Verfahren und Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung von einer induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug.

Die Schrift DE 10 2014 220 247 AI beschreibt ein Assistenzsystem zur optimalen Positionierung von Primärspule und Sekundärspule einer induktiven Ladeeinrichtung beim Laden eines Elektrofahrzeugs, wobei zwischen

Primärspule und Sekundärspule Ultraschallsignale ausgetauscht werden. Die Ultraschallquelle ist dabei in der Nähe der Primärspule angeordnet und sendet entweder gleichförmig in alle Raumrichtungen oder mit einer speziellen

Abstrahlcharakteristik in bestimmte Raumrichtungen aus.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, bei der die Lokalisierung des Fahrzeugs bezüglich der induktiven Ladestation optimiert wird.

Offenbarung der Erfindung

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur

Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung von einer induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Zudem wird ein Verfahren zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung von einer induktiven

Ladeeinrichtung an das Fahrzeug vorgeschlagen, welches durch die Vorrichtung ausgeführt wird.

Die Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive

Energieübertragung von einer induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug in einem Nahbereich umfasst wenigstens einen an einer Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung angeordneten Ultraschallsender, welcher wenigstens ein Ultraschallsignal aussendet. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung einen ersten an dem Fahrzeug angeordneten Ultraschallempfänger, welcher wenigstens eine erste Ultraschallsignalfolge in dem Nahbereich empfängt. 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 Gegenständen. Außerdem 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 Gegenständen reflektiert werden, bevor sie den ersten Ultraschallsender erreichen.

Ebenfalls umfasst die Vorrichtung zusätzlich einen zweiten an dem Fahrzeug angeordneten Ultraschallempfänger, der wenigstens eine zweite

Ultraschallsignalfolge in dem Nahbereich empfängt. 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.

Zusätzlich umfasst die Vorrichtung einen dritten an dem Fahrzeug angeordneten Ultraschallempfänger, der wenigstens eine dritte Ultraschallsignalfolge in dem Nahbereich empfängt. Die dritte Ultraschallsignalfolge umfasst hierbei ein drittes Direktempfangssignal, welches einer direkten Übertragung des wenigstens einen Ultraschallsignals von dem ersten Ultraschallsender an den dritten

Ultraschallempfänger entspricht. Zusätzlich umfasst die dritte

Ultraschallsignalfolge weitere Empfangssignale, welche jeweils einer indirekten Übertragung des ersten Ultraschallsignals von dem ersten Ultraschallsender an den dritten Ultraschallempfänger entsprechen. Der Nahbereich kennzeichnet also entsprechend einen Bereich, innerhalb dessen ein Empfang der ersten Ultraschallsignalfolge durch den ersten Ultraschallempfänger, ein Empfang der zweiten Ultraschallsignalfolge durch den zweiten Ultraschallempfänger und der Empfang einer dritten Ultraschallsignalfolge durch den dritten

Ultraschallempfänger möglich ist.

Ebenfalls ist eine Recheneinheit vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, innerhalb der ersten Ultraschallsignalfolge das frühste, erste Direktempfangssignal, innerhalb der zweiten Ultraschallsignalfolge das frühste, zweite

Direktempfangssignal und innerhalb der dritten Ultraschallsignalfolge das frühste, dritte Direktempfangssignal zu ermitteln. Mit den frühsten

Direktempfangssignalen ist jeweils das zeitlich frühste empfangene

Direktempfangssignal innerhalb eines Messfensters zu verstehen. Die

Recheneinheit ist zusätzlich dazu ausgebildet, in Abhängigkeit der ermittelten frühsten Direktempfangssignale eine Position des Fahrzeugs in dem Nahbereich, insbesondere die Position der Sekundärspule des Fahrzeugs, relativ zu der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung zu ermitteln. Die Vorrichtung hat beispielsweise den Vorteil, dass durch Unterscheidung zwischen

Direktempfangssignalen und indirekten Empfangssignalen die Signalauswertung optimiert wird und somit eine genauere Lokalisierung des Fahrzeugs relativ zu der induktiven Ladeeinrichtung ermöglicht wird.

Der wenigstens eine Ultraschallsender ist vorzugsweise dazu ausgebildet, gleichmäßig in wenigstens zwei, zueinander entgegengesetzte Raumrichtungen das wenigstens eine Ultraschallsignal auszusenden. Somit könnte beispielsweise das Fahrzeug lokalisiert werden, wenn es sich von vorne oder von hinten der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung nähert.

