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Title:
SYSTEM FOR INDUCTIVE ENERGY TRANSFER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/038064
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a system (1) for inductive energy transfer, which system has at least one stationary induction charging device (2, 2a) and at least one mobile induction charging device (2, 2b), which induction charging devices interact during a charging operation for inductive energy transfer. A positioning device (4) generates, in one of the induction charging devices (2, 2a), at least two transmission signals (5, 5a, 5b) with different frequencies, which are received at the other induction charging device (2, 2b) as a superimposed reception signal. The positioning device (4) determines an associated amplitude from the reception signal for the respectively received transmission signal (5, 5a, 5b). This leads to simplified determination of the relative position with reduced complexity of hardware and reduced costs, The invention also relates to a computer program product for determining the amplitudes.

Inventors:
BÖTTIGHEIMER MIKE (DE)
DEISCHL DANIEL (DE)
WALTER RUDOLF (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/072483
Publication Date:
February 22, 2024
Filing Date:
August 15, 2023
Export Citation:
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Assignee:
MAHLE INT GMBH (DE)
International Classes:
B60L53/12; B60L53/122; B60L53/126; B60L53/36; B60L53/38; B60L53/39; G01D5/20; H01F38/14; H02J7/02; H02J50/12; H02J50/90; H04B5/00
Domestic Patent References:
WO2016014294A12016-01-28
Foreign References:
US20160380487A12016-12-29
US20210328626A12021-10-21
DE102018209660A12019-12-19
DE102018202957A12019-08-29
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Claims:
Ansprüche System (1 ) zur induktiven Energieübertragung mit zumindest einer stationären Induktionsladevorrichtung (2, 2a) und zumindest einer mobilen Induktionsladevorrichtung (2, 2b), insbesondere zumindest eines Kraftfahrzeugs (101 ),

- wobei die jeweilige stationäre Induktionsladevorrichtung (2, 2a) eine stationäre Energiespule (3, 3a) und die jeweilige mobile Induktionsladevorrichtung (2, 2b) eine mobile Energiespule (3, 3b) aufweist,

- wobei die jeweilige stationäre Induktionsladevorrichtung (2, 2a) in einem Ladebetrieb mit einem der zumindest einen mobilen Induktionsladevorrichtungen (2, 2b) zusammenwirkt, um mittels den Energiespulen (3) induktiv Energie zu übertragen,

- mit einer Positioniervorrichtung (4) zur Erkennung der relativen Position der im Ladebetrieb zugehörigen Energiespulen (3) zueinander,

- wobei die Positioniervorrichtung (4) in einer der im Ladebetrieb zugehörigen Induktionsladevorrichtungen (2) eine Sendeeinrichtung (9) und in der anderen Induktionsladevorrichtung (2) eine Empfangseinrichtung (10) aufweist,

- wobei die Sendeeinrichtung (9) zumindest zwei Sender (6) aufweist und die Sender (6) im Betrieb gleichzeitig jeweils ein Sendesignal (5) mit einer zugehörigen vorgegebenen Frequenz ausgeben und die Frequenzen der Sender (6) unterschiedlich sind,

- wobei die Empfangseinrichtung (10) einen Empfänger (7) aufweist, welcher derart ausgestaltet ist, dass der Empfänger (7) eine Überlagerung aller empfangen Sendesignale (5) als zeitabhängiges Empfangssignal (11 ) ausgibt, - wobei die Positioniervorrichtung (4) derart ausgestaltet ist, dass sie aus dem Empfangssignal (11 ) für das jeweilige empfangene Sendesignal (5) eine zugehörige Amplitude ermittelt,

- wobei die Positioniervorrichtung (4) derart ausgestaltet ist, dass sie aus den ermittelten Amplituden eine Positionsinformation erzeugt, welche eine relative Position der Energiespulen (3) zueinander repräsentiert. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniervorrichtung (4) derart ausgestaltet ist, dass sie das Empfangssignal (11) mittels IQ-Demodulation demoduliert und somit aus dem Empfangssignal (11 ) für das jeweilige empfangene Sendesignal (5) zumindest einen zugehörigen I-Wert und zumindest einen zugehörigen Q- Wert und aus den Werten eine zugehörige Amplitude ermittelt. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniervorrichtung (4) derart ausgestaltet ist, dass sie aus dem Empfangssignal (11 ) mittels Fourier-Transformation, insbesondere mittels Schnelle-Fourier-Transformation, für das jeweilige empfangene Sendesignal (5) eine zugehörige Amplitude ermittelt. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniervorrichtung (4) derart ausgestaltet ist, dass sie aus dem Empfangssignal (11) mittels eines Filters mit endlicher Impulsantwort, insbesondere mittels abschnittsweiser Korrelation und/oder mittels Faltung, für das jeweilige empfangene Sendesignal (5) eine zugehörige Amplitude ermittelt. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (10) derart ausgestaltet ist, dass sie das Empfangssignal (11) nacheinander mit Abtastraten abtastet, welche einer vielfachen Ganzen der Frequenz des jeweiligen Sendesignals (5) entsprechen, und mittels den abgetasteten Werten die dem jeweiligen Sendesignal (5) zugehörige Amplitude ermittelt. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (10) derart ausgestaltet ist, dass sie das Empfangssignal (11) nacheinander mit Abtastraten abtastet, welche der vierfachen der Frequenz des jeweiligen Sendesignals (5) entsprechen. System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (10) zum Abtasten des Empfangssignals (11 ) und zur Ermittlung der jeweiligen Amplitude einen dem Empfänger (7) nachgeschalteten Analog-Digital-Wandler (13) und einen mit dem Analog- Digital-Wandler (13) datenübertragend verbundenen digitalen Signalprozessor (14) aufweist, wobei die Empfangseinrichtung (10) derart ausgestaltet ist,

