次级单元、用于感应电力传输的系统及用于操作次级单元和用于感应电力传输的系统的方法与流程

本发明涉及一种用于向车辆进行感应电力传输的系统的次级单元和一种用于向车辆进行感应电力传输的系统。此外，本发明还涉及一种用于操作所述次级单元和所述用于感应电力传输的系统的方法。

背景技术：

电动车辆、特别是有轨车辆和/或公路汽车可以通过电能来运行，所述电能通过感应电力传输来传递。这种车辆可以包括所谓的接收装置，所述接收装置适于接收交变电磁场并适于通过电磁感应产生交变电流。这种接收装置可包括或提供所谓的次级绕组结构。此外，这种车辆可包括适于将交流电(ac)转换为直流电(dc)的整流器。dc可用于为牵引电池充电或可用于操作电动机器。整流器将接收设备提供的ac转换为dc。

感应电力传输通常利用初级单元和次级单元来执行，其中，所述初级单元通过初级绕组结构生成交变电磁场，并且所述次级单元包括用于接收所述电磁场的接收装置。初级单元和次级单元可以例如均包括一组三相绕组以提供上述初级绕组结构和次级绕组结构。初级单元的一组绕组可以安装在大地上(初级绕组)并且可以由路边功率转换器(wpc)来供电。次级单元的一组绕组安装在车辆上。例如，第二组绕组可以附接在车辆下方，例如在电车的情况下附接在电车的车厢下方。初级侧和次级侧可以是将电能传输给车辆的高频变压器的一部分。这种传输可以在静止状态下(当车辆没有运动时)和动态状态下(当车辆运动时)完成。

us7,454,170b2公开了一种感应传输系统，其用于在第一装置与第二装置之间感应地传输电力和全双工数据信号。传输系统包括这两个装置之间的双向感应通道、用于在感应通道上以第一频率从第一装置向第二装置发送功率信号的发送器、用于以第一调制频率调制第一数据信号的第一调制装置、以及用于以第二调制频率调制第二数据信号的第二调制装置。此外，发送器在感应通道上将经调制的第一数据信号从第一装置发送给第二装置并且在感应通道上将经调制的第二数据信号从第二装置发送到第一装置。第一调制频率和第二调制频率至少相差一倍。

感应电力传输通常需要相对于初级绕组结构正确定位车辆侧次级绕组结构，以便使传输功率量最大化而且也为了满足安全要求并确保电磁兼容性。

wo2011/127455a2描述了与车辆相关联的无线电力天线的无线充电和无线电力对准。

wo2014/023595a2公开了一种车辆和感应充电单元，其中，感应充电单元包括初级线圈，并且车辆包括次级线圈。此外，在充电位置处，次级线圈相对于初级线圈位于优选的空间位置范围内，由此，为了设定充电位置，系统通过利用三角法借助于电磁距离和角度测量来确定以下方位：该方位描述次级线圈相对于初级线圈的与时间相关的空间位置。所述系统借助于所述方位和充电位置检测至少一个部分驱动方向，沿着该部分驱动方向可以逐渐接近充电位置所在的方位。

这些文献公开了感应电力传输(ipt)单元的通信天线、即初级单元或次级单元。

通常，用于感应电力传输的系统包括两个单独的单元、即初级单元和次级单元。次级单元机械连接至车辆。此外，次级单元连接至车辆的通信系统、例如车辆的总线系统。换句话说，次级单元通过电&数据传输连接装置连接至车辆。初级单元没有机械地或电地连接至车辆。

如果车辆提供有感应电力传输选项，那么次级单元的操作软件或用于感应电力传输的系统的操作软件必须适于每个车辆。操作软件可以适于每种车辆类型。车辆类型也可以表示为车辆型号。不同类型的车辆可以在至少一个系统架构构件上存在区别。例如，一种车辆类型下的系统架构可以例如包括诸如控制器或控制单元、传感器和致动器等构件。此外，一种车辆类型下的系统架构可以包括提供这些构件之间的数据连接或信号连接的通信接口。数据连接或信号连接可以是有线连接或无线连接。

此外，各车辆制造商可能需要不同的系统行为和次级单元的不同的通信接口。

操作软件可以提供可由系统的硬件构件执行的、基于软件的功能。通过执行这些功能，可以控制整体系统行为和每个构件的个体行为。此外，可以通过执行功能来控制硬件构件之间的通信。

存在以下技术需求：提供用于向车辆进行感应电力传输的系统的初级单元和次级单元，提供用于向车辆进行感应电力传输的系统，以及提供用于操作这样的次级单元和这样的系统和车队的方法，这些单元、系统和方法能提供次级单元和用于感应电力传输的系统的更大的应用领域。

技术实现要素：

解决方案由独立权利要求1、11、14、20、23和26的主题提供。其它有利实施例由从属权利要求的主题提供。

提出一种用于为车辆供电的感应电力传输系统的次级单元。这种次级单元可以包括用于接收交变电磁场的次级绕组结构。此外，次级单元可以包括整流器，所述整流器用于对次级绕组结构在接收到交变电磁场时所提供的交流输出电压进行整流。此外，次级单元还可以包括电流传感器，所述电流传感器用于感测由整流器提供的dc输出电流。例如，如果整流器电连接至车辆的能量存储装置，则dc输出电流则可以是充电电流。此外，次级单元可包括次级侧控制单元。

在本发明的上下文中，术语“次级侧”涉及布置在感应电力传输系统的被传输以电力的部位或车辆处的部件或结构。术语“次级侧”可以表示相应的元件相对于次级绕组结构布置在固定的位置处。特别地，术语“次级侧”可以表示相应的元件可以是次级单元的一部分。对应地，术语“初级侧”涉及布置在感应电力传输系统的从其传输电力、即发出交变电磁场的路旁处的部件或结构。术语“初级侧”可以表示相应的元件相对于初级绕组结构布置在固定的位置处。特别地，术语“初级侧”可以表示相应的元件是初级单元的一部分。在大多数应用中，初级的、即“初级侧”单元布置在道路或轨道的路旁，在该路旁处发出电磁场，并且次级的、即“次级侧”单元是车辆拾取单元。存在固定和可移动的初级、次级单元的技术方案。