Bevorzugt ist der wenigstens eine Ultraschallsender dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine Ultraschallsignal in einem ersten Sendefenster auszusenden, wobei die Dauer des Messfensters zeitlich festgelegt ist. Der erste

Ultraschallempfänger ist hierbei wiederum dazu ausgebildet ist, die erste

Ultraschallsignalfolge in einem ersten Messfenster zu empfangen, wobei die Dauer des ersten Messfensters zeitlich festgelegt ist. Der zweite

Ultraschallempfänger ist hierbei dazu ausgebildet ist, die zweite

Ultraschallsignalfolge in einem zweiten Messfenster zu empfangen und der dritte Ultraschallempfänger empfängt die dritte Ultraschallsignalfolge in dritten

Messfenster. Das erste, zweite und dritte Messfenster, deren Dauer zeitlich festgelegt ist, sind hierbei vorzugsweise jeweils länger als das erste

Sendefenster. Somit kann sichergestellt werden, dass in jedem Messfenster auch wirklich ein Direktläufer empfangen werden kann. Vorzugsweise sind die

Ultraschallempfänger in diesem Zusammenhang dazu ausgebildet, die jeweiligen Ultraschallsignalfolgen in jeweils zueinander synchronisierten, zeitlich

festgelegten Messfenstern zu empfangen. Hierbei ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, die Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung in Abhängigkeit von Laufzeitdifferenzen der ermittelten

Direktempfangssignale zueinander zu ermitteln. Die Recheneinheit prüft also in welcher zeitlichen Abfolge das Direktempfangssignal von den

Ultraschallempfängern empfangen wurde. Falls das frühste, erste

Direktempfangssignal z.B. später empfangen wird, als das frühste, zweite

Direktempfangssignal, so kann daraus geschlussfolgert werden, dass sich der

Ultraschallsender von dem ersten Ultraschallempfänger weiter entfernt befindet, als von dem zweiten Ultraschallempfänger. Eine Hyperbel mit den beiden

Ultraschallempfängern als Brennpunkt kennzeichnet hierbei alle Punkte, für die der Betrag der Differenz der Abstände zu dem ersten Ultraschallempfänger und dem zweiten Ultraschallempfänger gleich sind. Sind nun erfindungsgemäß drei

Ultraschallempfänger vorhanden, entsteht eine zweite Hyperbel mit dem ersten oder zweiten Ultraschallempfänger und dem dritten Ultraschallempfänger als

Brennpunkte. Der Schnittpunkt der beiden Hyperbeln kennzeichnet die Position des Ultraschallsenders und damit der Primärspule eindeutig.

Bevorzugt ist eine Anzeigeeinheit vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, die ermittelte Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven

Einrichtung anzuzeigen. Somit könnte der Fahrer das Fahrzeug manuell durch die Anzeige so positionieren, dass sich Primärspule und Sekundärspule der induktiven Ladeeinrichtung derart zueinander angeordnet sind, dass eine

möglichst effiziente Energieübertragung erzielt wird.

Bevorzugt ist weiterhin ein vierter an dem Fahrzeug angeordneter

Ultraschallempfänger vorgesehen, der dazu ausgebildet ist, wenigstens eine vierte Ultraschallsignalfolge in einem Nahbereich zu empfangen. Der erste, zweite, dritte und vierte Ultraschallempfänger sind hierbei so angeordnet, dass sich eine an dem Fahrzeug angeordnete Sekundärspule der induktiven Ladeeinrichtung, insbesondere zentrisch, innerhalb der Anordnung der Ultraschallempfänger befindet. Durch diese Anordnung kann der vierte Ultraschallempfänger innerhalb der vierten

Ultraschallsignalfolge im Nahbereich ein viertes Direktempfangssignal empfangen. Alternativ oder zusätzlich kann die vierte Ultraschallsignalfolge weitere

Empfangssignale umfassen, welche jeweils einer indirekten Übertragung des ersten Ultraschallsignals von wenigstens einen Ultraschallsender an den vierten

Ultraschallempfänger entsprechen. Die Recheneinheit ist hierbei dazu ausgebildet, innerhalb der vierten Ultraschallsignalfolge das vierte Direktempfangssignal zu ermitteln. Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass ein erster Empfangsbereich des ersten Ultraschallempfängers, ein zweiter Empfangsbereich des zweiten