- dass der digitale Signalprozessor (14) den Analog-Digital-Wandler (13) nacheinander auf die Abtastraten einstellt und der Analog-Digital-Wandler (13) die abgetasteten Werte dem digitalen Signalprozessor (14) übermittelt,

- dass der digitale Signalprozessor (14) aus den abgetasteten Werten nacheinander die den Sendesignalen (5) zugehörigen Amplituden ermittelt. System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (10) derart ausgestaltet ist, dass sie aus zwei um 180° versetzten Werten zumindest einer der Abtastraten einen Versatz des Empfangssignals (11) ermittelt und bei der Ermittlung der Amplituden (A) berücksichtigt. System nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (10) zwei dem Empfänger (7) nachgeschaltete Mischer (18) und einen den Mischern (18) nachgeschalteten Analog-Digital- Wandler (13) sowie einen mit den Mischern (18) verbundenen Lokaloszillator (19) und einen Mikrokontroller (20) aufweist, welcher mit dem Analog-Digital- Wandler (13) und mit dem Lokaloszillator (19) verbunden ist, wobei die Empfangseinrichtung (10) derart ausgestaltet ist, dass

- das Empfangssignal (11 ) den Mischern (18) übermittelt wird,

- der Mikrokontroller (20) mittels des Lokaloszillators (19) nacheinander die dem jeweiligen Sendesignal (5) zugehörige Frequenz an den Mischern (18) einstellt, derart, dass die Mischer (18) das Empfangssignal (11 ) um 90° zueinander versetzt mischen und dem Analog-Digital-Wandler (13) bereitstellen,

- der Analog-Digital-Wandler (13) das umgewandelte Signal dem Mikrokontroller (20) bereitstellt und der Mikrokontroller (20) aus dem umgewandelten Signal nacheinander die den Sendesignalen (5) zugehörigen Amplituden ermittelt. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem jeweiligen Mischer (18) und dem Analog-Digital-Wandler (13) ein Tiefpassfilter (21 ) angeordnet ist. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (7) zwei zueinander versetzt gewickelte Empfangsspulen (8) aufweist, welche die Sendesignale (5) empfangen und das Empfangssignal (11 ) ausgeben. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (10) einen einzigen Empfänger (7) aufweist. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Frequenz des jeweiligen Senders (6) zwischen 110 kHz und 148,5 kHz liegt. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,

- dass im Ladebetrieb die Energiespulen (3) in einer ersten Richtung (R1 ) zueinander beabstandet und gegenüberliegend angeordnet sind,

- dass die Sendeeinrichtung (9) zumindest zwei zueinander quer zur ersten Richtung (R1) beabstandete Nah-Sender (5, 23) aufweist, welche im Betrieb ein magnetisches Feld mit einer Hauptachse entlang der ersten Richtung (R1) als Sendesignal (5) erzeugen. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige stationäre Induktionsladevorrichtung (2, 2a) eine solche Sendeeinrichtung (9) und jeweilige stationäre Induktionsladevorrichtung (2, 2b) eine solche Empfangseinrichtung (10) aufweist. Computerprogrammprodukt, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts durch eine Positioniervorrichtung (4) eines Systems (1 ) nach einem der vorgehenden Ansprüche die Positioniervorrichtung (4) veranlassen, die Amplituden zu ermitteln und die Positionsinformation zu erzeugen.

Description:
System zur induktiven Energieübertragung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur induktiven Energieübertragung, das zumindest eine stationäre und zumindest eine mobile Induktionsladevorrichtung umfasst, wobei eine Positioniervorrichtung die relative Position der zur induktiven Energieübertragung induktiv zusammenwirkenden Induktionsladevorrichtungen zueinander ermittelt. Die Erfindung betrifft zudem ein Computerprogrammprodukt für das System.

