用于产生旋转电磁场的线圈组件和用于确定识别传感器的位置的定位系统的制作方法
【技术领域】
[0001]不同的实施形式涉及一种用于产生旋转的电磁场的线圈组件以及用于确定识别传感器(Identifikat1nsgeber)的位置的定位系统。这样的定位系统可包括根据本发明的线圈组件。
【背景技术】
[0002]已知允许例如由识别传感器定位、也就是说确定位置的技术。识别传感器的示例例如是用于机动车的钥匙:由此已知允许在机动车的周围环境中确定钥匙的位置以实现对机动车的接近控制(Zugangskontrolle)的技术。在此，传统的技术典型地基于测量由中央发射器发出的电磁场的场强。由于随着与发射器的距离增加场强减小(场强的减弱或衰减)，可由通过在钥匙中的接收器天线测量场强来推出相对于发射器的位置。
[0003]然而，例如由于在测量场强时受限制的精度，这样的技术可能具有识别传感器的位置确定的受限制的精度。在已知的系统中，位置确定的精度例如为20cm-大约2m。此外，可能出现系统性失真:尤其例如由于磁性物体(诸如车辆车身等)可能干扰电磁场的场强的减小，使得识别传感器的位置确定可能伴随有一定的系统性误差。这样的情况可能需要在机动车中和围绕机动车执行场强的衰减的单次手动测量以校正位置确定。这样的手动测量可能很耗费时间且可能产生相应的成本。校正本身也可能引起误差源。此外，不能或仅受限制地能还在机动车内执行位置确定。这可能是该情况，因为在机动车的内部空间中可由于最不同的构极强地干扰场强的衰减。
[0004]以上关于位置确定技术本身阐述了现有技术的不利效果。但是，在相应的装置的系统结构方面也可能出现不利效果，如接下来所解释的那样。由此，预先已知的用于位置确定的定位系统典型地具有中央控制器，其借助于供电线路与发出电磁场的各个发射器相连接。然而，预留至多个发射器、典型地三至五个发射器的这些供电线路可能要求在机动车中的结构空间并且需要耗费时间地且昂贵地以例如两芯或四芯的线路布线。此外，这样的系统常常仅具有较小的调制度，因为不能容易地运行还功能可靠地带有或多或少数量的发射器的系统，因此不能或者仅受限制地能提供不同的配备方案。此外，相应的系统可能相对易受干扰，因为中央控制器的失效或干扰常常可造成系统的完全失效。
【发明内容】
[0005]出于上述原因，存在对用于确定接收器的位置的改善的技术的需求。尤其存在对于定位系统的需求，其使在机动车之内和之外特别精确的位置确定成为可能并且同时具有带有简单的且成本有利的系统体系的较小的易干扰性。
[0006]该目的通过独立权利要求所述的特征来实现。从属权利要求限定实施形式。
[0007]根据一个方面，本发明涉及一种用于产生旋转电磁场的线圈组件，其中，该线圈组件包括至少三个线圈，其分别具有至少一个所属的线圈绕组。该线圈组件此外包括铁磁的线圈轭，该线圈轭建立至少三个线圈的磁性联结。
[0008]该至少一个线圈绕组自身可包括能导电的线或导体电路的多个卷圈。线圈可包括一个或多个线圈绕组，换言之，在线圈的多个线圈绕组中其可分离地电接触或截取。
[0009]磁性联结特征在于一定的磁通，其例如具有一定的大小。磁通例如可通过线圈轭的连续的连接来产生。线圈组件尤其可设立成磁通在线圈组件的中心具有一定的值，例如大约或刚好为O。例如，线圈轭可以是连续的，即没有或仅带有较少的和/或非常小的或短的中断或气隙。其可由铁磁材料制成，例如铁、铬、镍、这些材料的氧化物如铁氧体、由铁、铬、镍构成的合金等。磁性联结可表示铁磁性的交互作用，其构造在线圈轭的整个范围上。