Ultraschallempfängers, ein dritter Empfangsbereich des dritten Ultraschallempfängers und ein vierter Empfangsbereich des vierten Ultraschallempfängers im Wesentlichen auf die Sekundärspule der Sekundärspule der induktiven Ladeeinrichtung gerichtet sind. Die Schallkeulen der Ultraschallempfänger sind entsprechend derart geöffnet, dass der Bereich der Sekundärspule von den Schallkeulen eingeschlossen ist. Im Falle dessen, dass das Fahrzeug schon derart positioniert ist dass sich der

Ultraschallsender und damit die Primärspule innerhalb des durch die vier

Ultraschallempfänger aufgespannten Bereichs befindet, ergibt sich durch die beschriebene Hinzunahme eines weiteren vierten Ultraschallempfängers eine höhere Redundanz für die Bestimmung der Position des Fahrzeugs relativ zu dem

Ultraschallsender.

Bevorzugt kann die Vorrichtung auch zum Lokalisieren eines Fahrzeugs im

Fernbereich verwendet werden. Hierzu ist bevorzugt ein weiterer fünfter, an dem Fahrzeug angeordneter Ultraschallempfänger vorgesehen, der eine fünfte

Ultraschallsignalfolge mit einem fünften Direktempfangssignal und weiteren

Empfangssignalen im Fernbereich empfangen kann. Um eine Lokalisierung auch im Fernbereich zu ermöglich, sind weiterhin der erste und zweite Ultraschallempfänger dazu ausgebildet, auch im Fernbereich die erste bzw. zweite Ultraschallsignalfolge zu empfangen. Der Fernbereich kennzeichnet also entsprechend einen Bereich, innerhalb dessen ein Empfang der ersten Ultraschallsignalfolge durch den ersten

Ultraschallempfänger, ein Empfang der zweiten Ultraschallsignalfolge durch den zweiten Ultraschallempfänger und der Empfang einer fünften Ultraschallsignalfolge durch den fünften Ultraschallempfänger möglich ist. Die Recheneinheit ist hierbei weiterhin dazu ausgebildet, innerhalb der fünften Ultraschallsignalfolge das fünfte Direktempfangssignal zu ermitteln und zusätzlich, in Abhängigkeit des ermittelten ersten, zweiten und fünften Direktempfangssignals eine Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung zu ermitteln. Durch den weiteren Ultraschallempfänger ergäbe sich somit in der beschriebenen Anordnung der

Vorrichtung eine Möglichkeit, das Fahrzeug zu lokalisieren, falls sich dieses noch nicht im Nahbereich des ersten Ultraschallsenders und damit der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung befindet. Bevorzug ist ein fünfter Empfangsbereich fast vollständig in Vorausrichtung des Fahrzeugs gerichtet und so angeordnet, dass er ein fünftes direkt übertragenes Ultraschallsignal des ersten Ultraschallsenders auch im Fernbereich empfangen kann. Die Schallkeule des fünften Ultraschallempfängers ist entsprechend derart geöffnet, dass der Bereich der Vorausrichtung des Fahrzeugs von der

Schallkeule eingeschlossen wird. Der fünfte Ultraschallempfänger kann beispielsweise einen Ultraschallempfänger darstellen, der im Stoßfänger des Fahrzeugs eingebaut ist. Um das Fahrzeug noch sicherer im Fernbereich relativ zu der Primärspule zu lokalisieren, wäre es in diesem Zusammenhang möglich, einen weiteren sechsten Ultraschallempfänger vorzusehen, der dazu ausgebildet ist, auch im Fernbereich eine sechste Ultraschallsignalfolge mit einem sechsten Direktempfangssignal und weiteren Empfangssignalen zu empfangen. Der sechste Empfangsbereich des sechsten Ultraschallempfängers ist hierzu vorzugsweise ebenfalls in Vorausrichtung

ausgerichtet.