Zur induktiven Energieübertragung wirken üblicherweise eine stationäre Induktionsladevorrichtung und eine mobile Induktionsladevorrichtung in einem System induktiv zusammen. Die mobile Induktionsladevorrichtung ist üblicherweise in einer zugehörigen mobilen Anwendung, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, angeordnet, um eine induktive Energieübertragung zwischen der mobilen Anwendung und der stationären Induktionsladevorrichtung zu ermöglichen. Zur Energieübertragung weist die jeweilige Induktionsladevorrichtung eine Energiespule auf, wobei die Energiespulen in einem Ladebetrieb zur induktiven Energieübertragung miteinander koppeln. Hierzu ist eine entsprechende Positionierung der Energiespulen zueinander erforderlich. Eine erhöhte Effizienz der Energieübertragung lässt sich mit genauerer Positionierung der Energiespulen zueinander erreichen.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, für ein System der eingangs genannten Art sowie für ein Computerprogrammprodukt für das System ein verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die vorliegende Erfindung beruht demnach auf dem Grundgedanken, in einem System zur induktiven Energieübertragung zur Ermittlung der relativen Position von zugehörigen Energiespulen Signale unterschiedlicher Frequenz einzusetzen, wobei die Überlagerung dieser Signale empfangen und aus der Überlagerung für das jeweilige empfangene Signal eine zugehörige Amplitude zwecks Ermittlung der relativen Position der Energiespulen zueinander ermittelt wird. Der Einsatz von zumindest zwei Signalen mit einer jeweils zugehörigen Frequenz erlaubt eine genauere Ermittlung der relativen Position. Zugleich führt die Verarbeitung der Überlagerung der Signale zur Ermittlung der Amplituden zu einer einfachen Umsetzung eines Empfängers der Signale, wobei dennoch eine zuverlässige und genaue Ermittlung der zur Bestimmung der relativen Position relevanten Amplituden der Signale gegeben ist.

Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist das System zumindest eine stationäre Induktionsladevorrichtung und zumindest eine mobile Induktionsladevorrichtung auf. Die jeweilige mobile Induktionsladevorrichtung ist in einer zugehörigen mobilen Anwendung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, angeordnet. Die jeweilige Induktionsladevorrichtung weist zur induktiven Energieübertragung eine Spule auf, welche nachfolgend auch als Energiespule bezeichnet wird. Das heißt, dass die jeweilige stationäre Induktionsladevorrichtung eine stationäre Energiespule und die jeweilige mobile Induktionsladevorrichtung eine mobile Energiespule aufweist. Die jeweilige stationäre Induktionsladevorrichtung wirkt in einem Ladebetrieb mit einem der zumindest einen mobilen Induktionsladevorrichtungen zusammen, um mittels den Energiespulen induktiv Energie zu übertragen. Eine Positioniervorrichtung des Systems dient der Erkennung der relativen Position der im Ladebetrieb zugehörigen Energiespulen zueinander. Die Positioniervorrichtung weist in einer der im Ladebetrieb zugehörigen Induktionsladevorrichtungen eine Sendeeinrichtung und in der anderen Induktionsladevorrichtung eine Empfangseinrichtung auf. Die Sendeeinrichtung weist zumindest zwei Sender auf. Der jeweilige Sender gibt im Betrieb ein Signal mit einer zugehörigen, vorgegebenen und somit bekannten Frequenz aus, wobei die Frequenzen der Sener unterschiedlich sind. Das heißt, dass die Sender im Betrieb gleichzeitig jeweils ein Sendesignal mit einer zugehörigen vorgegebenen Frequenz ausgeben. Die Empfangseinrichtung weist einen Empfänger zum Empfangen der Sendesignale auf. Der Empfänger ist derart ausgestaltet, dass der Empfänger eine Überlagerung aller empfangen Sendesignale als zeitabhängiges Signal ausgibt. Dieses Signal wird nachfolgend auch als Empfangssignal bezeichnet. Die Positioniervorrichtung ist zudem derart ausgestaltet, dass sie das Empfangssignal aus dem Empfangssignal für das jeweilige empfangene Sendesignal eine zugehörige Amplitude ermittelt. Zudem ist die Positioniervorrichtung derart ausgestaltet, dass sie aus den ermittelten Amplituden eine Positionsinformation erzeugt, welche eine relative Position der Energiespulen zueinander repräsentiert.

Die Positionsinformation wird vorteilhaft einer Assistenzeinrichtung, insbesondere einer Fahrassistenzeinrichtung, zur Verfügung gestellt, um eine relative Bewegung der mobilen Induktionsladevorrichtung, insbesondere der mobilen Anwendung, zur stationären Induktionsladevorrichtung zu erreichen, welche zu einer Optimierung in der induktiven Energieübertragung und somit zu einer optimalen Positionierung der Energiespulen zueinander führt. Dies kann beispielsweise über eine Mensch- Maschine-Schnittstelle, auch unter der englischen Abkürzung "HMI" geläufig, erfolgen, um einem Führer der mobilen Anwendung, insbesondere einem Fahrzeugführer, entsprechende Empfehlungen zu übermitteln. Alternativ oder zusätzlich kann die Assistenzeinrichtung die mobile Anwendung auf unter Berücksichtigung der Positionsinformation zumindest teilautonom bewegen, insbesondere fahren.

