用于确定车辆的位置的方法、设备和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于确定车辆的位置的方法、设备和系统。本发明尤其涉及用于确定车辆在环境、例如充电点中的位置以便对车辆的蓄电池进行感应式充电的方法和设备。此外，本发明涉及一种用于优选参考接收线圈的预先确定的充电位置确定在车辆上布置的接收线圈的位置并且用于定位所述接收线圈的方法、设备和系统。
【背景技术】
[0002]电驱动的车辆一一例如电动车通常将用于运行电动机的能量存储在蓄电池中。这样的蓄电池例如可以借助感应式充电来充电。这样的感应式充电系统通常被构造为地下系统，其中具有接收线圈的电驱动的车辆借助相应的电子设备被定位在嵌入地面中的发送线圈上方。借助发送线圈在接收线圈中感生电流，该电流对蓄电池进行充电。针对这样的感应式充电系统的效率，接收线圈相对于发送线圈的正确定向可以是一个重要的限制因素。发送线圈通常被构造成，使得在接收线圈关于发送线圈定位在预先确定的充电位置中时产生感应式充电的最大可能的效率。
[0003]WO 2011/114208 A2描述了一种用于定位电动车的方法以及相应的电动车。在此，摄像机拍摄电动车的外观，所述外观显示在车辆之内的屏幕上。根据所显示的摄像机图像，车辆驾驶员可以根据目测定向电动车。
【发明内容】
[0004]本发明公开了一种具有权利要求1的特征的方法、一种具有权利要求9的特征的设备和一种根据权利要求10的特征的系统。具有根据本发明的设备的车辆同样属于本发明。
[0005]本发明的优点
本发明所基于的思想在于，将能量的感应式传输所需的硬件此外用于将车辆的接收线圈相对于发送线圈定位在预先确定的充电位置中。借助布置在车辆上的第一和第二磁场传感器一次或者多次地测量磁场，所述磁场至少在预先确定的充电位置上延伸。所测量的磁场强度可以直接与磁场的预先确定的磁场信息进行比较，接着可以推断出磁场传感器关于磁场的当前位置。也可以将基于所测量的第一和第二磁场强度的数据与预先确定的磁场信息进行比较。例如可以基于所测量的第一和第二磁场强度和必要时基于其他测量计算磁场强度梯度。
[0006]预先确定的磁场信息可以包括预先确定的磁场强度分布、即关于磁场的磁场线的信息，也即作为面积的或者空间的函数的磁场强度和磁场方向。磁场强度分布可以相对于位置固定的原点来说明。例如磁场产生设备，例如用于感应式充电的发送线圈可以位于原点处。但磁场信息也可以包括关于磁场产生设备的类型的信息，例如在此涉及圆形的线圈并且由这样的线圈产生的场具有哪种磁场强度梯度分布。
[0007]由预先确定的磁场强度分布或者由附加信息可以已知，发送线圈关于磁场强度分布位于哪里。此外，已知第一和第二磁场传感器和必要时其他磁场传感器关于其上布置有磁场传感器的车辆的接收线圈如何布置。通过所述方式，可以由所测量的磁场强度确定车辆尤其相对于发送线圈的位置数据，特别是车辆的接收线圈尤其相对于发送线圈的位置数据。
[0008]根据规定，感应式充电系统的发送线圈适合于构造磁场。因此，在发送方侧有利地不需要附加的电子元件或者需要仅仅很少的附加电子元件。因此，根据本发明的方法或者根据本发明的系统可以特别成本适宜地以及多样化地应用。不需要线圈系统的位置公差。根据本发明的设备原则上可以以每个发送线圈类型起作用，也即提供大的互操作性。
[0009]有利的实施方式和扩展方案由从属权利要求以及由参考附图的描述得出。