Vorzugsweise ist zusätzlich ein weiterer, an der Primärspule der induktiven

Ladeeinrichtung angeordneter Ultraschallsender zum Aussenden wenigstens eines weiteren Ultraschallsignals vorgesehen. Jeder der wenigstens zwei

Ultraschallsender sendet hierbei ein Ultraschallsignal aus. Hierbei sind die

wenigstens zwei Ultraschallsender so angeordnet, dass die wenigstens zwei

Ultraschallsignale in entgegengesetzte Richtungen ausgesendet werden. Dies wäre eine Alternative zu nur einem Ultraschallsender, der in wenigstens zwei unterschiedliche, zueinander gegengesetzte Richtungen aussenden kann. Bei zwei Ultraschallsendern hätte man demgegenüber den Vorteil, dass man die

Senderichtungen genau ausrichten könnte. Um hierbei einen möglichst großen Bereich mit den Ultraschallwellen zu erreichen, ist vorzugsweise vorgesehen, die Ultraschallsender um einen Winkel von wenigstens 20° zu neigen. Hierbei

kennzeichnet dieser Winkel den Winkel zwischen Sensorhauptachse und

Untergrund. Die Erfindung umfasst zudem ein Verfahren zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung an das Fahrzeug in einem Nahbereich, welches durch eine zuvor beschriebene Vorrichtung ausgeführt wird. In einem ersten Verfahrensschritt wird wenigstens ein Ultraschallsignal mittels wenigstens eines Ultraschallsenders ausgesendet. In den folgenden Verfahrensschritten wird eine erste Ultraschallsignalfolge mittels eines ersten Ultraschallempfängers, eine zweite Ultraschallsignalfolge mittels eines zweiten Ultraschallempfängers und eine dritte Ultraschallsignalfolge mittels eines dritten Ultraschallempfängers in dem Nahbereich empfangen. In darauf folgenden Verfahrensschritten werden ein erstes Direktempfangssignal innerhalb der ersten Ultraschallsignalfolge, ein zweites Direktempfangssignal innerhalb der zweiten Ultraschallsignalfolge und ein drittes Direktempfangssignal innerhalb der dritten Ultraschallsignalfolge ermittelt. Daraufhin wird eine Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung in Abhängigkeit der zuvor ermittelten

Direktempfangssignale ermittelt.

Des Weiteren ist vorzugsweise zusätzlich vorgesehen, dass die

Direktempfangssignale in Abhängigkeit einer jeweiligen Amplitude der insgesamt innerhalb der jeweiligen Ultraschallsignalfolge empfangenen Ultraschallsignale, ermittelt werden. Ultraschallsignale, welche direkt ohne vorherige Reflexion empfangen werden, zeichnen sich durch die im Vergleich größten Amplituden aus, da diese zuvor keine Schallenergie durch Reflexion an Gegenständen abgegeben haben. Daher stellt dieser Verfahrensschritt eine einfache Möglichkeit dar, um Direktempfangssignale von indirekten Empfangssignalen zu

unterscheiden.

Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass das Verfahren zusätzlich zur

Lokalisierung des Fahrzeugs in dem Fernbereich verwendet werden kann.

Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, dass nur eine erste Ultraschallsignalfolge mittels eines ersten und eine zweite Ultraschallsignalfolge mittels eines zweiten

U ltraschallempfängers empfangen werden, s. Es wird hierbei ausgenutzt, dass die Amplitude eines empfangenen Direktempfangssignals über die Entfernung des Senders zu dem Empfänger abnimmt. Dies lässt sich über die Formel

1

A = - x k(r)

r

beschreiben, wobei r die Entfernung von Sender zu Empfänger bezeichnet, A die Amplitude des Ultraschallsignals und k(r) die Abnahme durch atmosphärische Dämpfung. Der Term k(r) beträgt für typische Umgebungsbedingungen 0,5-2,0 dB/m. Die Entfernung des Fahrzeugs von dem Ultraschallsender lässt sich somit in Abhängigkeit der Amplitude des Direktempfangssignals zumindest ungefähr bestimmen. Voraussetzung ist allerdings, dass bekannt ist, welche

Schallamplitude das Direktempfangssignal besitzt, wenn Primärspule und

Sekundärspule übereinander positioniert sind. Diese Schallamplitude kann z.B. als Referenz-Schallamplitude gespeichert sein, sodass die Amplituden der empfangenen ersten Direktempfangssignale mit der Referenz-Schallamplitude verglichen werden können und somit die Entfernung zu dem Ultraschallsender ungefähr abgeschätzt werden kann. Dieser Verfahrensschritt kann somit z.B. genutzt werden, um die zuvor über die Zeitdifferenz ermittelte Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung noch einmal zu überprüfen. Beschreibung der Zeichnungen

Figur la zeigt eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung von einer induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug im Fernbereich.