Im Ladebetrieb sind die induktiv zusammenwirkenden Energiespulen in einer Richtung gegenüberliegend und zueinander beabstandet angeordnet, welche nachfolgend auch als erste Richtung bezeichnet wird. Die erste Richtung entspricht bei einem Kraftfahrzeug als mobile Anwendung der Z-Richtung des Kraftfahrzeugs.

Das System kann eine einzige stationäre Induktionsladevorrichtung aufweisen.

Das System kann auch zwei oder mehr stationäre Induktionsladevorrichtung aufweisen. Beispielsweise kann das System für zumindest zwei unterschiedliche Parkflächen eines Parkplatzes, beispielsweise in einem Parkhaus, jeweils eine zugehörige stationäre Induktionsladevorrichtung aufweisen.

Das System kann eine einzige mobile Induktionsladevorrichtung aufweisen.

Das System kann auch zwei oder mehr mobile Induktionsladevorrichtung aufweisen. In diesem Fall ist die jeweilige mobile Induktionsladevorrichtung vorteilhaft Bestandteil einer zugehörigen mobilen Anwendung. Das heißt beispielsweise, dass das System zumindest zwei mobile Induktionsladevorrichtungen aufweisen kann, wobei die jeweilige mobile Induktionsladevorrichtung Bestandteil eines zugehörigen Kraftfahrzeugs ist.

Die jeweilige stationäre Induktionsladevorrichtung ist in der Lage, mit der jeweiligen zumindest einen mobilen Induktionsladevorrichtung zur induktiven Energieübertragung induktiv zusammenzuwirkenden. Das heißt, dass die jeweilige stationäre Induktionsladevorrichtung in einem Ladebetrieb zur induktiven Energieübertragung mit einer der zumindest einen mobilen Induktionsladevorrichtungen induktiv zusammenwirkt.

Im Ladebetrieb wirkt eine der Energiespulen als Primärspule und die andere Energiespule als Sekundärspule. Es ist also auch eine bidirektionale, induktive Energieübertragung möglich. Die Positionsinformation dient vorteilhaft dem Zweck, eine verbesserte und vereinfachte Positionierung der Energiespulen zueinander quer zur ersten Richtung, insbesondere mittels der Assistenzeinrichtung, zu erreichen. Das heißt, dass mit der Positionsinformation eine verbesserte und vereinfachte Positionierung der Energiespulen zueinander in einer quer zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung und einer quer zur ersten Richtung und quer zur zweiten Richtung verlaufenden dritten Richtung erfolgt. Bei einem Kraftfahrzeug als mobile Anwendung entsprechen die zweite Richtung und die dritte Richtung der X-Richtung und der Y-Richtung des Kraftfahrzeugs.

Das Empfangssignal entspricht, wie vorstehend erläutert, der Überlagerung aller empfangenen Sendesignale. Das Empfangssignal ist dabei zeitabhängig, kann sich also zeitabhängig ändern.

Die Positioniervorrichtung kann aus dem Empfangssignal die den empfangenen Signalen zugehörige Amplituden auf beliebige Art, das heißt insbesondere mittels beliebiger Verfahren/Methoden, ermitteln.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die Positioniervorrichtung derart ausgestaltet, dass sie das Empfangssignal mittels IQ-Demodulation demoduliert und somit aus dem Empfangssignal für das jeweilige empfangene Sendesignal eine zugehörige Amplitude ermittelt.

Bei der IQ-Demodulation wird aus dem Empfangssignal für die jeweilige Frequenz und somit für das jeweilige Sendesignal zumindest ein sogenannter l-Wert und zumindest ein sogenannter Q-Wert extrahiert. Für die Amplitude A des jeweiligen Sendesignals gilt dabei:

^ = V(/ 2 + Q 2 ) . Alternativ oder zusätzlich kann die Positioniervorrichtung derart ausgestaltet sein, dass sie aus dem Empfangssignal mittels Fourier-Transformation für das jeweilige empfangene Sendesignal eine zugehörige Amplitude ermittelt. Bevorzugt erfolgt dies mittels Schnelle-Fourier-Transformation, auch unter der englischen Bezeichnung „Fast-Fourier-Transformation“ und der Abkürzung „FFT“ geläufig.

Die Positioniervorrichtung kann alternativ oder zusätzlich derart ausgestaltet sein, dass sie aus dem Empfangssignal mittels eines Filters mit endlicher Impulsantwort für das jeweilige empfangene Sendesignal eine zugehörige Amplitude ermittelt. Der Filter mit endlicher Impulsantwort ist auch unter der englischen Bezeichnung „Finite Impulse Response Filter“ und der Abkürzung „FIR“ geläufig.