[0010]按照根据本发明的方法的一种优选的扩展方案，有规律地或者连续地执行第一和第二磁场强度的测量。通过连续的测量可以进一步改善根据本发明的方法的精度。通过有规律的测量一一代替连续的测量，可以降低所需要的计算耗费。也可以动态地匹配一次测量和下一次测量之间的测量速率。例如，测量首先可以有规律地以第一时间间隔进行。如果磁场传感器接近以下位置:在所述位置处接收线圈被布置在预先确定的充电位置处，则测量例如可以以第二时间间隔进行，所述第二时间间隔短于所述第一时间间隔。也可以多次重复测量的通过分别变小的时间间隔的这样的精确化。如果接收线圈位于与预先确定的充电位置的预先确定的最大间隔内，则最后可以连续地执行测量，以便能够实现特别准确的精细定向。
[0011]根据另一种优选的扩展方案，通过在线圈中形成剩余磁化来产生所述磁场。例如可以在先前的通过发送线圈的感应式充电的情况下已经在以下线圈中产生剩余磁化:所述线圈已经经历感应式充电过程。磁场信息，例如根据剩余磁化的磁场强度分布可以是已知的，尤其是当所述磁场强度分布在所有感应式充电过程之后基本上保持不变的时候。但也可以例如在每一个感应式充电过程之后自动测量剩余磁化的磁场强度分布。
[0012]根据另一种优选的扩展方案，通过施加电压到线圈上来产生磁场。也即，磁场通过施加到线圈上的电压来生成。例如，可以在感应式充电过程开始之前以预先确定的电流加载被确定用于感应式充电的发送线圈。在该情况下，磁场的预先确定的磁场强度分布可以基于发送线圈的已知特性以及基于所施加的电流而已知。有利地可以施加这样的电流，所述电流一方面产生磁场的明显可测量的并且足够不均匀的磁场强度分布并且所述电流在此同时比在感应式充电过程期间施加到发送线圈上的其他电流更少地消耗电功率。
[0013]根据另一种优选的扩展方案，连续地或者脉冲式地产生所述磁场。在此，可以根据所需要的精度和所期望的目标预给定来调节在通过磁场的更频繁的或者连续的产生引起的测量的提高的精度与通过磁场的较少产生引起的对能量节省的期望之间的平衡。如果可以产生磁场的磁场产生设备例如与不完整的定位系统耦合，则也可以动态匹配磁场的脉冲式产生的频繁性。因此，当与磁场产生设备耦合的车辆传感器、例如光栅确定，具有接收线圈的车辆大致接近以下位置时例如可以提高磁场的脉冲式产生的频繁性:在所述位置处接收线圈布置在预先确定的充电位置处。
[0014]根据另一种优选的扩展方案，根据本发明的方法还具有以下方法步骤:向所述车辆的通信装置无线传输所述预先确定的磁场信息、例如磁场强度分布。因此不必要的是，用于车辆的感应式充电的不同充电点或者充电站的磁场始终具有相同的磁场强度分布。更确切地说，例如在车辆接近确定的充电点的时候，充电点的磁场的相应的个别的磁场强度分布可以作为预先确定的磁场信息向车辆的通信装置传输。所述传输例如可以针对通过车辆的请求进行。通过车辆的请求可以通过车辆的通信装置发送，例如一旦车辆的磁场传感器测量到超过预先确定的最小值的磁场强度。由此进一步提高根据本发明的方法的多样性，因为所述方法例如通过这种方式可以借助每个任意的充电点起作用。
[0015]如果存在感应式充电系统的预先确定的数目的不同构造，所述感应式充电系统用在充电点中并且分别具有不同的磁场信息，则例如也可以向车辆的通信装置传输仅仅一个简单的辨识码。通信装置然后可以基于所传输的码从通信装置的经预编程的存储器中读取以所述码表示的磁场信息并且将其转发用于在根据本发明的方法中的应用。
[0016]根据另一个优选的扩展方案，在第三位置处确定第一磁场强度梯度。也可以在第四位置处确定第二磁场强度梯度。有利地，基本上在第一或者第二位置处并且基本上与第一和第二磁场强度的测量同时地确定第一和第二磁场强度梯度。因此，第一和第二磁场强度梯度也可以是基于所测量的第一和第二磁场强度的数据。第一或者第二磁场强度梯度例如可以通过以下方式确定，即在第三或者第四位置的环境中多次测量磁场强度。由这些所测量的磁场强度和例如车辆的已知的运动可以相应地确定磁场强度梯度。车辆的位置数据的确定还可以基于第一和/或第二磁场强度梯度与磁场的预先确定的磁场信息的比较。
[0017]通过磁场强度梯度也与磁场的预先确