次级单元包括至少一个用于执行通用功能的次级侧装置。通用功能可以是通用软件功能。可以通过执行基于软件的代码来执行通用软件功能。这意味着可以通过软件设计提供通用软件功能。替代地，通用功能可以是硬编码的，即由特定硬件布局提供的功能。用于执行通用功能的次级侧装置可以由至少一个控制单元提供，特别是由至少一个微控制器提供。术语“通用”可以意味着该功能对于多个次级单元、特别是不同的次级单元或对于被次级单元连接的多个车辆、特别是不同的车辆而言在执行所述功能所使用的参数组上是相同的。特别地，通用功能对于不同的车辆、特别是不同车辆类型的不同车辆是相同的。换句话说，通用功能可以是非特定于车辆的功能。

然而，对于不同车辆类型的车辆而言，通用功能也可以是不同的。换句话说，通用功能也可以是特定于车辆类型的功能。功能相同可以意味着以相同的方式实施功能或者相同的功能被实施。功能不同可以意味着以不同的方式实施功能或者不同的功能被实施。

所使用的参数的示例是：输入磁通量，感应交变电流，感应交变电流的频率，感应电压，感应电压的频率，整流电流，整流电压，整流类型，次级侧阻抗，次级侧容量，所需的总负载电压，所需的总负载电流，负载电流输出的数量，传感器信息，监控用输出。

特别地，对于多个次级单元，尤其对于不同车辆的次级单元，更特别地对于一种车辆类型的不同车辆的次级单元而言，为了执行通用功能而被执行的软件或代码对于所使用的参数组是相同的。换句话说，对于多个次级单元，以类似的方式实施通用功能，但是当在不同的车辆类型上实施通用功能时，可以使用所使用的参数组中的不同子组。特别地，通用功能可以是独立于车辆的功能。然而，通用功能可以是独立于车辆类型的功能。通过执行通用功能，可以执行次级单元或包括次级单元的系统的、或者次级单元或包括次级单元的系统内的期望操作。例如，可以通过执行至少一种通用功能来控制车辆侧能量存储装置的充电操作。

通用功能可以需要至少一个输入、例如至少一个输入信号。输入可以提供为输入参数。输入或输入信号优选地具有通用格式，其中，相同的通用格式可以被至少两个不同车辆类型的构件使用。此外，通用功能可以提供至少一个输出、例如至少一个输出信号。通用函数的输出或输出信号也可以具有通用格式。通用功能的执行还可以由具有通用格式的至少一个触发信号触发。

此外，通用功能可以表示或包括由多个通用子功能组成的通用子功能组。

可以通过使用一组参数来执行通用功能，其中，该参数组与实施通用功能的车辆类型相关。然而，该参数组可以被改变或调整，特别是在寿命期间或在给定时间段的进程期间被改变或调整。此外，可以仅使用所使用的参数组的一子组。这可能取决于来自车辆的单一个输入日期。输入日期可以包括关于车辆类型的信息。

车辆特定功能、特别是与通用功能相对的车辆特定功能使用预定义的一组参数，该组参数在车辆的寿命期间或在给定的时间段的进程期间不被改变。这可以意味着所使用的参数组至少在从第一维护日期到第二维护日期的时间段内是固定的。

根据本发明，次级单元包括至少一个车辆特定状态管理装置，其中，通用功能的执行能够被所述至少一个车辆特定状态管理装置控制或管理。当然，非通用功能、例如车辆特定功能的执行也可以由车辆特定状态管理装置控制。换句话说，车辆特定状态管理装置允许控制车辆特定状态。

状态管理装置、特别是车辆特定和/或通用状态管理装置可以例如由处理单元提供。处理单元可以例如是微控制器或包括微控制器。

状态、特别是车辆特定状态可以包括下述特性/参数中的至少一个特性/参数或者被下述特性/参数中的至少一个特性/参数表征：输入磁通量，感应交变电流，感应交变电流的频率，感应电压，感应电压的频率，整流电流，整流电压，整流类型，次级侧阻抗，次级侧容量，所需的总负载电压，所需的总负载电流，充电电压，充电电流，负载电流输出的数量，传感器信息，监测用输出。

车辆特定状态管理装置不是一种通用状态管理装置。

与通用状态管理装置不同的是，车辆特定状态管理装置适配于车辆或车辆类型。车辆特定状态管理装置可以例如根据车辆制造商的要求来进行适配。

针对不同的车辆或不同的车辆组，特别是针对不同车辆类型的车辆和/或不同制造商的车辆，可以以不同的方式实施车辆特定状态管理装置。对于一种车辆类型的车辆，尤其对于一个制造商的车辆，可以以类似的方式实施车辆特定状态管理装置。

这意味着针对不同的车辆、特别是针对不同车辆类型的车辆和/或不同制造商的车辆以不同的方式执行状态控制。这例如意味着在状态控制期间所执行的功能以不同的方式实施和/或使用不同的参数。对于一种车辆类型的车辆，特别是对于来自一个制造商的车辆，可以以类似的方式执行状态控制。这例如意味着在状态控制期间所执行的功能以类似的方式实施和/或使用相同的参数。

特别地，为了控制通用功能的执行而被执行的软件或代码对于多个次级单元而言、例如对于来自不同车型和/或不同制造商的车辆的多个次级单元而言是不同的。

这有利地允许通过不同车辆类型的车辆特定状态管理装置执行通用功能，而无需将通用功能适配成或转换成能够被不同车辆类型的车辆特定状态管理装置读取的形式。

通用状态管理装置没有适配于车辆或车辆类型。然而，通用功能的执行也能够由至少通用状态管理装置来控制或管理。

通用-特定状态管理装置可以对于多个车辆、尤其对于不同车辆类型的多个车辆和/或不同制造商的多个车辆类似地实施。这意味着状态控制对于不同的车辆、特别是对于不同车辆类型的车辆和/或不同制造商的车辆而言是类似，特别是类似地执行。这例如意味着在状态控制期间所执行的功能以类似的方式实施和/或使用相同的参数。