Beim Einsatz des Filters mit endlicher Impulsantwort kommt bevorzugt eine abschnittsweise Korrelation und/oder Faltung zum Einsatz. Das heißt, dass die Positioniervorrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie aus dem Empfangssignal mittels abschnittsweiser Korrelation und/oder mittels Faltung für das jeweilige empfangene Sendesignal eine zugehörige Amplitude ermittelt.

Vorteilhaft wird beim Filter mit endlicher Impulsantwort ein Rechteckfenster angewendet, das dem Frequenzspektrum des gesuchten Frequenzbereichs, insbesondere der IQ-Demodulation, entspricht. Entsprechend ist die Positioniervorrichtung ausgestaltet.

Bevorzugt wird beim Filter mit endlicher Impulsantwort ein Cosinus-Roloff-Fenster angewendet werden. Entsprechend ist die Positioniervorrichtung ausgestaltet.

Dies hat den Vorteil, dass Nebenkeulen im Frequenzspektrum, insbesondere bei der IQ-Demodulation, abgeschwächt sind und somit eine deutliche Reduzierung der Störempfindlichkeit erreicht ist. Im Folgenden wird hauptsächlich auf die IQ-Demodulation eingegangen. Es ist aber klar, dass die Erläuterungen und insbesondere die beschriebenen Komponenten entsprechend auf andere Umsetzungen zur Ermittlung der Amplituden anwendbar sind.

Vorteilhaft tastet die Empfangseinrichtung das Empfangssignal mit den Frequenzen der Sendesignale angepassten Abtastraten ab. Das heißt, dass die Empfangseinrichtung vorteilhaft derart ausgestaltet ist, dass sie das Empfangssignal nacheinander mit Abtastraten abtastet, welche einer vielfachen Ganzen der Frequenz des jeweiligen Sendesignals entsprechen. Dabei wird mittels den abgetasteten Werten die dem jeweiligen Sendesignal zugehörige Amplitude ermittelt. Das Empfangssignal wird also mit einer vielfachen Ganzen der Frequenz eines der Sendesignale abgetastet und anhand der somit ermittelten Werte die dem Sendesignal zugehörige Amplitude ermittelt. Anschließend wird das Empfangssignal mit einer vielfachen Ganzen der Frequenz eines anderen der Sendesignale abgetastet und anhand der somit ermittelten Werte die dem Sendesignal zugehörige Amplitude ermittelt usw. Somit kommt es zu einer genauen Ermittlung der l-Werte und der Q-Werte und folglich einer genauen Ermittlung der Amplituden.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die Empfangseinrichtung derart ausgestaltet, dass sie das Empfangssignal nacheinander mit Abtastraten abtastet, welche der vierfachen der Frequenz des jeweiligen Sendesignals entsprechen. Die Abtastrate für das jeweilige Sendesignal entspricht also dem vierfachen der Frequenz des Sendesignals. Somit werden bei der IQ-Demodulation zwei l-Werte und zwei Q-Werte, beispielsweise I bei 0°, Q bei 90°, -I bei 180° und -Q bei 270°, ermittelt. Insbesondere ist auf diese Weise keine Kenntnis der Phase des Empfangssignals erforderlich. Dies führt zu einer einfachen, und ressourcenschonenden Ermittlung der Amplituden und somit zu einer einfachen und ressourcenschonenden Ermittlung der Positionsinformation.

Bevorzugt werden für die jeweilige Abtastrate und somit für das jeweilige Sendesignal mehrere l-Werte und Q-Werte, insbesondere mehrere hundert I- Werte und Q-Werte, ermittelt und diese gemittelt. Mittels den Mittlungen werden dabei die Amplituden ermittelt. Entsprechend ist die Positioniervorrichtung ausgestaltet. Dies führt neben der einfachen und ressourcenschonenden

Ermittlung der Amplituden zu einer Erhöhung der Trennschärfe und somit zu einer zuverlässigen Ermittlung der Positionsinformation.

Vorstellbar ist es auch, das Empfangssignal mit einer sogenannten „Undersampling“ abzutasten. Dabei entspricht der Abstandabstand t von I, Q, -I und -Q für eine gegebene Frequenz weiterhin dem vielfachen, insbesondere vierfachen, der Frequenz. Der zeitliche Abstand zwischen zwei I-Werten bzw. Q- Werten kann aber einem vielfachen der Periodendauer der Frequenz entsprechen. Ebenso können I, Q, -I und -Q versetzt abgetastet werden. Beispielsweise kann für den Abstand t zwischen den Abtastzeitpunkten für I und Q gelten: t_Q_n = t_l_n + 360° + 90°.