[0010]可能的是该至少三个线圈布置在一线圈平面中并且邻近的线圈在线圈平面之内以大约120°的角度来布置。例如，邻近的线圈可以以120° ±10°、优选地±5°、特别优选地±0.5°的角度来布置。那么可能利用线圈的比较简单的操控(例如以相移120°的交变电压)产生旋转电磁(em)场。但是通常邻近的线圈在线圈平面内相互包围其它角度也是可能的。如果线圈布置在该线圈平面之内，这可意味着，线圈(或其中心轴线)不与展开线圈平面的矢量包围角度或与其仅包围很小的角度，例如±10°、优选地±5°、特别优选地± I °。
[0011]可能在邻近的线圈在线圈平面之内的角度不同时将用于操控不同线圈的交变电压的相移相应地匹配不同的角度，从而产生旋转电磁场，其具有恒定的角速度。
[0012]当然也可能例如使用四个或六个或更多个线圈，其在线圈平面中相对于邻近的线圈以规定的角度布置。纯示例性地而非限制性地，四个(六个)线圈可以以90° (60° )的角度来布置。另外的相应的对称的构造也是可能的，在其中邻近的线圈彼此总是具有相同的角度。
[0013]以上描述了这样的实施形式，在其中所有线圈处于一线圈平面内。这样的线圈平面可确定旋转em场的旋转平面。但是这样的实施形式也是可能的，在其中单个或多个线圈处于由至少两个线圈所限定的线圈平面之外。换言之，单个或多个线圈可相对于线圈平面翻倾。在这样的情况中也可能线圈平面限定旋转平面。
[0014]例如可能的是，该至少三个线圈中的第三线圈与由该至少三个线圈中的第一和第二线圈展开的线圈平面包围角度。例如，第三线圈与线圈平面包围的角度可在1° -45°的范围中、优选地在20° -30°的范围中。在单个线圈相对于线圈平面翻倾的情况中，可实现线圈组件在线圈平面之内更小的尺寸。这在这样的情况中具有优点，即，线圈组件应定位在例如机动车的这样的区域中，即，在这些区域中提供受限的空间，例如在机动车的B或C柱中。然而，应理解的是，即使一个或多个线圈相对于线圈平面翻倾，由这些线圈产生的电磁场的一个分量还是位于线圈平面中并且因此可能的是，发射与所有线圈位于一个线圈平面中的情况相似的旋转电磁场。尤其，如此发出旋转电磁场，即，其具有在旋转平面之内恒定的角速度。可能的是，旋转em场具有场强与角度的相关性。
[0015]可能的是铁磁的线圈轭连续地布置在该至少三个线圈之内，并且线圈组件此外包括至少三个电容器(其分别与该至少三个线圈中的一个串联)和带有外部的电触点和机械支架的壳体。换言之，每个线圈可与电容器串联(串接)。那么以对于本领域技术人员已知的方式，线圈的电感和电容器的电容的值可确定相应产生的em场的频率。该频率例如可在10kHz至10MHz、优选地至IMHz的范围中，特别有利地为125kHz或1MHz。
[0016]壳体可具有用于固定该至少三个线圈和线圈轭的支架。壳体可容纳线圈组件的所有部件并且保护免于外部影响、灰尘和沉积物、湿气和振动。壳体可由这样的材料制成，即，其仅仅引起电磁场的相对小的减弱。优选地，壳体可由塑料材料制成。电气触点可建立与电路板的电连接并且由此使线圈组件的操控和供给成为可能。
[0017]可能的是，铁磁的线圈轭具有径向地从中心延伸的臂，并且该至少三个线圈的线圈绕组中的每个分别具有一定数目的围绕臂中的一个的卷圈。