Figur lb zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung von einer induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug Nahbereich. Figur 2 zeigt schematisch eine Ultraschallsignalfolge mit Direktempfangssignalen und weiteren Empfangssignalen.

Figur 3 zeigt beispielhaft die Bestimmung der Position eines Ultraschallsenders relativ zu dem Fahrzeug mittels drei Ultraschallempfängern.

Figur 4 zeigt einen Verfahrensablauf zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung an das Fahrzeug.

Ausführungsbeispiele Figur la zeigt in der Draufsicht ein Fahrzeug 30, welches sich in Vorausrichtung 5 vor einer Primärspule 50b einer induktiven Ladeeinrichtung befindet. An der Primärspule 50b sind zwei Ultraschallsender 70a und 70b angeordnet, die jeweils ein Ultraschallsignal 80a und 80b in entgegengesetzte Richtungen aussenden. An der Unterseite des Fahrzeugs 30 sind jeweils ein erster Ultraschallempfänger 20a, ein zweiter Ultraschallempfänger 20b, ein dritter Ultraschallempfänger 20c und ein vierter Ultraschallempfänger 20d derart um die Sekundärspule 50a der induktiven Ladeeinrichtung angeordnet, dass die Ultraschallempfänger 20a, 20b, 20c und 20d jeweils die Ecken eines Rechtecks bilden und sich die

Sekundärspule zentrisch innerhalb dieses aufgespannten Rechtecks der vier Ultraschallempfänger 20a, 20b, 20c und 20d befindet. Jeder der vier

Ultraschallempfänger 20a, 20b, 20c und 20d besitzt einen Empfangsbereich 60a, 60b, 60c und 60d, wobei der erste Empfangsbereich 60a des ersten

Ultraschallempfängers 20a und der zweite Empfangsbereich 60b des zweiten Ultraschallempfängers 20b im Wesentlichen in Vorausrichtung 5 ausgerichtet sind. Das Fahrzeug ist in dieser Abbildung derart positioniert, dass sich die zwei Ultraschallsender 70a und 70b und damit die Primärspule 50b noch nicht innerhalb des durch die Anordnung der vier Ultraschallempfänger 20a, 20b, 20c und 20d aufgespannten Bereichs befindet. In dieser Position des Fahrzeugs relativ zu den Ultraschallsendern 80a und 80b können nur der erste

Ultraschallempfänger 20a und der zweite Ultraschallempfänger 20b eine

Ultraschallsignalfolge mit einem ersten Direktempfangssignal 90a oder einem zweiten Direktempfangssignal 90b empfangen. Der dritte Empfangsbereich 60c des dritten Ultraschallempfängers 20c und der vierte Empfangsbereich 60d des vierten Ultraschallempfängers 20d sind dagegen entgegen der Vorausrichtung 5 des Fahrzeugs 30 ausgerichtet, sodass sie bei dieser Position des Fahrzeugs relativ zu den Ultraschallsendern 80a und 80 kein Direktempfangssignal der zwei Ultraschallsender 70a und 70b empfangen können. Dargestellt wird

entsprechend eine Situation, in der sich das Fahrzeug entsprechend noch im Fernbereich befindet. Der dritte Ultraschallempfänger 20c und der vierte

Ultraschallempfänger 20d können in dieser Entfernung nur

Ultraschallsignalfolgen mit weiteren Empfangssignalen, welche jeweils einer indirekten Übertragung des Ultraschallsignals an den dritten bzw. vierten

Ultraschallempfänger entsprechen, empfangen. Um eine Lokalisierung des Fahrzeugs 30 für eine induktive Energieübertragung von einer induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug 30 in dem dargestellten Fernbereich zu optimieren, ist ein weiterer fünfter Ultraschallempfänger 40 an der Front des Fahrzeugs 30, z.B. dem Stoßfänger, angeordnet. Der dem fünften Ultraschallempfänger 40 zugeordnete fünfte Empfangsbereich 60e ist in

Vorausrichtung 5 des Fahrzeugs ausgerichtet, sodass er eine

Ultraschallsignalfolge mit einem fünften Direktempfangssignal 90c des

Ultraschallsenders 70a empfangen kann.