Bei bevorzugten Ausführungsformen weist die Empfangseinrichtung zum Abtasten des Empfangssignals und/oder zur Ermittlung der jeweiligen Amplitude einen dem Empfänger nachgeschalteten Analog-Digital-Wandler, auch unter der englischen Abkürzung "ADC" geläufig, und einen mit dem Analog-Digital-Wandler datenübertragend verbundenen Mikrokontroller, insbesondere einen digitalen Signalprozessor, auch unter der englischen Abkürzung "DSP" geläufig, auf. Dabei stellt der Mikrokontroller, insbesondere der digitale Signalprozessor, den Analog- Digital-Wandler nacheinander auf die Abtastraten ein. Die jeweilige Abtastrate ist also die Taktung des Analog-Digital-Wandlers, welche vom Mikrokontroller, insbesondere vom digitalen Signalprozessor, nacheinander für das jeweilige Sendesignal eingestellt wird. Der Analog-Digital-Wandler übermittelt die abgetasteten Werte, also die l-Werte und die Q-Werte, dem Mikrokontroller, insbesondere dem digitalen Signalprozessor, wobei der Mikrokontroller, insbesondere der digitale Signalprozessor, aus den abgetasteten Werten nacheinander die den Sendesignalen zugehörigen Amplituden ermittelt. Entsprechend ist die Empfangseinrichtung ausgestaltet. Dabei wird die Kenntnis genutzt, dass die Amplitude A für eine bestimmte Frequenz unabhängig von Phasen stets der Quadratwurzel der Quadratsummen des I-Werts und des Q- Werts, also

A = /(J 2 + Q 2 ') entspricht. Somit entfällt, wie vorstehend erläutert, eine Berücksichtigung von Phasen und somit insbesondere auch der Einsatz von Mischern. Demnach werden die Amplituden mit geringerem Hardware-Einsatz und somit auch kostengünstiger bei ausreichend hoher Trennschärfe ermittelt. Dies führt zu einer präzisen Ermittlung der Amplituden und somit der Positionsinformation bei reduzierten Kosten.

Als bevorzugt gelten Ausführungsformen, bei denen die Empfangseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie aus zwei um 180° versetzten Werten zumindest einer der Abtastraten, vorteilhaft der jeweiligen Abtastrate, einen Versatz des Empfangssignals ermittelt und bei der Ermittlung der Amplituden berücksichtigt. Der Versatz, auch unter der englischen Bezeichnung "Offset" geläufig, ist dabei derart zu berücksichtigen, dass das Empfangssignal innerhalb der Betriebsparameter des Analog-Digitalwandlers liegt. Der Versatz wird bei der vorstehenden beschriebenen Ermittlung, beispielsweise von Q und -Q oder I und - 1, in vereinfachter Weise direkt mitbestimmt. Vorteilhaft erfolgt vor der Übermittlung des Empfangssignals an den Analog- Digitalwandler eine Konditionierung des Empfangssignals. Dies kann insbesondere vorstehend erwähnte Berücksichtigung des Versatzes umfassen. Ebenso kann die Konditionierung eine Verstärkung des Empfangssignals umfassen.

Alternativ oder zusätzlich, vorteilhaft alternativ, kann die Empfangseinrichtung zumindest einen Mischer aufweisen, wobei der zumindest eine Mischer das Empfangssignal für die jeweilige Frequenz um 90° versetzt mischt, um entsprechende I-Werte und Q-Werte zu liefern.

Bei bevorzugten Ausführungsformen weist die Empfangseinrichtung zwei dem Empfänger nachgeschaltete Mischer und einen den Mischern nachgeschalteten Analog-Digital-Wandler sowie einen mit den Mischern verbundenen Lokaloszillator und einen Mikrokontroller auf. Der Mikrokontroller ist mit dem Analog-Digital- Wandler und mit dem Lokaloszillator verbunden. Dabei wird das Empfangssignal den Mischern übermittelt. Zuvor kann eine Konditionierung des Empfangssignals erfolgen. Der Mikrokontroller stellt mittels des Lokaloszillators nacheinander die dem jeweiligen Sendesignal zugehörige Frequenz an den Mischern ein, derart, dass die Mischer das Empfangssignal um 90° zueinander versetzt mischen und dem Analog-Digital-Wandler bereitstellen. Der Analog-Digital-Wandler stellt das umgewandelte Signal dem Mikrokontroller bereit, wobei der Mikrokontroller aus dem umgewandelten Signal nacheinander die den Sendesignalen zugehörigen Amplituden ermittelt. Entsprechend ist die Empfangseinrichtung ausgestaltet.

Vorteilhaft ist zwischen dem jeweiligen Mischer und dem Analog-Digital-Wandler ein Tiefpassfilter angeordnet. Alternativ ist es denkbar, für jede Frequenz eine eigene Schaltgruppe aus Mischern und Analog-Digital-Wandler, gegebenenfalls mit Tiefpassfiltern, einzusetzen. Somit können die Amplituden gleichzeitig ermittelt werden.

Der Empfänger kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein.

Der Empfänger weist vorteilhaft zumindest eine Spule zum Empfangen der Sendesignale auf.

Bevorzugt weist der Empfänger zwei zueinander versetzt gewickelte Wicklungen, nachfolgend auch als Empfangsspulen bezeichnet, auf, welche die Sendesignale empfangen und das Empfangssignal ausgeben. Die Empfangsspulen sind insbesondere quer zueinander, also um 90° zueinander versetzt, gewickelt.

