder zusätzlich auch bei einer Entfernung des Fahrzeugs 1 von dem Energieübertra gungssystem 10 weg durchgeführt werden, z.B. nach Beendigung eines Ladevorgangs. Auch bei dieser Variante ist es zweckmäßig, das Verfahren nach einer initialen Kommunikation zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Energieübertragungssystem 10 durchzuführen.

Die Erwartungssignale können vorab durch Versuche oder nume rische Simulationen bestimmt sein. Diese können beispielsweise für unterschiedliche Relativbewegungen und/oder unterschied liche Fahrzeugtypen in einem Speicher hinterlegt werden. Wird im Rahmen der Kommunikation K ein Fahrzeugtyp übertragen, so können beispielsweise die für einen Fahrzeugtyp passenden Erwar- tungssignale aus dem Speicher ausgelesen werden. Gleiches kann nach der Berechnung der Relativbewegung erfolgen.

Der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgenommene Vergleich erfordert keine genaue Übereinstimmung des erfassten Ausgangssignals mit dem vorab bestimmten Erwartungssignal. Vielmehr kann bereits anhand einer qualitativen Übereinstimmung auf die Funktionsfähigkeit der Einrichtung zur Lebendob jekterkennung geschlossen werden.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Funktionsprüfung eines Energieübertragungs systems (10), das eine Primärspule (11) zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeugs (1) und eine Einrichtung zur Lebendobjekterkennung, umfassend eine Anzahl an Sensoren (12,..., 15), in einem vorgegebenen Bereich um das Energieüber tragungssystem (10) umfasst, mit den Schritten:

a) Erfassen eines Ausgangssignals der Einrichtung zur Le bendobjekterkennung, während sich das Kraftfahrzeug mit einer bestimmten Bewegung relativ zu dem Energieüber tragungssystem (10) bewegt;

b) Vergleichen des erfassten Ausgangssignals mit einem oder mehreren vorab für die bestimmte Relativbewegung des Kraftfahrzeugs zu dem Energieübertragungssystem (10) erfassten Erwartungssignalen;

c) Bestimmen einer die Funktionsfähigkeit der Einrichtung zur Lebendobjekterkennung charakterisierenden Information in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Ausgangssignal (12S, ..., 15S) der Anzahl an Sensoren (12,..., 15) erfasst wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl an Ausgangssignalen (12S,..., 15S) mit einem oder mehreren vorab für die bestimmte Relativbewegung des Kraftfahrzeugs zu dem Energieübertragungssystem (10) erfassten Erwartungssignalen

( 12E, ..., 15E) vergleichen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen des Ausgangssignals nach dem Aufbau einer Kommunikation (K) zwischen dem Kraftfahrzeug (1) und dem Energieübertragungssystem (10) erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangssignal (12S,..., 15S) eine Signalfrequenz der Anzahl an Sensoren (12,..., 15) erfasst wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Vergleichens einen Sen^¬ sor-individuellen Vergleich seines erfassten Ausgangssignals mit einem vorab für die bestimmte Relativbewegung des Kraft^¬ fahrzeugs zu dem Energieübertragungssystem (10) erfassten Erwartungssignal ( 12E, ..., 15E) dieses Sensors (12,..., 15) umfasst.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der erfassten Aus^¬ gangssignale zu einem fusionierten Ausgangssignal kombi^¬ niert/fusioniert wird, welches mit einem oder mehreren vorab für die bestimmte Relativbewegung des Kraftfahrzeugs zu dem

Energieübertragungssystem (10) erfassten fusionierten Erwar tungssignalen ( 12E, ..., 15E) verglichen wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Ausgangssignale (12S,..., 15S) einer Mehrzahl an Sensoren (12,..., 15) in einen zeitlichen Bezug zueinander gesetzt werden und mit zeitlich in Bezug zueinander gesetzten Erwartungssignalen ( 12E, ..., 15E) verglichen werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Bewegung des Kraftfahrzeugs (1) zu dem Energieübertragungssystem (10) eine Annäherung des Kraftfahrzeugs (1) an das Energieübertragungssystem (10) um fasst.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Bewegung des Kraftfahrzeugs (1) zu dem Energieübertragungssystem (10) eine Entfernung des Kraftfahrzeugs (1) von dem Energieübertragungssystem (10) umfasst .

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Erwartungssignale aus einem Speicher ausgelesen werden.

12. Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher einer Recheneinheit (17) geladen werden kann und Softwareco deabschnitte umfasst, mit denen die Schritte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt werden, wenn das Produkt auf der Recheneinheit (17) läuft.

13. Vorrichtung zur Funktionsprüfung eines Energieübertra gungssystems (10), das eine Primärspule (11) zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeugs (1) und einer Einrichtung, umfassend eine Anzahl an Sensoren (12,..., 15), zur Lebendob^¬ jekterkennung in einem vorgegebenen Bereich um das Energie übertragungssystem (10) umfasst, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist:

a) ein Ausgangssignal (12S, ..., 15S) durch die Einrichtung zur Lebendobjekterkennung zu erfassen, während sich das Kraftfahrzeug mit einer bestimmten Bewegung relativ zu dem Energieübertragungssystem (10) bewegt;

b) das erfasste Ausgangssignal (12S,..., 15S) mit einem oder mehreren vorab für die bestimmte Relativbewegung des Kraftfahrzeugs zu dem Energieübertragungssystem (10) erfassten Erwartungssignal zu vergleichen;

c) eine die Funktionsfähigkeit der Einrichtung zur Le^¬ bendobjekterkennung charakterisierende Information in Abhän gigkeit des Ergebnisses des Vergleichs zu bestimmen.