Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen wenigstens eines Objekts im Bereich zwischen einer Primärspule und einer Sekundärspule einer induktiven

Ladeeinrichtung

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen wenigstens eines Objekts im Bereich zwischen einer Primärspule und einer Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung für ein Fahrzeug.

Die Schrift DE 10 2009 033 236 AI beschreibt eine Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie von einer stationären Einheit mit mindestens einer Primärinduktivität zu einem benachbart zu dieser stehenden Fahrzeug mit mindestens einer Sekundärinduktivität. Die Vorrichtung weist hierbei eine Einrichtung zur Detektion des Vorhandenseins eines Gegenstands innerhalb eines bestimmten Raums auf. Die Detektionseinheit umfasst einen

berührungslosen Sensor, beispielsweise einen Ultraschallsensor. Es sind hierbei beispielsweise vier Ultraschallsensoren vorgesehen, die symmetrisch in Form eines Quadrats angeordnet sind. Durch Auswertung der Reflexion zurück zum aussendenden Sensor, durch Auswertung der Reflexionsstärke und durch Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Messsignale wird auf die Anwesenheit des Fremdkörpers geschlossen.

Es ist wichtig, Fremdobjekte innerhalb des Ladebereichs einer induktiven Ladeeinrichtung zu erkennen, da es beispielsweise für Haustiere, die sich innerhalb des Ladebereichs einer induktiven Ladeeinrichtung befinden, zu einer lebensgefährlichen Situation kommen kann. Auch wird die Energieübertragung durch mögliche Fremdobjekte gestört.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, bei der die Erkennung eines Fremdobjekts im Bereich zwischen Primär- und Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung optimiert wird. Dies ist beispielsweise sehr wichtig, da es für Haustiere zu einer lebensgefährlichen Situation kommen kann, wenn diese sich innerhalb des Ladebereichs der induktiven Ladeeinrichtung befinden. Auch wird die Energieübertragung durch mögliche Fremdobjekte gestört,

Offenbarung der Erfindung

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Erkennen wenigstens eines Objekts im Bereich zwischen einer Primärspule und einer Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung für ein Fahrzeug gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Zudem wird eine Vorrichtung zum Erkennen wenigstens eines Objekts im Bereich zwischen einer Primärspule und einer Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung für ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches das Verfahren ausführt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erkennen wenigstens eines Objekts im Bereich zwischen Primär- und Sekundärspule einer induktiven

Ladeeinrichtung für ein Fahrzeug wird in einem Verfahrensschritt ein erstes Ultraschallsignal mittels eines ersten Ultraschallsenders ausgesendet. Der erste Ultraschallsender ist hierbei an der Primärspule angeordnet, sodass man näherungsweise davon ausgehen kann, dass Ultraschallsender und Primärspule denselben Standort besitzen. In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine erste Ultraschallsignalfolge mittels eines ersten, an dem Fahrzeug angeordneten Ultraschallempfängers empfangen. 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 einem oder mehreren Objekten.

Alternativ oder zusätzlich 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 Objekten reflektiert werden, bevor sie den ersten Ultraschallsender erreichen. Es kann sich hierbei aber auch um Störungen im Signalempfang, wie z.B. Rauschsignale handeln. Darauf folgend wird in einem weiteren Verfahrensschritt das erste Direktempfangssignal innerhalb der ersten Ultraschallsignalfolge ermittelt. Alternativ oder zusätzlich werden weitere

Empfangssignale innerhalb der ersten Ultraschallsignalfolge ermittelt.

Anschließend wird in einem folgenden Verfahrensschritt die erste empfangene Ultraschallsignalfolge, welche das ermittelte Direktempfangssignal und/oder die ermittelten, weiteren Empfangssignalen enthält, mit einer ersten Referenz- Ultraschallsignalfolge verglichen. In Abhängigkeit dieses Vergleichs wird anschließend wenigstens ein Objekt im Bereich zwischen der Primärspule und der Sekundärspule erkannt.

Das beschriebene Verfahren bietet eine kostengünstige und einfach zu realisierende Möglichkeit, um Fremdobjekte in einer induktiven Ladeeinrichtung, insbesondere in einem Zwischenraum zwischen der Primärspule und der Sekundärspule zu erkennen.