Die Empfangseinrichtung weist bevorzugt einen einzigen solchen Empfänger auf. Dies führt zu einer kompakten Ausbildung und kostengünstigen Herstellung der Empfangseinrichtung.

Der jeweilige Sender kann prinzipiell das zugehörige Sendesignal mit einer beliebigen, zugehörigen und vorgegebenen Frequenz erzeugen.

Vorteilhaft erzeugen die Sender das jeweils zugehörige Sendesignal mit einer Frequenz in Kilohertz-Bereich.

Bevorzugt liegt die vorgegebene Frequenz des jeweiligen Senders zwischen 110 kHz und 148,5 kHz.

Vorteilhaft liegen die Frequenzen der Sender um zumindest 0,5 kHz auseinander. Die Sendeeinrichtung weist vorteilhaft zumindest zwei zueinander quer zur ersten Richtung beabstandete Sender zur Ermittlung der relativen Position der Energiespulen zueinander im der stationären Energiespule nahen Bereich auf, welche nachfolgend auch als Nah-Sender bezeichnet werden. Der jeweilige Nah- Sender erzeugt somit im Betrieb ein zugehöriges Sendesignal mit einer zugehörigen, vorgegebenen Frequenz. Das Empfangssignal umfasst hierbei bei entsprechender Positionierung relativ zu den Nah-Sendern die Überlagerung der zumindest beiden Sendesignale.

Der der stationären Energiespule nahe Bereich ist vorteilhaft derjenige Bereich mit einem quer zur ersten Richtung verlaufenden Abstand bis zu 0,5 m zur stationären Induktionsladevorrichtung.

Bevorzugt erzeugt der jeweilige Nah-Sender ein magnetisches Feld mit einer Hauptachse entlang der ersten Richtung als Sendesignal.

Die Sendeeinrichtung weist vorteilhaft einen Sender zur Ermittlung der relativen Position der Energiespulen zueinander im der stationären Energiespule ferneren Bereich auf, welcher nachfolgend auch als Fern-Sender bezeichnet wird. Der Fern-Sender erzeugt somit im Betrieb ein zugehöriges Sendesignal mit einer zugehörigen, vorgegebenen Frequenz.

Der der stationären Energiespule fernere Bereich ist vorteilhaft derjenige Bereich mit einem quer zur ersten Richtung verlaufenden Abstand oberhalb von 0,5 m, insbesondere oberhalb von 1 ,5 m zur stationären Induktionsladevorrichtung.

Bevorzugt erzeugt der Fern-Sender im Betrieb ein magnetisches Feld mit einer Hauptsache geneigt oder quer zur ersten Richtung als Sendesignal. Prinzipiell kann die Sendeeinrichtung in der mobilen Induktionsladevorrichtung und die Empfangseinrichtung in der stationären Induktionsladevorrichtung angeordnet sein. Zweckmäßig weist dabei die jeweilige mobile Induktionsladevorrichtung eine solche Sendeeinrichtung und die jeweilige stationäre Induktionsladevorrichtung eine solche Empfangseinrichtung auf.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die Sendeeinrichtung in der stationären Induktionsladevorrichtung und die Empfangseinrichtung in der mobilen Induktionsladevorrichtung angeordnet. Somit kommt es zu einer geringeren Latenz bei der Ermittlung der Positionsinformation und insbesondere in der Assistenzeinrichtung.

Zweckmäßig weist dabei die jeweilige stationäre Induktionsladevorrichtung eine solche Sendeeinrichtung und die jeweilige mobile Induktionsladevorrichtung eine solche Empfangseinrichtung auf.

Weist das System zwei oder mehr Sendeeinrichtungen, insbesondere zwei oder mehr stationäre Induktionsladevorrichtungen mit jeweils einer Sendeeinrichtung auf, weisen die Fern-Sender benachbarter Sendeeinrichtungen vorzugsweise unterschiedliche, vorgegebenen Frequenzen auf.

Zur Ermittlung der Amplituden und Erzeugung der Positionsinformationen kommt bevorzugt ein Computerprogrammprodukt zum Einsatz.

Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts durch die Positioniervorrichtung die Positioniervorrichtung veranlassen, die Amplituden zu ermitteln und die Positionsinformationen zu erzeugen. Das Computerprogrammprodukt ist auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert. Vorteilhaft ist das Computerprogrammprodukt zumindest in Teilen, vorzugsweise gänzlich, in der Positioniervorrichtung, insbesondere in der Empfangseinrichtung, hinterlegt.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch

Fig. 1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Darstellung eines Systems zur induktiven Energieübertragung in einem Ladebetrieb von zwei Induktionsladevorrichtungen,

Fig. 2 eine vereinfachte Draufsicht auf eine Induktionsladevorrichtung mit einer Sendeeinrichtung einer Positioniervorrichtung des Systems,

Fig. 3 Diagramme mit Sendesignalen von Sendern der Sendeeinrichtung, Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Empfänger einer Empfangseinrichtung der Positioniervorrichtung,

Fig. 5 ein Empfangssignal des Empfängers,

Fig. 6 eine schaltplanartige Darstellung der Empfängervorrichtung,

Fig. 7 eine schaltplanartige Darstellung der Empfängervorrichtung bei einem anderen Ausführungsbeispiel.