An dem Fahrzeug 30 ist in dieser ersten Ausführungsform der Vorrichtung eine Recheneinheit 25 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, innerhalb der

Ultraschallsignalfolgen die frühsten empfangenen Direktempfangssignale zu ermitteln und abhängig von den ermittelten Direktempfangssignalen, eine Position des Fahrzeugs 30 relativ zu der Primärspule 50b der induktiven

Ladeeinrichtung zu ermitteln.

Des Weiteren ist an dem Fahrzeug 30 ein erster GPS-Sender 34 und an der Primärspule 50b ein zweiter GPS-Sender 35 angeordnet. Die ausgesendeten GPS-Signale werden von der Recheneinheit 25 empfangen und miteinander verglichen, sodass vorgesehen sein kann, dass die zwei Ultraschallsender 70a und 70b erst in Abhängigkeit eines möglichen Empfangsradius der

Ultraschallempfänger beginnen die Ultraschallsignale zu senden. Typischerweise können Ultraschallempfänger ab einer Entfernung von 5-10 Meter sinnvoll Ultraschallsignale empfangen.

Zur Bestimmung der Distanz zwischen Fahrzeug und Primärspule kann alternativ am Fahrzeug auch eine RFID-Spule angeordnet sein, die von einer, an der Primärspule angeordneten Sende- und Empfangseinheit decodiert wird. Eine andere Möglichkeit hierzu besteht auch aus einem, am Fahrzeug angeordneten Ultraschallsender, der einen Code aussendet, welcher wiederum von wenigstens einem an der Primärspule angeordneten Ultraschallempfänger empfangen und decodiert wird.

Figur lb zeigt im Unterschied zu Figur la eine Situation, bei der sich das

Fahrzeug 30 im Nahbereich befindet und über der Primärspule 50bso positioniert ist, dass Primärspule 50b, sowie Sekundärspule 50a übereinander angeordnet sind. In der dargestellten Position des Fahrzeugs 30 kann es zu einer

bestmöglichen Energieübertragung von der induktiven Ladeeinrichtung an das Fahrzeug 30 kommen. In diesem Nahbereich der Sekundärspule 50a und Primärspule 50b empfangen wie schon auf Figur la der erste Ultraschallempfänger 20a und der zweite Ultraschallempfänger 20b Direktempfangssignale 100a und 100b von dem Ultraschallsender 70a. Unterschied ist hierbei, dass nun auch der dritte

Ultraschallempfänger 20c eine Ultraschallsignalfolge mit einem dritten

Direktempfangssignal 100c und der vierte Ultraschallempfänger 20d eine vierte

Ultraschallsignalfolge mit einem vierten Direktempfangssignal lOOd empfängt. Diese beiden Direktsignale werden jeweils von dem Ultraschallsender 70b übertragen. Figur 2 zeigt beispielhaft eine erste Ultraschallsignalfolge 250 in einem zeitlich festgelegten ersten Messfenster 255. Auf der Y-Achse 200 des dargestellten Diagramms kann z.B. die Amplitude und auf der X-Achse 210 die Zeit aufgetragen sein. Der wenigstens eine Ultraschallsender sendet das erste Ultraschallsignal hierbei in zeitlich festgelegten Sendefenstern, wobei hierbei auf ein erstes Sendefenster 240a noch ein weiteres zweites Sendefenster 240b folgt. Der zeitliche Abstand der Sendefenster zueinander und die zeitliche Länge eines Sendefensters sind hierbei von der Pulswiederholungsfrequenz des Ultraschallsenders abhängig.

Das zeitlich festgelegte erste Messfenster 255 des ersten Ultraschallempfängers, in dem die erste Ultraschallsignalfolge 250 empfangen wird, ist in diesem Fall so gewählt, dass das erste Messfenster 255 annährend doppelt so lang ist wie ein Sendefenster 240a oder 240b.