通用功能能够由车辆特定状态管理装置通过通用状态管理装置来控制或管理。

特别地，为了控制通用功能的执行而被执行的软件或代码对于多个次级单元、例如不同车型和/或不同制造商的车辆的次级单元是类似的。换句话说，通用状态管理装置对于多个次级单元、特别是不同的次级单元以类似的方式实施。因此，通用状态管理装置也可以称作次级单元特定状态管理装置。

状态管理装置可以表示下述这种装置：它控制次级单元或包括次级单元的系统的系统行为。换句话说，状态管理装置可以控制或管理功能的执行，这些功能例如是：为了执行感应电力传输所需的，为了执行安全相关操作所需的，为了执行次级单元的通信(例如与初级单元通信)所需的，或者是为了执行异物检测或用于执行相对定位所需的。

特别地，状态管理装置可以提供车辆侧元件、例如车辆的用户界面和/或次级单元的元件的状态控制。此外，状态管理装置可以提供通用功能的预定执行。

通过状态管理装置，可以基于事件、与时间相关的条件以及外部输入信号来控制系统行为。进一步，状态管理装置可以控制用于监控和用于控制次级侧处理或操作的通用功能的执行。

由状态管理装置控制的状态变化的状态序列和对应的判定逻辑可以由状态机或流程图提供。

用于车辆特定状态管理装置的输入信号可以具有通用格式。车辆特定状态管理装置的输出信号也可以具有通用格式。

总之，通过提供车辆特定状态管理装置，可以根据车辆特定的、特别是车辆类型特定的要求来适配次级单元和/或包括次级单元的系统的系统行为。但是，通过执行通用功能来提供所期望的或所需的系统行为。这有利地允许将次级单元的系统行为简单地适配于期望的车辆或期望的车辆类型，其中，适配工作量被最小化。

所述至少一个车辆特定状态管理装置可以由至少一个控制单元、例如至少一个微控制器提供。特别地，车辆特定状态管理装置可以由与用于执行通用功能的次级侧装置相同的控制单元提供。车辆特定状态管理装置可以例如通过软件或代码实施，其中，如果软件或代码被所述至少一个控制单元执行，则提供车辆特定状态管理装置的功能。

所述至少一个车辆特定状态管理装置可以具有或提供用于在车辆特定状态管理装置与其它装置(例如用于执行通用功能的次级侧装置)之间传输数据的接口。通过所述接口，可以传输具有通用格式的数据信号。

换句话说，所提出的次级单元的通用部件对于每个车辆可以是类似的。因此，车辆特定部件或应用特定部件被减少到最小。

可以通过软件代码提供车辆特定和通用状态管理装置，其中，如果软件代码被自动化系统执行或者在自动化系统中执行(例如被控制单元或在控制单元中执行)，则软件代码提供状态管理装置的功能。软件代码可以包括用于执行状态管理、例如用于执行状态改变的软件手段或软件组成部分。此外，车辆特定和通用状态管理装置可以由用于执行软件代码的装置、例如自动化系统、更特别地是控制单元提供。此外，车辆特定和通用状态管理装置可以由用于存储软件代码的装置、例如记忆单元提供。

用于执行通用功能的装置也可以由软件代码提供，其中，软件代码可以包括用于执行通用功能的软件手段或软件组成部分，软件代码被自动化系统执行或在自动化系统中执行(例如被控制单元或在控制单元中执行)。此外，用于执行通用功能的装置可以由用于执行软件代码的装置、例如自动化系统，更特别地是控制单元提供。此外，用于执行通用功能的装置可以由用于存储软件代码的装置、例如记忆单元提供。

次级单元可以包括用于执行和存储软件代码的装置、例如次级侧控制单元。初级单元也可以包括用于执行和存储软件代码的装置、例如初级侧控制单元。

在另一实施例中，次级单元包括至少一个接口单元，用于次级单元和车辆之间的数据传输。例如，次级单元可以通过接口单元连接至车辆的通信系统。车辆通信系统可以例如是串行通信总线系统、特别是can总线系统。

此外，具有车辆特定格式的数据信号可通过接口单元或车辆特定状态管理装置转换为具有通用格式的数据信号。通用格式由次级单元使用或在次级单元内使用，用于传输包含在数据信号中的信息和/或用于基于包含在数据信号中的信息进行操作控制。特别地，通用格式表示被不同车辆的次级单元使用或在不同车辆的次级单元使用内使用的格式，特别是被相同和/或不同车辆类型的不同车辆使用的格式。换句话说，通用格式是独立于车辆类型和/或制造商。因此，通用格式可以是次级单元的专用功能，例如是由次级单元的制造商所使用或所定义的格式。通过格式转换，可以将数据信号、特别是具有由车辆制造商使用或定义的格式的数据信号转换成所述专用格式。这种转换也可以称为信号映射或信号分配。所述转换有利地允许使用通用状态管理装置。

通用格式可以与车辆特定格式不同。例如，通用格式的比特长度可以大于兼容的车辆特定格式中每个的比特长度，或者等于兼容的车辆特定格式的最大比特长度。

在另一示例中，第一数据信号的车辆特定格式可包含单位为微伏特的电压，而第二数据信号的另一车辆特定格式可包含单位为安培的电流。在该另一示例中，通用格式除了测量单位之外还是数值。通用格式可以例如包括一个或多个位字，每个位字表示用于描述以特定格式或车辆特定格式使用的信息的值、测量单位、识别日期、接收日期、发送日期或其它日期。

此外，通用格式的数据信号能够通过接口单元或车辆特定状态管理装置转换为具有车辆特定格式的数据信号。通过使用映射算法或通过利用映射数据的映射功能，可以将通用格式映射成车辆特定格式，或者反向映射。映射功能可以是用于执行通用功能的装置的一部分或用于执行车辆特定功能的装置的一部分。这种映射得到的或转换得到的通用格式此时使用车辆特定格式的位字并被用在通用功能以执行通用功能。