Vorzugsweise entspricht die erste Referenz-Ultraschallsignalfolge einer

Ultraschallsignalfolge, bei der kein Objekt im Bereich zwischen der Primärspule und der Sekundärspule erkannt wird. Durch festgestellte Abweichungen im Vergleich zwischen empfangener Ultraschallsignalfolge und gespeicherter Referenz-Ultraschallsignalfolge kann somit schnell auf ein Fremdobjekt geschlussfolgert werden. So kann die Referenz-Ultraschallsignalfolge z.B. ein erstes Direktempfangssignal enthalten, da vorgesehen ist, dass der erste Ultraschallempfänger ein erstes Direktempfangssignal enthält, falls kein

Fremdobjekt zwischen Primärspule und Sekundärspule erkannt wird. Wird nun beispielsweise im Vergleich zwischen erster Ultraschallsignalfolge und erster Referenz-Ultraschallsignalfolge dieses erste Direktempfangssignal als

Unterschied ermittelt, kann davon ausgegangen werden, dass das ausgesendete Ultraschallsignal von einem Fremdobjekt reflektiert wurde und entsprechend ein Fremdobjekt erkannt werden. Es kann aber auch sein, dass sich die empfangene erste Ultraschallsignalfolge und die Referenz-Ultraschallsignalfolge um ein erstes Empfangssignal unterscheiden. Dieses erste Empfangssignal gehört zu den weiteren Empfangssignalen und wird dann in der ersten Ultraschallsignalfolge ermittelt, wenn das ausgesendete Ultraschallsignal von einen Fremdobjekt reflektiert und von dort aus direkt weiter an den Ultraschallempfänger geleitet wurde. Solche weiteren Empfangssignale können sowohl dann auftreten, wenn vorgesehen ist, dass der Ultraschallempfänger ein Direktempfangssignal empfangen soll, wie auch dann, wenn der Ultraschallempfänger überhaupt kein Direktempfangssignal empfangen kann.

Bevorzugt wird ein erstes Empfangssignal, welches einer indirekten Übertragung des ersten Ultraschallsignals von dem ersten Ultraschallsender an den ersten Ultraschallempfänger und einer Reflektion des ersten Ultraschallsignals an dem Objekt entspricht, ermittelt, falls ein erster Schwellenwert durch eine Amplitude des ersten Empfangssignals überschritten wird. Das erste Direktempfangssignal wird ermittelt, falls ein zweiter Schwellenwert durch eine Amplitude des ersten Direktempfangssignals überschritten wird. Da das erste Direktempfangssignal vor dem Empfang nicht reflektiert wird, besitzt es im Vergleich zu dem ersten Empfangssignal mehr Schallenergie und eine entsprechend größere Amplitude. Es ist dadurch vorteilhaft, den zweiten Schwellenwert größer als den ersten Schwellenwert zu wählen, um besser zwischen Direktempfangssignalen und weiteren Empfangssignalen unterscheiden zu können.

In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens wird vorzugsweise eine zweite Ultraschallsignalfolge mittels eines zweiten an dem Fahrzeug

angeordneten Ultraschallempfängers empfangen. 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. In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein zweites Direktempfangssignal innerhalb der zweiten Ultraschallsignalfolge ermittelt. Alternativ oder zusätzlich werden weitere Empfangssignale innerhalb der zweiten Ultraschallsignalfolge ermittelt. Anschließend wird in einem folgenden Verfahrensschritt die erste empfangene Ultraschallsignalfolge mit einer Referenz-Ultraschallsignalfolge verglichen. Hierbei wird jedoch nun als Referenz- Ultraschallsignalfolge die zweite empfangene Ultraschallsignalfolge verwendet. Falls vorgesehen ist, dass der erste und der zweite Ultraschallempfänger jeweils wenigstens ein Direktempfangssignal empfangen können, diese jedoch kein erstes Direktempfangssignal empfangen, kann ein Fremdobjekt erkannt werden. Falls ein erstes Empfangssignal, welches einer indirekten Übertragung des ersten Ultraschallsignals von dem ersten Ultraschallsender an den ersten Ultraschallempfänger und einer Reflektion des ersten Ultraschallsignals an dem Objekt entspricht, im Vergleich zwischen den beiden Ultraschallsignalfolgen festgestellt wird, ist dies auch ein Hinweis auf ein Fremdobjekt. Genauso ist ein zweites Empfangssignal, welches einer indirekten Übertragung des ersten