[0018]臂例如可以是柱形的且例如可具有圆形的横截面。其它横截面形状(矩形的、正方形的、椭圆形的等)也是可能的。在以上具有三个以120°的线圈的实施形式中，臂的定向可如下:0°、120°、240° (分别为相对于中心的方位角)。臂的长度例如可为几厘米，优选地在l-20cm的范围中，尤其优选地在2-6cm的范围中。臂可在中心汇聚。通过这样的构造所说明的线圈组件的形式可被称为“星形”。
[0019]在这样的构造中，线圈组件可具有垂直于线圈平面的延伸，因为线圈绕组以一定直径围绕线圈轭延伸。但是也可能的是，以集成的方式制造线圈组件，例如通过在电路板上的导体电路。这样的集成的实施形式也可被称为横向的或平面的结构。
[0020]可能的是，线圈绕组中的每个设计成在电路板上的形成圈的平面的导体电路，并且电路板具有用于铁磁的线圈轭的凹部，并且铁磁的线圈轭布置在电路板之上和之下。在这样的实施形式中可能的是，电路板平行于或者大致平行于线圈平面。导体电路可具有与以上实施形式相比很小的垂直于线圈平面的延伸，例如几十微米或小于1mm。这例如在结构空间有限时具有优点。铁磁的线圈轭可通过凹部来固定。
[0021]可能的是对于每个线圈分别存在两个或更多个分别带有一定数目的卷圈的线圈绕组，其可共同地或分离地被操控，并且线圈组件此外包括至少三个另外的电容器，其分别与每个线圈的两个或更多个线圈绕组中的一个并联。这样可实现在一线圈中预留多个可分离地电接触的线圈绕组且因此预留不同的电感。因此，可提供带有不同谐振频率的多个振荡回路。因此，线圈组件可发出具有不同频率的em场。此外，通过另外的电容器分别与线圈绕组并联，可获得带有类似的尤其为了与电容器串联较小的功率消耗的线圈组件的运行。这尤其可在仅可提供有限的能量储备的应用中是有利的。
[0022]通常可能的是该至少三个线圈的至少一个线圈绕组分别具有相同的几何结构和/或卷圈。换言之，该至少三个线圈可以是相同形式和相同类型。因此可能借助于特别简单的通电产生旋转的em场，其有利地具有恒定的旋转角速度。
[0023]以上主要参考了具有至少三个线圈的线圈组件。可能以组合的方式作为用于接收器的定位系统运行多个这样的线圈组件。
[0024]根据另一方面，本发明涉及一种用于确定用于机动车的识别传感器的位置的定位系统，其中，该定位系统包括至少两个线圈，这两个线圈位置固定地装配在机动车的不同地点处并且设立成分别作为用于至少两个电磁场的发射器来运行，其中，至少两个线圈中的每个与供电线路相联结。此外，定位系统包括带有接收线圈的识别传感器，其中，识别传感器设立成作为用于至少两个电磁场的接收器运行，并且定位系统包括控制器，该控制器设立成通过计算单元通过总线系统以规定的顺序操控至少两个线圈以产生相应的电磁场。
[0025]这样的定位系统可具有特别简单的系统结构的效果；例如可能的是，至少两个线圈的计算单元联接到无论如何在机动车中存在的供电线路上或者无论如何存在的总线系统上。线圈的操控可通过多个计算单元实现，其可布置在线圈附近并且可与总线系统和供电线路以及相应的线圈相联结。线圈组件可包括交变电压源，其与供电线路、例如12V直流电网相连接。尤其，不需要设置用于中央控制器的线圈的供电线路。根据目前讨论的方面的定位系统的电磁场可为传统的非旋转场。
[0026]通常，对于本领域技术人员来说根据当前讨论的方面的定位系统的运行是已知的，在此不必再阐述细节。应理解的是，相对于以上定位系统，根据本发明，通过独立地预留总线系统和供电线路、例如机动车的直流电网可实现特别简单的操控和控制的效果。
[0027]根据另一方面，本发明涉及一种用于确定用于机动车的识别传感器的位置的定位系统，其中，该定位系统根据本发明的另一方面包括至少两个线圈组件