为此，例如，可以将一组映射功能编程到次级侧控制单元和/或次级侧接口单元中。有利地，可以再次使用通用格式以将其映射成另一种车辆特定格式。进一步有利地，在通用格式被硬编码在电子电路中的情况下，电子电路或电子电路的布局可以在类似或不同的应用环境中重复使用。

通过接口单元可以将从车辆通信系统发送给次级单元的数据信号从车辆特定格式转换为通用格式。信号可以是例如用于车辆特定状态管理装置的输入信号、用于通用功能的输入信号或用于通用功能的触发信号。此外，从次级单元发送给车辆通信系统的数据信号可以从通用格式转换为车辆专特定格式。这样的信号可以例如是车辆特定状态管理装置的输出信号或通用功能的输出信号。

接口单元可以由至少一个控制单元、特别是由微控制器提供。接口单元可以由与车辆特定状态管理装置相同的控制单元提供。

这有利地进一步减少了用于使次级单元适配于期望的车辆或车辆类型的工作量。

在另一实施例中，次级单元包括至少一个次级侧通用状态管理装置。该通用状态管理装置也可以称作基本软件状态管理装置。通用状态管理装置对于每个车辆或每种车辆类型是类似的。通用状态管理装置可以例如控制功能、特别是通用功能的执行，以用于次级单元或至少一个控制单元的关闭、唤醒、初始化和/或自测操作。

这意味着次级单元可以包括两个状态管理装置，即前述车辆特定状态管理装置和通用状态管理装置。两个状态管理装置可以由同一控制单元提供。

这有利地减少了适配工作量努力，原因在于次级单元或至少一个次级侧控制单元的基本功能由通用状态管理装置控制或管理。

通用状态管理装置可以具有用于在通用状态管理装置与其它装置(例如车辆特定状态管理装置和/或用于执行通用功能的装置和/或接口单元)之间进行数据传输的接口。通过所述接口，可以传输具有通用格式的数据。

在另一实施例中，通用功能是充电控制功能。

特别地，充电控制功能可以是充电电流控制功能。充电电流可以是在接收到由初级单元产生的交变电磁场时由次级单元、特别是整流器提供的dc电流。充电电流的设定值可以例如由车辆特别通过次级单元的接口单元提供。在执行充电电流控制功能期间，可以调整初级绕组结构的输入功率，以使得实际充电电流等于设定值或相对于设定值不偏离一预设量。在这种情况下，可以例如通过次级侧控制单元或初级侧控制单元基于实际充电电流相对于充电电流的设定值的偏差来确定初级绕组结构的输入功率的设定值。

还可以通过执行充电电流控制功能来调整次级侧整流器的输出功率，以便调整实际充电电流，从而使得实际充电电流等于设定值或相对于设定值的偏离不超过预设量。输出功率可以是次级侧整流器的dc输出电流和dc输出电压的数学乘积。输出功率可以通过适当的适配手段来调整。

如果设定值是由次级侧控制单元确定的，则设定值可以例如通过执行通信控制功能从次级单元传送给初级单元。如果设定值是由初级侧控制单元确定的，则充电电流的实际值和充电电流的设定值可以例如通过执行通信控制功能从次级单元传送给初级单元。

然后，可以调整初级绕组结构的输入功率，以使得输入功率等于输入功率的设定值或者相对于所述设定值的偏差不大于一预设量。输入功率的控制可以例如通过执行输入功率控制功能来提供。该输入功率控制功能例如可以由用于执行通用功能的初级侧装置执行。

充电控制功能还可以是充电电压控制功能或充电功率控制功能。在这种情况下，根据与充电电流控制功能相关的说明，可以提供一对应的设定值，并且可以相应地调节初级绕组结构的输入功率或次级侧整流器的输出功率。

在另一实施例中，通用功能是用于控制或执行感应电力传输系统的次级单元与初级单元之间的通信的通信控制功能。次级单元可以包括另一外的接口单元，用于在次级单元与初级单元之间进行数据传输。在这种情况下，初级单元也可以包括对应的接口单元。接口单元可以由控制单元、例如由与用于执行通用功能的次级侧装置相同的控制单元提供。通过执行通信控制功能，可以执行初级单元和次级单元之间的数据传输。换句话说，可以在初级单元和次级单元之间建立通信链路。通过所述数据传输，由次级侧装置产生的信号、例如输入信号、输出信号或触发信号可以传送给初级侧装置，或者反向传送。

通信控制功能的输入可以例如是具有通用格式的数据信号，该数据信号将被传送给初级单元或从初级单元传送。通信控制功能的输出可以例如是电压发生器的设定值，所述电压发生器提供施加给天线元件的电压。因此，可以在次级单元与初级单元之间的无线通信内控制天线元件的发送功率。

次级单元与初级单元之间的通信可以是无线通信。

在另一实施例中，通用功能是用于控制次级单元的次级绕组结构与初级单元的初级绕组结构之间的相对定位的定位控制功能。

为了实现期望的感应电力传输效率，期望将次级绕组结构定位在初级绕组结构上方。换句话说，次级绕组结构的参考点、例如几何中心应位于初级绕组结构的对应参考点、例如初级绕组结构的几何中心上方的一定位置范围内。

例如，可以例如通过初级侧位置传感装置确定初级单元在全球参考坐标系中的位置，或者例如通过在初级单元的操作之前执行的校准过程来预确定初级单元在全球参考坐标系中的位置。根据该位置，可以确定初级绕组结构的位置。该位置可以例如通过执行通信控制功能传送给次级单元。此外，全球参考坐标系中的车辆位置可以由车辆侧位置感测装置确定。该车辆位置可以例如通过上述接口单元从车辆传送给次级单元。根据车辆位置，可以确定次级绕组结构的位置。然后，可以确定初级绕组结构和次级绕组结构之间的相对位置。如果相对位置相对于期望的相对位置的偏差超过一预设量，则定位控制功能可以生成输出信号，其中，输出信号可以用于控制车辆的自动定位、或者用于控制用户界面以将该定位信息提供给车辆驾驶员。