Ultraschallsignals von dem ersten Ultraschallsender an den zweiten

Ultraschallempfänger und einer Reflektion des ersten Ultraschallsignals an dem Objekt entspricht, ein Hinweis auf ein Fremdobjekt zwischen Primärspule und Sekundärspule. Vorzugsweise wird das erste Empfangssignal in Abhängigkeit einer Überschreitung eines ersten Schwellenwertes durch eine Amplitude des ersten Empfangssignals ermittelt. Das erste Direktempfangssignal wird in Abhängigkeit einer Überschreitung eines zweiten Schwellenwertes durch eine Amplitude des ersten Direktempfangssignals ermittelt. Hierbei ist der zweite Schwellenwert größer als der erste Schwellenwert. Das zweite Empfangssignal wird in Abhängigkeit einer Überschreitung eines dritten Schwellenwertes durch eine Amplitude des zweiten Schwellenwertes ermittelt. Das zweite

Direktempfangssignal wird in Abhängigkeit einer Überschreitung eines vierten Schwellenwertes durch eine Amplitude des zweiten Direktempfangssignals ermittelt.

Hierbei ist vorzugsweise der erste Schwellenwert unterschiedlich zu dem dritten Schwellenwert und der zweite Schwellenwert unterschiedlich zu dem vierten Schwellenwert. Somit können die Schwellenwerte besser auf eine

unterschiedliche Sensitivität der Ultraschallempfänger eingestellt werden.

Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der erste Schwellenwert gleich dem dritten Schwellenwert und der zweite Schwellenwert gleich zu dem vierten Schwellenwert ist. Somit wird eine bessere Vergleichbarkeit der empfangenen Direktempfangssignale und/oder weiterer Empfangssignale untereinander ermöglicht.

Vorzugsweise wird jede Ultraschallsignalfolge in einem zugehörigen zeitlich festgelegten Messfenster empfangen. Die zeitliche Dauer der Messfenster ist entsprechend festgelegt. Die Messfenster der jeweiligen Ultraschallempfänger sind hierbei zueinander synchronisiert. Das bedeutet, alle Messfenster starten und enden zur gleichen Zeit. Somit können die Ultraschallsignalfolgen besser mit

Referenz-Ultraschallsignalfolgen verglichen werden. Die Erfindung umfasst zudem eine Vorrichtung zum Erkennen wenigstens eines Objekts im Bereich zwischen einer Primärspule und einer Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung führt hierbei das zuvor beschriebene Verfahren zum Erkennen eines Objekts zwischen

Primärspule und Sekundärspule aus. Die Vorrichtung umfasst einen ersten an der Primärspule angeordneten Ultraschallsender, der wenigstens ein erstes Ultraschallsignal aussendet. Zudem umfasst die Vorrichtung einen ersten

Ultraschallempfänger, der eine erste Ultraschallsignalfolge mit wenigstens einem ersten Direktempfangssignal und weiteren Empfangssignalen empfängt. Die Vorrichtung umfasst zusätzlich eine Recheneinheit, die innerhalb der ersten Ultraschallsignalfolge das erste Direktempfangssignal und/oder weitere

Empfangssignale ermittelt und die erste empfangene Ultraschallsignalfolge mit einer Referenz-Ultraschallsignalfolge vergleicht. Die Recheneinheit ist außerdem dazu ausgebildet, in Abhängigkeit des Vergleichs zwischen der ersten

Ultraschallsignalfolge und der Referenz-Ultraschallsignalfolge wenigstens ein Objekt im Bereich zwischen der Primärspule und der Sekundärspule zu erkennen.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung zusätzlich einen zweiten, dritten und vierten Ultraschallempfänger. Der zweite Ultraschallempfänger ist hierbei genauso wie der erste Ultraschallempfänger so am Fahrzeug angeordnet, dass er ein Direktempfangssignal empfangen kann. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Ultraschallempfänger weitere Empfangssignale empfangen. Der dritte und vierte Ultraschallempfänger sind an dem Fahrzeug so angeordnet, dass diese Ultraschallempfänger nur weitere Empfangssignale empfangen können. Die Recheneinheit ist hierbei dazu ausgebildet, innerhalb der jeweiligen

Ultraschallsignalfolgen die Direktempfangssignale und/oder weitere

Empfangssignale zu ermitteln. Außerdem ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, die erste empfangene Ultraschallsignalfolge mit der zweiten

Ultraschallsignalfolge des zweiten Ultraschallempfängers zu vergleichen. Hierbei erkennt die Recheneinheit ein Objekt im Bereich zwischen Primärspule und Sekundärspule, falls die erste und/oder zweite Ultraschallsignalfolge kein erstes Direktempfangssignal enthält. Alternativ oder zusätzlich ist die Recheneinheit hierbei dazu ausgebildet, ein Fremdobjekt zu erkennen, falls die erste