Die dargestellte erste Ultraschallsignalfolge 250 umfasst zwei erste

Direktempfangssignale 230a und 230b, wobei diese jeweils einem anderen Sendefenster 240a oder 240b des Ultraschallsenders zugeordnet sind. Das Direktempfangssignal 230a kennzeichnet hierbei das zeitlich frühste erste Direktempfangssignal. Weiterhin umfasst die erste Ultraschallsignalfolge 250 weitere Empfangssignale 220, die Echos aufgrund von Mehrwegeausbreitung und Reflexion am Fahrzeug repräsentierten. Die Direktempfangssignale 230a und 230b unterscheiden sich von den weiteren Empfangssignalen über die Größe der Amplitude, denn die Direktempfangssignale 230a und 230b besitzen jeweils die größte Amplitude. Ist die Pulswiederholungsfrequenz des einen Ultraschallsenders langsam genug, kann weiterhin davon ausgegangen werden, dass in einem Sendefenster nur ein Direktläufer empfangen wird und dieser zeitlich zuerst innerhalb des Sendefensters erfasst wird

Figur 3 zeigt beispielhaft eine Anordnung von drei Ultraschallempfängern 300a, 300b und 300c, um in Abhängigkeit von Laufzeitunterschieden der ermittelten Direktempfangssignale die Position der Ultraschallempfänger 300a, 300b und 300c relativ zu einem Ultraschallsender 330 zu bestimmen.

Die Pfeile 310a, 310b und 310c kennzeichnen auf der Figur 3 die gemessenen Empfangszeiten der ermittelten Direktempfangssignale. In diesem Fall sind die Ultraschallempfänger in dazu ausgebildet, die jeweiligen Ultraschallsignalfolgen in jeweils zueinander synchronisierten, zeitlich festgelegten Messfenstern zu empfangen. Aufgrund der Desynchronisation von Ultraschallsender und

Ultraschallempfänger kennzeichnen die Pfeile nicht die Laufzeiten von

Ultraschallsender zu Ultraschallempfänger, sondern lediglich die Zeiten, zu der die Signale von den Ultraschallempfängern empfangen wurden. Das einzige, was entsprechend ermittelt werden kann, sind die Differenzlaufzeiten zwischen den Empfängern. Die erste Hyperbel 330 kennzeichnet alle Punkte, für die der Betrag der Differenz der Abstände zu dem ersten Ultraschallempfänger 300a und dem zweiten Ultraschallempfänger 300b als Brennpunkte der ersten Hyperbel 330 gleich sind. Die zweite Hyperbel 320 kennzeichnet alle Punkte, für die der Betrag der Differenz der Abstände zu dem zweiten Ultraschallempfänger 300b und dem dritten Ultraschallempfänger 300c als Brennpunkte der zweiten Hyperbel 320 gleich sind. Der Schnittpunkt 335 der ersten Hyperbel 330 und der zweiten Hyperbel 330 kennzeichnet eindeutig den Standort des Ultraschallsenders relativ zu den Ultraschallempfängern. Vorstellbar wäre noch die Hinzunahme eines weiteren vierten Ultraschallempfängers, um die Redundanz des Systems zu erhöhen. Der vierte Ultraschallempfänger könnte hierbei beispielsweise so angeordnet sein, dass alle Ultraschallempfänger in einem Rechteck angeordnet sind. Figur 4 zeigt einen Verfahrensablauf zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung an das Fahrzeug. Hierbei wird in einem

Verfahrensschritt 400 ein erstes Ultraschallsignal ausgesendet. In einem auf den Verfahrensschritt 400 folgenden Verfahrensschritt 410 wird überprüft, ob wenigstens eine erste Ultraschallsignalfolge mit wenigstens einem ersten Direktempfangssignal und weiteren Empfangssignalen, eine zweite

Ultraschallsignalfolge mit wenigstens einem zweiten Direktempfangssignal und weiteren Empfangssignalen und eine dritte Ultraschallsignalfolge mit wenigstens einem dritten Direktempfangssignal und weiteren Empfangssignalen empfangen wurde. Die Ultraschallsignalfolgen können hierbei gleichzeitig, aber auch hintereinander in einer beliebigen Reihenfolge empfangen werden. Werden die erste, zweite und dritte Ultraschallsignalfolge empfangen, ist dies ein Hinweis darauf, dass sich das Fahrzeug im Nahbereich befindet und in einem auf den Verfahrensschritt 410 folgenden Verfahrensschritt 430 wird das frühste, erste Direktempfangssignal innerhalb der ersten Ultraschallsignalfolge, das frühste zweite Direktempfangssignals innerhalb der zweiten Ultraschallsignalfolge und das frühste dritte Direktempfangssignals innerhalb der dritten

Ultraschallsignalfolge ermittelt. Die frühsten Direktempfangssignale können hierbei gleichzeitig, aber auch hintereinander in einer belieben Reihenfolge ermittelt werden. In einem auf den Verfahrensschritt 430 folgenden

Verfahrensschritt 500 wird anschließend die Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung in Abhängigkeit der ermittelten Direktempfangssignale bestimmt.