所述输出信号例如通过上述接口单元例如可以被传送给车辆通信系统。

在另一个实施例中，通用功能是安全功能。安全功能例如是在工业标准iso26262(第1版)的2011年11月公布的第1至9部分和2012年8月公布的第10部分中所限定的，该文献在此作为参考被全部并入本文。安全功能可以表示下述功能：通过这种功能可以确保次级单元、车辆和/或包括次级单元的用于感应电力传输的系统的操作安全性。例如，通过执行安全功能，可以检测次级绕组结构的短路。如果检测到这种短路，则安全功能可以产生输出信号，所述输出信号触发感应电力传输的终止。

在另一实施例中，通用功能的至少一部分由用于执行通用功能的初级侧装置执行。这意味着通用功能的执行可以在次级侧装置和初级侧装置之间分配。

用于执行通用功能的初级侧装置可以由初级侧控制单元、例如初级侧微控制器提供。

特别地，在该实施例中，次级单元可以包括上述另外的接口单元，以用于在次级单元和初级单元之间进行数据传输。

如前所述，充电电流控制功能可以部分地由次级侧装置执行，部分地由初级侧装置执行。特别地，次级侧装置可以确定实际充电电流与充电电流的设定值之间的偏差。初级侧装置可以确定实际输入功率与输入功率的设定值之间的偏差，其中，输入功率的设定值可以根据实际充电电流与充电电流的设定值之间的偏差来确定。

这有利地允许减少次级单元、特别是次级侧控制单元的计算工作量。

在另一实施例中，通过用于执行通用功能的初级侧装置对通用功能的执行能够通过车辆特定状态管理装置控制。在该实施例中，用于车辆特定状态管理装置的输入信号和输出信号可以经由用于初级单元和次级单元之间的数据传输的另外的接口单元在初级单元和次级单元之间传输。

进一步提出了一种用于向车辆进行感应电力传输的系统。这种系统包括初级单元。初级单元可包括用于产生交变电磁场的初级绕组结构。此外，初级单元可以包括功率转换器，功率转换器用于为初级绕组结构提供交流输入电压和初级绕组结构的期望的输入功率。此外，初级单元可包括至少一个初级侧控制单元、尤其是微控制器。

此外，该系统可以包括根据本公开中描述的实施例之一的次级单元。此外，初级单元包括至少一个用于执行通用功能的初级侧装置。此外，初级单元不包括用于执行车辆特定功能的装置。换句话说，初级单元设计为完全独立于被初级单元感应供能的车辆并独立于车辆特定要求。

换句话说，所提出的用于感应电力传输的系统的系统行为的适配仅由次级侧车辆特定状态管理装置提供，并且如果适用的话，由次级侧接口单元提供。这尤其意味着没有具有车辆特定格式的数据信号被传送给初级单元。

在另一实施例中，初级单元包括至少一个初级侧通用状态管理装置。特别地，主要单元不包括任何车辆特定状态管理装置。

此外，初级单元可以包括两个通用状态管理装置，其中，第一通用状态管理装置可以控制提供或表征初级单元的系统行为的通用功能的执行。另一状态管理装置可以提供基本软件状态管理装置，其中，所述基本软件状态管理装置可以例如控制基本功能的执行，所述基本功能例如是初级单元或初级侧控制单元的唤醒功能、初始化功能、关闭功能或自检功能。

这有利地进一步减少了用于将感应电力传输系统适配于不同车辆或不同类型车辆的系统所要做出的努力，特别是因为不需要将初级单元适配于特定车辆。

在另一实施例中，初级单元包括用于初级单元与次级单元之间的数据传输的接口单元。上文已经解释了这点和相应的优点。

由用于执行通用功能的初级装置所执行的通用功能可以是例如是通信控制功能或通信控制功能的一部分、充电电流控制功能的一部分、定位控制功能的一部分以及安全功能或安全功能的一部分。

还提出了一种用于控制用于向车辆进行感应电力传输的系统的次级单元的操作的方法。

根据本发明，车辆特定状态管理装置控制通用功能的执行，其中，通用功能由至少一个用于执行通用功能的次级侧装置执行。

所提出的方法可以由根据本公开中描述的实施例之一的次级单元来执行。因此，次级单元被设计成使用于控制根据本公开中公开的实施例之一的用于向车辆进行感应电力传输的系统的次级单元的操作的方法可以由次级单元执行。

进一步描述了用于感应电力传输的系统的、特别是次级单元的数据处理系统，其中，数据处理系统包括用于执行用于控制用于向车辆进行感应电力传输的系统的次级单元的操作的方法的装置。数据处理系统可以例如包括次级侧和/或初级侧控制单元。

进一步描述了一种具有计算机程序的计算机程序产品，其中，该计算机程序包括软件手段，如果计算机程序被自动化系统(例如控制单元)执行或在自动化系统中执行，则执行用于控制根据所公开的实施例之一的向车辆进行感应电力传输的系统的次级单元的操作的方法。

进一步描述的是一种程序，当所述程序在计算机上运行时，使计算机执行用于控制用于根据本文所描述的实施例之一的向车辆进行感应电力传输的系统的次级单元的操作的方法的一个或多个或所有步骤，和/或还涉及一种存储这种程序的程序存储介质(特别是呈非暂时介质形式)，和/或涉及包括所述程序存储介质的计算机，和/或涉及携带代表所述程序的信息(例如上述程序)的、(物理的，例如电的，例如技术上生成的)信号波、例如数字信号波，所述程序例如包括适于执行本文所述的任何或所有方法步骤的代码手段。