Ultraschallsignalfolge ein erstes Empfangssignal enthält. Alternativ oder zusätzlich ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, ein Fremdobjekt zu erkennen, falls die zweite Ultraschallsignalfolge ein zweites Empfangssignal enthält. Die Recheneinheit ist außerdem dazu ausgebildet, die erste empfangene

Ultraschallsignalfolge mit der dritten Ultraschallsignalfolge des dritten

Ultraschallempfängers zu vergleichen. Hierbei ist die Recheneinheit zusätzlich dazu ausgebildet, ein Objekt zwischen Primärspule und Sekundärspule zu erkennen, falls die dritte Ultraschallsignalfolge ein drittes Empfangssignal enthält, welches einer indirekten Übertragung des ersten Ultraschallsignals von dem ersten Ultraschallsender an den dritten Ultraschallempfänger und einer

Reflektion des ersten Ultraschallsignals an dem Objekt entspricht. Die

Recheneinheit ist außerdem bei dieser Anordnung von Ultraschallempfängern dazu ausgebildet, die erste empfangene Ultraschallsignalfolge mit der vierten Ultraschallsignalfolge des vierten Ultraschallempfängers zu vergleichen. Hierbei ist die Recheneinheit zusätzlich dazu ausgebildet, ein Objekt zwischen

Primärspule und Sekundärspule zu erkennen, falls die vierte

Ultraschallsignalfolge ein viertes Empfangssignal enthält, welches einer indirekten Übertragung des ersten Ultraschallsignals von dem ersten

Ultraschallsender an den vierten Ultraschallempfänger und einer Reflektion des ersten Ultraschallsignals an dem Objekt entspricht. Durch diese beschriebene Anordnung von Ultraschallempfängern kann ein Fremdobjekts sicherer bestimmt werden. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung vorzugsweise einen zweiten an der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung angeordneten Ultraschallsender, der zum Aussenden wenigstens eines zweiten Ultraschallsignals ausgebildet ist. Der erste und zweite Ultraschallsender sind hierbei so an der Primärspule angeordnet, dass das erste Ultraschallsignal in Richtung des zweiten

Ultraschallsenders und das zweite Ultraschallsignal in Richtung des ersten Ultraschallsenders ausgesendet wird.

Der dritte und vierte Ultraschallempfänger sind hierbei derart am Fahrzeug angeordnet, dass von dem dritten Ultraschallempfänger ein drittes und von dem vierten Ultraschallempfänger ein viertes Direktempfangssignal empfangen werden kann. Das dritte und vierte Direktempfangssignal bezeichnet in diesem Fall ein direkt übertragenes Ultraschallsignal von dem zweiten Ultraschallsender an den dritten und vierten Ultraschallempfänger. Die Redundanz der Vorrichtung wird damit noch erhöht. Damit die ausgesendeten Ultraschallsignale des ersten und zweiten Ultraschallsenders besser bei der Erkennung des Fremdobjekts voneinander zu unterscheiden sind, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der erste und der zweite Ultraschallsender abwechselnd codierte Ultraschallsignale aussenden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass jeder der Ultraschallsender dazu ausgebildet ist, wiederholt ein erstes und/oder zweites Ultraschallsignal auszusenden. Jeder Ultraschallempfänger ist hierbei dazu ausgebildet, mindestens eine weitere Ultraschallsignalfolge zu empfangen, die auf die zuvor empfangene

Ultraschallsignalfolge zeitlich folgt. Die Recheneinheit erkennt wenigstens ein Objekt im Bereich zwischen einer Primärspule und einer Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung in Abhängigkeit eines Vergleichs von aufeinander folgenden Ultraschallsignalfolgen mit den zugehörigen Referenz- Ultraschallsignalfolgen zu erkennen. Dies bietet die Möglichkeit, die zeitliche Veränderung von empfangenen Signalen zu ermitteln und somit beispielsweise Rückschlüsse über die Bewegung eines dynamischen Fremdobjekts im Bereich zwischen der Primärspule und einer Sekundärspule ziehen zu können.

Beschreibung der Zeichnungen

Figur la zeigt eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zum Erkennen wenigstens eines Objekts im Bereich zwischen einer Primärspule und einer Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung. In der dargestellten Situation ist kein Objekt zwischen Primär- und Sekundärspule vorhanden.

Figur lb zeigt beispielhaft eine erste, zweite, dritte und vierte

Ultraschallsignalfolge anhand der in Figur la dargestellten Situation.

Figur 2a zeigt eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zum Erkennen wenigstens eines Objekts im Bereich zwischen einer Primärspule und einer Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung. In der dargestellten Situation ist ein Objekt zwischen Primär- und Sekundärspule auf einer ersten Position angeordnet.