Optional können zu Beginn des Verfahrens in einem Verfahrensschritt 380 Standort-Signale des Fahrzeugs von der Primärspule der induktiven

Ladeeinrichtung empfangen werden. Diese werden in einem auf den

Verfahrensschritt 380 folgenden Verfahrensschritt 390 miteinander verglichen. Falls dabei festgestellt wird, dass sich der erste Ultraschallempfänger und/oder zweite Ultraschallempfänger und/oder dritte Ultraschallempfänger in einem möglichen Empfangsbereich des ausgesendeten ersten Ultraschallsignals befindet, beginnt der Ultraschallsender in dem Verfahrensschritt 400 damit, Ultraschallsignale auszusenden. Falls festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug dafür noch zu weit entfernt von der Primärspule befindet, wird das Verfahren beendet oder alternativ von vorne gestartet. Optional können weiterhin in einem auf den Verfahrensschritt 410 folgenden Verfahrensschritt 420 weitere Ultraschallsignalfolgen empfangen werden. Diese z.B. vierte Ultraschallsignalfolge enthält wenigstens ein viertes und weitere Empfangssignalen. Das frühste vierte Direktempfangssignal würde dann wieder in dem folgenden Verfahrensschritt 440 ermittelt werden.

Optional kann das Verfahren das Verfahren auch zum Lokalisieren des

Fahrzeugs im Fernbereich verwendet werden. Wird im Verfahrensschritt 410 festgestellt, dass keine dritte Ultraschallsignalfolge mittels des dritten

Ultraschallempfängers empfangen werden kann, wird im auf den

Verfahrensschritt 410 folgenden Verfahrensschritt 460 geprüft, ob anstatt dessen eine fünfte Ultraschallsignalfolge mittels eines fünften Ultraschallempfängers empfangen wird. Wird die fünfte Ultraschallsignalfolge empfangen, so wird im auf den Verfahrensschritt 460 folgenden Verfahrensschritt 480 innerhalb der fünften Ultraschallsignalfolge das fünfte Direktempfangssignal ermittelt. Außerdem wird das frühste, erste Direktempfangssignal innerhalb der ersten

Ultraschallsignalfolge und das frühste zweite Direktempfangssignals innerhalb der zweiten Ultraschallsignalfolge. Darauf folgend wird in Verfahrensschritt 500 die Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven

Ladeeinrichtung in Abhängigkeit des ermittelten ersten, zweiten und dritten Direktempfangssignals ermittelt. Falls in Verfahrensschritt 460 festgestellt wird, dass keine fünfte Ultraschallsignalfolge mittels des fünften Ultraschallempfängers empfangen werden kann, werden im folgenden Verfahrensschritt 490 die Amplituden der ermittelten frühsten ersten und zweiten Direktempfangssignale mit einer zugehörigen Referenz-Amplitude verglichen. Hierbei wird ausgenutzt, dass die Amplitude eines empfangenen Direktempfangssignals über die

Entfernung des Senders zu dem Empfänger abnimmt. Als Referenz-Amplitude kann hierbei beispielsweise die Amplitude verwendet werden, welche das Direktempfangssignalbesitzt, wenn Primärspule und Sekundärspule

übereinander positioniert sind. In Abhängigkeit des Amplitudenvergleichs wird in dem, auf den Verfahrensschritt 490 folgenden Verfahrensschritt 500, die Position des Fahrzeugs ermittelt.

Optional kann weiterhin in einem auf den Verfahrensschritt 500 folgenden Verfahrensschritt 510, die Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule dem Fahrer des Fahrzeugs z.B. auf einem Bildschirm angezeigt werden. Des Weiteren kann optional in einem auf den Verfahrensschritt 510 folgenden Verfahrensschritt 520 der Quer- und/oder Längsantrieb des Fahrzeugs abhängig von der ermittelten Position des Fahrzeugs relativ zu der Primärspule der induktiven Ladeeinrichtung mittels der Recheneinheit gesteuert werden.