这意味着根据本发明的方法例如是计算机实施的方法。例如，根据本发明的方法的所有步骤或仅仅一些步骤(即小于总步骤总数的一些步骤)可以通过计算机执行。计算机实施的方法的一实施例是利用计算机来执行数据处理方法。计算机例如包括至少一个处理器和例如至少一个存储器，以便(技术上)处理数据，例如电子地和/或光学地处理数据。处理器例如由作为半导体的物质或组份物制成，半导体例如是至少部分地n和/或p掺杂的半导体，例如ii族、iii族、iv族、v族、vi族半导体材料中的至少一种，例如(掺杂的)硅和/或砷化镓。所描述的计算步骤例如由计算机执行。确定步骤或计算步骤是例如在技术方法的框架内、例如在程序的框架内确定数据的步骤。计算机例如是任何类型的数据处理装置、例如电子数据处理装置。计算机可以是这样的装置，其通常被认为是例如台式pc、笔记本电脑、上网本等，但也可以是任何可编程设备、例如移动电话或嵌入式处理器。计算机可以例如包括由“子计算机”组成的系统(网络)，其中，每个子计算机本身代表一种计算机。

特别地，车辆特定状态管理装置可以产生输出信号、特别是具有通用格式的输出信号，其中，这些输出信号为通用功能提供输入信号或者为执行至少一种通用功能提供触发信号。车辆特定状态管理装置可以根据事件、例如作为输入信号(特别是作为具有通用的输入信号格式)提供的事件控制通用功能的执行。这些输入信号例如可以由通用功能的输出信号或由车辆通信系统提供。

这种方法有利地允许以期望的系统行为控制次级单元的操作，同时减少次级单元对车辆特定要求的适配努力。

在另一实施例中，在次级单元与车辆之间传输至少一个数据信号，其中，具有车辆特定格式的数据信号通过次级单元的接口单元转换为具有通用格式的数据信号，其中，具有通用格式的数据信号通过次级单元的接口单元转换为具有车辆特定格式的数据信号。上文已经解释了这点及其相应的优点。

在另一实施例中，次级通用状态管理装置控制通用功能的执行。特别地，次级侧通用状态管理装置可以控制基本功能的执行，以执行次级侧元件、例如次级控制单元的关闭、唤醒、初始化和/或自测操作。上文已经解释了这点及其相应的优点。

在另一个实施例中，通用功能是充电控制功能或通信控制功能，通信控制功能用于控制次级单元与用于感应电力传输的系统的初级单元之间的通信，或者，通用功能是用于控制次级单元的次级绕组结构与初级单元的初级绕组结构之间的相对定位的定位控制功能、或者是安全功能。上文已经解释了这点及其相应的优点。充电控制功能可以是充电电流控制功能、充电电压控制功能或充电功率控制功能。

在另一实施例中，用于执行通用功能的初级侧装置执行通用功能的至少一部分、特别是一个或多个子功能。在这种情况下，可以执行通用功能的另一部分、特别是其余部分可以被用于执行通用功能、特别是一个或多个子功能的次级侧装置执行。这有利地允许在初级单元与次级单元之间分配执行。上文已经解释了这点及其相应的优点。

在另一个实施例中，车辆特定状态管理装置控制由用于执行通用功能的初级侧装置对通用功能的执行。上文已经解释了这点及其相应的优点。

如前所述，可以具有车辆特定状态管理装置、次级通用状态管理装置(次级单元特定状态管理装置)和初级通用状态管理装置(初级单元特定状态管理装置)。

例如，为了启动感应充电系统的充电过程，车辆的驾驶员可以操作用户界面以启动充电过程。用户界面生成车辆特定充电信号、即具有车辆特定格式的信号，并且例如通过车辆的内部can总线将所述信号传送给次级单元。

次级单元接收车辆特定充电信号。车辆特定充电信号可以尤其通过上述接口单元、例如通过使用映射算法或功能被转换为具有通用格式的充电信号。此外，可以例如通过车辆特定状态管理装置启动通用功能、特别是充电控制功能的执行。

通过执行通用功能，可以通过下述方式来测试充电是否允许：例如通过测试次级单元是否相对于初级单元被正确定位和/或通过测试初级单元与次级单元之间的通信链路是否成功建立。

此外，通过执行通用功能，可以在次级单元与初级单元之间传输信号。例如，可以生成用于与初级侧通信的通用输出信号。但是，其它信号路径、映射和使用是可能的。这样的信号可以例如是初级单元的充电操作的启动信号。

此外，通过执行通用功能，可以执行或控制初级单元的充电操作。例如，可以通过执行通用功能向初级绕组结构提供足够的输入功率。

此外，次级侧特定状态管理装置可以将车辆特定信号从车辆特定状态管理装置传送给初级侧，然后在初级侧内部在初级侧状态管理装置中执行格式映射并然后在内部控制过程中使用由初级侧特定装置生成的通用信号。

进一步提出了一种用于控制用于操作感应电力传输系统的方法。该系统包括根据本公开中描述的实施例之一的初级单元和次级单元。初级单元包括用于执行通用功能的至少一个初级装置。车辆特定状态管理装置控制通用功能的执行。此外，通用功能至少部分地由用于执行通用功能的至少一个次级侧装置执行和/或至少部分地由用于执行通用功能的至少一个初级侧装置执行。

所提出的系统有利地允许以期望的车辆特定系统行为来操作感应电力传输系统，同时最小化将系统适配于系统行为的车辆特定要求的努力。

进一步描述了一种用于感应电力传输系统的数据处理系统，其中，数据处理系统包括用于执行根据本文中公开的实施例之一的用于控制用于操作感应电力传输系统的方法的装置。数据处理系统可以例如包括次级侧和/或初级侧控制单元。

进一步描述了一种具有计算机程序的计算机程序产品，其中，这种计算机程序包括软件手段，如果计算机程序被自动化系统(例如控制单元)执行或在自动化系统中执行，则软件手段执行根据本文中公开的实施例之一的用于控制用于操作感应电力传输系统的方法。进一步描述的是一种程序，当这种程序在计算机上运行时，会使计算机执行根据本文描述的实施例之一的用于控制用于操作感应电力传输系统的方法的一个或多个或所有步骤，和/或，进一步描述的还有一种程序存储介质，其上存储程序(特别是以非临时性形式)、和/或包括所述程序存储介质的计算机、和/或(物理的，例如电的，例如技术上生成的)信号波、例如数字信号波，所述信号波携带代表所述程序(例如上述程序)的信息，所述信号波例如包括适于执行本文所述的任何方法步骤或所有方法步骤的代码手段。