Figur 2b zeigt beispielhaft eine erste, zweite, dritte und vierte

Ultraschallsignalfolge anhand der in Figur 2a dargestellten Situation. Figur 3a zeigt eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zum Erkennen wenigstens eines Objekts im Bereich zwischen einer Primärspule und einer Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung. In der dargestellten Situation ist ein Objekt zwischen Primär- und Sekundärspule auf einer zweiten Position angeordnet.

Figur 3b zeigt beispielhaft eine erste, zweite, dritte und vierte

Ultraschallsignalfolge anhand der in Figur 3a dargestellten Situation.

Figur 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zum Erkennen wenigstens eines Objekts im Bereich zwischen einer Primärspule und einer Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung.

Figur 5a zeigt einen ersten Verfahrensablauf zum Erkennen wenigstens eines Objekts im Bereich zwischen einer Primärspule und einer Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung für ein Fahrzeug.

Figur 5b zeigt einen zweiten Verfahrensablauf zum Erkennen wenigstens eines Objekts im Bereich zwischen einer Primärspule und einer Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung für ein Fahrzeug.

Ausführungsbeispiele

Figur la zeigt ein Fahrzeug 10, welches derart positioniert ist, dass Primärspule 190 und Sekundärspule 180 übereinander liegen und eine induktive

Energieübertragung optimal durchgeführt werden kann. An einem seitlichen Rand der Primärspule 190 ist ein erster Ultraschallsender 100 angeordnet, der ein erstes Ultraschallsignal 130 in Form von Schallwellen aussendet. An dem Unterboden des Fahrzeugs 10 sind ein erster Ultraschallempfänger 20, ein zweiter Ultraschallempfänger 30, ein dritter Ultraschallempfänger 40 und ein vierter Ultraschallempfänger 50 derart um die Sekundärspule 180 der induktiven Ladeeinrichtung angeordnet, dass die Ultraschallempfänger 20, 30, 40 und 50 jeweils die Ecken eines Rechtecks bilden und sich die Sekundärspule zentrisch innerhalb dieses aufgespannten Rechtecks befindet. Der erste Ultraschallsender 100 sendet ein Ultraschallsignal 130 in Richtung des ersten

Ultraschallempfängers 20 und des zweiten Ultraschallempfängers 30. Der erste Empfangsbereich 70 des ersten Ultraschallempfängers 20 und der zweite Empfangsbereich 80 des zweiten Ultraschallempfängers sind derart ausgerichtet, dass die Ultraschallempfänger 20 und 30 ein erstes Direktempfangssignal 170 und ein zweites Direktempfangssignal 140 empfangen können. Da sich in der dargestellten Situation kein Objekt zwischen Primärspule 190 und Sekundärspule 180 befindet, empfangen die beiden Ultraschallempfänger 20 und 30 auch tatsächlich Direktempfangssignale.

Figur lb zeigt eine möglich erste 21, zweite 31, dritte 41 und vierte

Ultraschallsignalfolge 51 des zugehörigen ersten 20, zweiten 30, dritten 40 und vierten Ultraschallempfängers 50, welche durch die in Figur la dargestellte Situation entstehen können. Auf den X-Achsen 200a, 200b, 200c und 200d der jeweiligen Ultraschallsignalfolgen 21, 31, 41 und 51 ist beispielsweise die Zeit aufgetragen und die Y-Achsen 260a, 260b, 260c und 260d kennzeichnen die Größe der Amplituden der empfangenen Ultraschallsignale. Jede

Ultraschallsignalfolge 21, 31, 41 und 51 wird in einem zugehörigen zeitlich festgelegten Messfenster 265 empfangen, die zueinander synchronisiert sind. Die Recheneinheit 15, welche in dieser Darstellung als Teil des Fahrzeugs 10 dargestellt ist, ist dazu ausgebildet, innerhalb der ersten Ultraschallsignalfolge 21 das erste Direktempfangssignal 170 zu ermitteln. Das erste

Direktempfangssignal 170 wird mittels der Recheneinheit 15 ermittelt, indem es einen zweiten Schwellenwert 245a überschreitet. Zu erkennen ist außerdem ein erster Schwellenwert 240a, bei dessen Überschreitung die Recheneinheit 15 erste Empfangssignale ermittelt. Die Recheneinheit 15 ist außerdem dazu ausgebildet, weitere Empfangssignale 250a innerhalb der ersten

Ultraschallsignalfolge zu ermitteln, welche beispielsweise Störsignale oder mehrfach reflektierte Signale darstellen können. Auch die zweite

Ultraschallsignalfolge 32, die dritte Ultraschallsignalfolge 43 und die vierte Ultraschallsignalfolge enthalten solche zugehörigen weiteren Empfangssignale 250b, 250c und 25od. Die Recheneinheit 15 vergleicht die erste

Ultraschallsignalfolge 21 mit der zweiten Ultraschallsignalfolge 31, wobei festgestellt wird, dass die erste Ultraschallsignalfolge 21 ein erstes

Direktempfangssignal 170 und die zweite Ultraschallsignalfolge 31 ein zweites Direktempfangssignal 180 enthalten. Außerdem wird festgestellt, dass sowohl die erste Ultraschallsignalfolge 21, wie auch die zweite Ultraschallsignalfolge kein erstes bzw. zweites Empfangssignal enthalten. Außerdem stellt die Recheneinheit 15 durch Vergleich mit der dritten 41 und vierten

Ultraschallsignalfolge 51 fest, dass diese kein drittes bzw. viertes

Empfangssignal enthalten. Die Recheneinheit 15 schließt daraus, dass sich kein Objekt zwischen Primärspule 190 und Sekundärspule 180 befindet.

Figur 2a zeigt im Unterschied zu Figur la eine Situation, bei der sich ein Objekt 65 zwischen Primärspule 190 und Sekundärspule 180 befindet. Das Objekt 65 ist derart zwischen Primärspule 190 und Sekundärspule 180 angeordnet, dass der erste Ultraschallempfänger 20 kein erstes Direktempfangssignal empfangen kann. Durch Reflektion des ersten Ultraschallsignals 130 an dem Objekt 65 entsteht ein zweites Empfangssignal 140, welches indirekt von dem ersten Ultraschallsender 100 an den zweiten Ultraschallempfänger 30 übertragen wird. Außerdem wird das erste Ultraschallsignal 130 an dem Objekt 65 derart reflektiert, dass auch der vierte Ultraschallempfänger 50 analog ein viertes Empfangssignal 25 empfangen kann.

Figur 2b zeigt eine möglich erste 22, zweite 32, dritte 42 und vierte

Ultraschallsignalfolge 52 des zugehörigen ersten 20, zweiten 30, dritten 40 und vierten Ultraschallempfängers 50, welche durch die in Figur 2a dargestellte Situation entstehen können. Im Unterschied zu Figur lb kann die Recheneinheit 15 nun in der ersten Ultraschallsignalfolge 22 kein erstes Direktempfangssignal ermitteln. Zudem wird durch Vergleich der ersten Ultraschallsignalfolge 22 mit der zweiten Ultraschallsignalfolge 32 festgestellt, dass die zweite

Ultraschallsignalfolge das zweite Empfangssignal 141 enthält. Außerdem stellt die Recheneinheit durch Vergleich der ersten Ultraschallsignalfolge 22 mit der vierten Ultraschallsignalfolge 52 fest, dass die vierte Ultraschallsignalfolge 52 das vierte Empfangssignal 25 enthält. Die Recheneinheit 15 schließt daraus, dass sich ein Objekt 65 zwischen Primärspule 190 und Sekundärspule 180 befindet. Auch die Lage des Objekts 65 kann die Recheneinheit durch die erkannten Abweichungen im durchgeführten Vergleich ermitteln. Entstehen nun bei zeitlich aufeinander folgenden Ultraschallsignalfolgen zeitliche Unterschiede beim Empfang der Direktempfangssignale bzw. Empfangssignale innerhalb des Messfensters 265, kann die Recheneinheit 15 daraus ebenfalls schlussfolgern, dass es sich um ein dynamisches Objekt 65 handelt und wie sich dieses bewegt. Figur 3a zeigt im Unterschied zu Figur la eine Situation, bei der sich ein Objekt 66 zwischen Primärspule 190 und Sekundärspule 180 befindet. Im Unterschied zur dargestellten Situation in Figur 2a befindet sich das Objekt 66 hierbei zentral zwischen erstem 30 und zweitem Ultraschallempfänger 40, sodass der erste Ultraschallempfänger 20 ein erstes Direktempfangssignal 170 und der zweite Ultraschallempfänger empfangen kann. Durch Reflektion des ersten

Ultraschallsignals 130 an dem Objekt 66 entsteht ein erstes Empfangssignal 28, welches indirekt von dem ersten Ultraschallsender 100 an den ersten

Ultraschallempfänger 20 übertragen wird. Außerdem wird das erste

Ultraschallsignal 130 an dem Objekt 66 derart reflektiert, dass auch der zweite Ultraschallempfänger 50 ein zweites Empfangssignal 25 empfangen kann.