进一步提出的是由至少两种车辆类型组成的车队。每种车辆类型包括具有电系统和根据本发明中描述的实施例之一的次级单元的至少一个车辆。次级单元的输出功率可以提供给车辆的电系统。电系统可以例如包括电池或蓄能器。

此外，不同车辆类型的车辆的电系统具有至少一种不同的特性或特性。

根据本发明，对于不同车辆类型的车辆，以不同的方式实现车辆特定状态管理装置。此外，车辆特定状态管理装置可以对于相同车辆类型的车辆以类似的方式执行。

特别地，车辆特定状态管理装置可以控制至少一种通用功能的执行，例如用于控制电系统的操作，以使得在不同车辆类型的车辆上所执行的通用功能使用或要求各自的、即特定于车辆类型的参数组或参数组的子集。

通过利用下述通用功能来控制电系统的操作，可以有利地不需要实施车辆特定功能：所述通用功能对于每种车辆类型使用参数组中的不同参数。这进一步有利地允许在设计过程期间以及在车队中的每个车辆的每个维护周期中大大降低成本。

在另一实施例中，执行一种通用功能所需的至少一个特性或至少一个参数从下述元素选取，这些元素包括：输入磁通量，感应交变电流，感应交变电流频率，感应电压，感应电压的频率，整流电流，整流电压，整流类型，次级侧阻抗，次级侧容量，所需的总负载电压，所需的总负载电流，多个负载电流输出，关于车辆的部件的传感器信息，关于车辆的至少一个部件的一组传感器信息和温度的监测输出。

在另一个实施例中，每个车辆的电系统包括电池。

在另一个实施例中，提出了一种初级单元，其中，初级侧通用状态管理装置控制通用功能的执行，其中，通用功能由用于执行通用功能的至少一个初级侧装置执行。特别是，没有车辆特定的初级侧状态管理装置。之前已经解释了这点及其相应的优点。

此外，数据信号在初级单元与次级单元之间传输。可以发送数据信号以便触发或执行某些通用功能。

附图说明

将参考附图描述本发明。附图示出：

图1示出用于感应电力传输系统的次级单元的示意性框图；

图2示出用于感应电力传输系统的初级单元的示意性框图；

图3示出用于感应电力传输系统的次级单元的功能布局方案；并且

图4示出用于感应电力传输系统的初级单元的功能布局方案。

具体实施方式

在下文中，相同的附图标记表示具有相同或相似技术特征的元件。

图1示出了用于向车辆2感应传输电力的系统的次级单元1的示意性框图。次级单元1包括用于接收由初级单元5的初级绕组结构4(参见图2)产生的交变电磁场的次级绕组结构3。此外，次级单元1包括整流器6、电流传感器7和用于将次级单元1电连接至车辆dc链路的电源接口8，车辆的电系统的至少一部分、特别是提供牵引系统或其一部分的部分、包括电池和/或其它电部件或电气部件的部分电连接至车辆dc链路。进一步示出的是车辆2的牵引电池9，其中，牵引电池9连接到次级单元1的电源接口8。

次级单元1还包括用于次级单元1与车辆2之间的数据传输的第一次级侧接口单元10。示出了第一接口单元10连接到车辆2的通信系统11、特别是can总线系统。此外，次级单元1还包括用于次级单元1与初级单元5之间的数据传输的第二次级侧接口单元12。

此外，次级单元1还包括次级侧控制单元13，其可以例如包括或设计为微控制器。次级侧控制单元13可以包括或提供接口单元10、12。此外，次级侧控制单元13可以链接到电流传感器7。

次级侧控制单元13提供控制通用功能的执行的车辆特定状态管理装置。通用功能或其一部分可以由次级单元1的次级侧控制单元13执行，或者由初级单元5(参见图2)的初级侧控制单元14执行。

通用功能表示对于附接至不同车辆2的多个次级单元1而言在所使用的参数组上是相同的功能。因此，通用功能的实现和提供独立于次级单元1所附接的车辆2。

次级侧控制单元13还可以生成通用格式的数据信号，该数据信号将被传送给车辆2的通信系统11。这种通用格式的数据信号被转换成具有车辆特定格式、特别是适用于由第一接口单元10通过can总线系统进行传输的格式的数据信号。此外，从车辆通信系统11传送给次级侧控制单元13的具有车辆特定格式的数据信号可以通过第一接口单元10被转换成具有通用格式的数据信号。

车辆特定状态管理装置适于提供次级单元1或包括次级单元1的系统的车辆特定系统行为，所述系统特别是用于向车辆2感应传输电力的、包括次级单元1和初级单元5(参见图2)的系统。为了提供期望的系统行为，车辆特定状态管理装置可以控制通用功能的执行。这种控制可以部分地由通用状态管理装置的控制来提供。

车辆特定状态管理装置可以例如在状态改变时提供输出信号，其中，所述输出信号触发至少一种通用功能的执行或者为至少一种通用功能提供输入。此外，次级侧控制单元13可以生成要传送给初级单元5的具有通用格式的数据信号。可以利用另外的接口单元12来执行这种传送。

图2示出了初级单元5的示意性框图。初级单元5包括初级绕组结构4、初级侧控制单元14、功率转换器15和用于在次级单元1(参见图1)与初级单元5之间传输数据的第一初级侧接口单元16。还示出了初级单元5的电源接口17，通过该电源接口17，初级单元5可以连接到外部电网。