Ebenfalls empfängt der dritte Ultraschallempfänger 40 ein drittes Empfangssignal 26 und der vierte Ultraschallempfänger 50 ein viertes Empfangssignal 27.

Figur 3b zeigt eine möglich erste 23, zweite 33, dritte 43 und vierte

Ultraschallsignalfolge 53 des zugehörigen ersten 20, zweiten 30, dritten 40 und vierten Ultraschallempfängers 50, welche durch die in Figur 3a dargestellte Situation entstehen können. Im Unterschied zu Figur 2b kann die Recheneinheit 15 nun in der ersten Ultraschallsignalfolge 22 kein erstes Direktempfangssignal ermitteln. Zudem wird durch Vergleich der ersten Ultraschallsignalfolge 22 mit der zweiten Ultraschallsignalfolge 32 festgestellt, dass die zweite

Ultraschallsignalfolge ein zweites Empfangssignal 141 enthält. Die erste

Ultraschallsignalfolge enthält jedoch ein erstes Empfangssignal 28, die zweite Ultraschallsignalfolge ein zweites Empfangssignal 29, die dritte

Ultraschallsignalfolge ein drittes Empfangssignal 26 und die vierte

Ultraschallsignalfolge ein viertes Empfangssignal 27. Die Recheneinheit 15 ermittelt daraus, dass sich ein Objekt 66 zwischen Primärspule 190 und

Sekundärspule 180 befindet. Auch die Lage und eine mögliche Bewegung des Objekts 66 kann die Recheneinheit 15 wieder ermitteln.

Figur 4a zeigt im Unterschied zu den Figuren la, 2a und 3a eine Vorrichtung zum Erkennen wenigstens eines Objekts im Bereich zwischen Primärspule 190 und Sekundärspule 180, die einen zusätzlichen zweiten Ultraschallsender 110, der ebenfalls an einem seitlichen Rand der Primärspule 190 angeordnet ist, umfasst. Der zweite Ultraschallsender 110 sendet das zweite Ultraschallsignal 131 in Form von Schallwellen in Richtung des ersten Ultraschallsenders 100. Die dritte Schallkeule 90 des dritten Ultraschallempfängers 40 und die vierte

Schallkeule 60 des vierten Ultraschallempfängers 50 sind derart ausgerichtet, dass der dritte Ultraschallempfänger 40 ein drittes Direktempfangssignal 150 von dem zweiten Ultraschallsender 110 und der vierte Ultraschallempfänger 50 ein viertes Direktempfangssignal 160 von dem zweiten Ultraschallsender 110 empfangen kann. Der erste 100 und zweite Ultraschallsender 110 senden hierbei beispielsweise das erste 130 und zweite Ultraschallsignal 131 abwechselnd aus. Um die Ultraschallsignale noch besser voneinander unterscheiden zu können, können die Ultraschallsignale hierbei codiert sein.

Figur 5a zeigt eine ersten Verfahrensablauf zum Erkennen wenigstens eines Objekts im Bereich zwischen einer Primärspule und einer Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer möglichen Ausführung der Erfindung. In einem ersten Verfahrensschritt 500 wird hierbei zunächst ein erstes Ultraschallsignal mittels eines ersten Ultraschallsenders ausgesendet. In einem auf den Verfahrensschritt 500 folgenden Verfahrensschritt 510 wird eine erste Ultraschallsignalfolge mittels eines ersten Ultraschallempfängers empfangen. In einem auf den Verfahrensschritt 510 folgenden Verfahrensschritt 560 wird ein erstes Direktempfangssignal und/oder weitere Empfangssignale innerhalb der ersten Ultraschallsignalfolge mittels einer Recheneinheit ermittelt. In einem auf den Verfahrensschritt 560 folgenden Verfahrensschritt 570 wird die erste empfangene Ultraschallsignalfolge mit einer ersten Referenz- Ultraschallsignalfolge verglichen. Hierbei kennzeichnet die Referenz- Ultraschallsignalfolge beispielsweise eine gespeicherte Ultraschallsignalfolge, bei der kein Objekt im Bereich zwischen der Primärspule und der Sekundärspule erkannt wird. Wird keine Abweichung festgestellt, wird das Verfahren beendet oder alternativ von vorne gestartet. Wird bei dem Vergleich eine Abweichung festgestellt, wird in einem auf den Verfahrensschritt 570 folgenden

Verfahrensschritt 590 ein Objekt im Bereich zwischen der Primärspule und der Sekundärspule erkannt. Daraufhin wird das Verfahren beendet.

Optional wird in einem auf den Verfahrensschritt 510 folgenden Verfahrensschritt 520 überprüft, ob die Amplitude eines Signals innerhalb der ersten

Ultraschallsignalfolge einen ersten Schwellenwert überschreitet. Überschreitet keine Amplitude den ersten Schwellenwert, wird das Verfahren beendet oder alternativ von vorne gestartet. Überschreitet eine Amplitude wenigstens eines Signals den ersten Schwellenwert wird mit Verfahrensschritt 520 fortgefahren. Dort wird geprüft, ob eine Amplitude eines Signals zusätzlich einen zweiten Schwellenwert überschreitet, welcher größer als der erste Schwellenwert ist. Überschreitet eine Amplitude eines Signals diesen zweiten Schwellenwert, wird im Verfahrensschritt 550 ein erstes Direktempfangssignal ermittelt. Überschreitet die Amplitude des Signals den zweiten Schwellenwert nicht, wird im

Verfahrensschritt 540 ein erstes Empfangssignal ermittelt.

Optional wird in einem auf den Verfahrensschritt 570 folgenden Verfahrensschritt 580 geprüft, welche Abweichung bei dem Vergleich zwischen erster

Ultraschallsignalfolge und Referenz-Ultraschallsignalfolge festgestellt wurde. Falls bei dem Vergleich in der ersten Ultraschallsignalfolge kein erstes

Direktempfangssignal und/oder ein erstes, ermitteltes Empfangssignal festgestellt wurden, wird ein Objekt im folgenden Verfahrensschritt 590 erkannt

Figur 5b zeigt einen zweiten Verfahrensablauf zum Erkennen wenigstens eines Objekts im Bereich zwischen einer Primärspule und einer Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung für ein Fahrzeug. Optional wird in dem dargestellten Verfahrensablauf im Unterschied zu dem Verfahrensablauf in Figur 5a in einem auf den Verfahrensschritt 510 folgenden Verfahrensschritt 600 eine zweite Ultraschallsignalfolge mittels eines zweiten Ultraschallempfängers empfangen. In einem auf den Verfahrensschritt 560 folgenden Verfahrensschritt 610 wird überprüft, ob die Amplitude eines Signals innerhalb der zweiten

Ultraschallsignalfolge einen dritten Schwellenwert überschreitet. Überschreitet keine Amplitude den ersten Schwellenwert, wird das Verfahren beendet oder alternativ von vorne gestartet. Überschreitet eine Amplitude wenigstens eines Signals den dritten Schwellenwert wird mit Verfahrensschritt 620 fortgefahren. Dort wird geprüft, ob eine Amplitude eines Signals zusätzlich einen vierten Schwellenwert überschreitet, welcher größer als der dritte Schwellenwert ist. Überschreitet eine Amplitude eines Signals diesen vierten Schwellenwert, wird im Verfahrensschritt 640 ein zweites Direktempfangssignal ermittelt. Überschreitet die Amplitude des Signals den vierten Schwellenwert nicht, wird im

Verfahrensschritt 630 ein zweites Empfangssignal ermittelt. Daraufhin werden in Verfahrensschritt 650 ein zweites Direktempfangssignal und/oder weitere Empfangssignale innerhalb der zweiten Ultraschallsignalfolge ermittelt. In dem Verfahrensschritt 570 wird nun wieder die erste empfangene Ultraschallsignalfolge mit einer Referenz-Ultraschallsignalfolge verglichen, wobei jedoch nun als Referenz-Ultraschallsignalfolge die zweite Ultraschallsignalfolge verwendet wird. In dem auf den Verfahrensschritt 570 folgenden optionalen Verfahrensschritt 660 wird überprüft, welche Abweichung bei dem Vergleich zwischen erster Ultraschallsignalfolge und Referenz-Ultraschallsignalfolge festgestellt wurde. Falls dabei festgestellt wird, dass die erste

Ultraschallsignalfolge kein erstes Direktempfangssignal enthält und/oder die zweite Ultraschallsignalfolge kein zweites Direktempfangssignal enthält und/oder die erste Ultraschallsignalfolge ein erstes Empfangssignal enthält und/oder die zweite Ultraschallsignalfolge ein zweites Empfangssignal enthält, wird ein Objekt im folgenden Verfahrensschritt 590 erkannt.