初级侧控制单元14可以提供通用状态管理装置和用于执行通用功能的初级侧装置。

由初级侧控制单元14和次级侧控制单元14执行的示例性通用功能是充电电流控制功能。通过执行该充电电流控制功能，次级侧控制单元13可以例如通过执行通用读取功能而读取由电流传感器7测量的电流。由电流传感器7测量的电流对应于由整流器6提供的dc电流。所述电流对应于充电电流、可以用于对牵引电池9充电的充电电流。车辆2的控制系统例如可以确定期望的充电电流的设定值，其中，经由车辆2的通信系统11和第一接口单元10将所述设定值提供给次级侧控制单元13。在这种情况下，可以通过具有车辆特定格式的数据信号对所述设定值进行编码。第一接口单元10可以将所述数据信号转换为具有通用格式的数据信号。

次级侧控制单元13可以确定设定值与由电流传感器7提供的实际电流值之间的偏差，例如通过执行另一通用功能或一子功能来确定所述偏差。所述偏差可以被编码到经由接口单元12、16传送给初级侧控制单元14的一数据信号中。所述数据信号可以具有通用格式。基于所述偏差，初级控制单元14可以例如通过执行一通用功能或一子功能来确定初级绕组结构4的期望的输入功率。此外，初级侧控制单元14可以确定或测量由转换器15提供的实际输入功率。基于期望的输入功率与实际输入功率之间的偏差，初级侧控制单元可以通过执行另一通用功能或一子功能来控制功率转换器15的操作，以使得减小初级绕组结构4的期望的输入功率与实际输入功率之间的偏差，尤其减小到零。

车辆特定状态管理装置可以控制用于启动充电电流控制功能的状态的对应变化和在执行充电电流控制功能期间的状态的对应变化。在第一状态中，可以由次级侧控制单元13请求充电电流的期望的设定值。在第二状态中，例如在接收到期望的充电电流后，可以从电流传感器7读出实际充电电流。在接收到读出值时，可以执行向第三状态的状态改变。在第三状态中，可以确定期望的充电电流与实际充电电流之间的偏差。在第四状态中，例如在确定出所述偏差后，可以将所述偏差传送给初级侧控制单元14。在第五状态中，例如在执行完所述传送之后，可以基于期望的充电电流与实际充电电流之间的偏差来确定初级绕组结构4的期望的输入功率。在第六状态中，例如在确定除期望的输入功率后，可以通过初级侧控制单元14读出或确定实际输入功率。在第七状态中，例如在确定出实际输入功率后，可以通过初级侧控制单元14控制功率转换器15，以使得尽可能地减小期望的输入功率与实际输入功率之间的偏差。

在执行充电电流控制功能中，可以执行另一种通用功能、即通信控制功能。通过执行通信控制功能，可以在初级侧或次级侧上生成数据信号并将该数据信号传送给相应的另一侧。

初级单元5还包括gps传感器18，其中，初级单元5在全球参考系统中的位置可以由gps传感器18测量。

车辆2也可以包括gps传感器(未示出)，其中，车辆2在全球参考坐标系中的位置可以通过车辆侧gps传感器来确定。由于次级单元1机械地固定到车辆2并且次级绕组结构3固定地布置在次级单元1内，从而允许确定次级绕组结构3在全球参考坐标系中的位置。gps传感器18、特别是gps传感器18的输出信号允许确定初级绕组结构4在全球参考坐标系中的位置。

由gps传感器18获得的多组或多条定位信息可用于执行另一个通用功能、即用于控制次级绕组结构3与初级绕组结构4之间的相对定位的定位控制功能。

图3示出了次级单元1的功能布局方案。示出的是次级单元1的运行时环境19，运行时环境19可以例如是autosar运行时环境。运行时环境19控制服务层的服务、硬件层的硬件、软件构件之间的交互。示出的是：次级单元1包括控制单元状态管理器20，其控制次级侧控制单元13(参见图1)的唤醒功能的执行。此外，次级单元1包括由通用驱动器或通用驱动器功能提供的驱动器构件21。这些驱动器构件允许操作硬件构件、例如电流传感器7。还示出了第一接口单元10，其实现了与车辆通信系统11(参见图1)的信号连接。

进一步示出的是对通用功能进行编码的第一软件构件22。如果例如通过次级侧控制单元13和/或初级侧控制单元14(参见图1和图2)执行所述第一软件构件22的代码，则可以执行期望的通用功能。进一步示出的是第二软件构件23。该第二软件构件23对车辆特定状态管理器24和通用状态管理器25进行编码。如果例如通过次级侧控制单元13执行车辆特定状态管理器24的代码，则可以例如通过控制被第一软件构件22编码的通用功能的执行来控制为了实现期望的系统行为而要进行的状态变化。

如果例如通过次级侧控制单元13(参见图1)执行通用状态管理器25的代码(也可以被称作基本软件状态管理器25)，那么也可以控制所述通用功能的执行。

图4示出了初级单元5的功能布局方案。初级单元5也可以包括运行时环境26，其中，运行时环境26可以由所谓的autosar运行时环境提供。此外，初级单元5可以包括驱动器构件27和控制单元状态管理器28。此外，初级单元1可以包括对通用功能进行编码的第一软件构件29。如果第一软件构件29的代码被初级侧控制单元14和/或次级侧控制单元13执行，那么这些通用功能就被执行。进一步示出的是，初级单元5包括另一软件构件30，所述另一软件构件30包括通用状态管理器31和基本软件状态管理器32。如果软件构件31、32的代码被例如初级侧控制单元14执行的话，那么可以实现初级单元5的期望的系统行为。

附图标记列表

1次级单元

2车辆

3次级绕组结构

4初级绕组结构

5初级单元

6整流器

7电流传感器

8电源接口

9牵引电池

10第一接口单元

11通信系统

12另外的接口单元

13次级侧控制单元

14初级侧控制单元

15功率转换器

16接口单元

18gps传感器

20控制单元状态管理器

21驱动器构件

22第一个软件构件

23第二软件构件

24车辆特定状态管理器

25通用状态管理器，基础软件状态管理器

26运行时环境

27驱动器构件

28控制单元状态管理器

29第一个软件构件

30软件构件

31通用状态管理器

32基础软件状态管理器