Ein in den Figuren 1 bis 7 beispielhaft gezeigtes System 1 dient der induktiven Energieübertragung. Entsprechend Figur 1 weist das System 1 zu diesem Zweck zumindest zwei Induktionsladevorrichtungen 2, nämlich zumindest eine stationäre Induktionsladevorrichtung 2, 2a und zumindest eine mobile Induktionsladevorrichtung 2, 2b, auf. In einem in Figur 1 angedeuteten Ladebetrieb kann die jeweilige stationäre Induktionsladevorrichtung 2, 2a zur induktiven Energieübertragung mit einer der zumindest einen mobilen Induktionsladevorrichtungen 2, 2b induktiv Zusammenwirken. Im Ladebetrieb kann die jeweilige stationäre Induktionsladevorrichtung 2 somit ein Ladepunkt des Systems 1 sein. Zur induktiven Energieübertragung weist die jeweilige Induktionsladevorrichtung 2, wie insbesondere in Figur 1 gezeigt ist, eine Spule 3 auf, welche nachfolgend auch als Energiespulen 3 bezeichnet wird. Somit weist die jeweilige stationäre Induktionsladevorrichtung 2, 2a eine stationäre Energiespule 3, 3a (siehe auch Figur 2) und die jeweilige mobile Induktionsladevorrichtung 2, 2b eine mobile Energiespule 3, 3b auf. Eine der Energiespulen 3 dient im Ladebetrieb als Primärspule, welche ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, das in der anderen, als Sekundärspule dienenden Energiespule 3 eine Spannung zur Energieübertragung induziert. Wie Figur 1 angedeutet, sind im Ladebetrieb die zur induktiven Energieübertragung zusammenwirkenden Induktionsladevorrichtungen 2, insbesondere die Energiespulen 3 der Induktionsladevorrichtungen 2, in einer Richtung R1 zueinander beabstandet und gegenüberliegend angeordnet, welche nachfolgend auch als erste Richtung R1 bezeichnet wird. Diese Induktionsladevorrichtung 2 sowie deren Energiespulen 3 werden nachfolgend auch als "zugehörig" bezeichnet. Die jeweilige mobile Induktionsladevorrichtung 2, 2b ist in einer zugehörigen mobilen Anwendung 100 vorgesehen. In den gezeigten Ausführungsbeispielen handelt es sich bei der Anwendung 100 um ein Kraftfahrzeug 101. Dabei verläuft die erste Richtung R1 entlang, insbesondere parallel, zur Z-Richtung des Kraftfahrzeugs 101. Die erste Richtung R1 entspricht also insbesondere einer Höhenrichtung. Zudem sind im Ladebetrieb, um den Ladebetrieb zu ermöglichen und im Ladebetrieb hohe Wirkungsgrade zu erzielen, die zugehörigen Energiespulen 3 relativ zueinander quer zur ersten Richtung R1 , also in einer quer zur ersten R1 verlaufenden zweiten Richtung R2 und in einer quer zur ersten Richtung R1 und quer zur zweiten Richtung R2 verlaufenden dritten Richtung R3, entsprechend positioniert. Bei dieser Positionierung überdecken sich die zugehörigen Energiespulen 3 vorzugsweise in zweiter Richtung R2 und in dritter Richtung R3 zumindest teilweise. Bei der zweiten Richtung R2 handelt es sich in den gezeigten Ausführungsbeispielen um die Fahrtrichtung der mobilen Anwendung 100 bzw. des Kraftfahrzeugs 101 , also um die X-Richtung des Kraftfahrzeugs 101. Bei der Energieübertragung kann, wie in Figur 1 gezeigt, insbesondere induktiv Energie auf die mobile Induktionsladevorrichtung 2, 2b übertragen werden, um eine Batterie 102 der mobilen Anwendung 100 zu laden. Zu diesem Zweck kann zwischen der mobilen Energiespule 3, 3b und der Batterie 102 ein Gleichrichter 26 vorgesehen sein, welcher die in der mobilen Energiespule 3, 3b induzierte Spannung in eine gleichgerichtete Spannung umwandelt. Der Gleichrichter 26 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft Bestandteil der mobilen Induktionsladevorrichtung 2, 2b. Die induktive Energieübertragung kann auch von der mobilen Induktionsladevorrichtung 2, 2b auf die stationäre Induktionsladevorrichtung 2, 2a, also prinzipiell auch bidirektional, erfolgen. Eine Positioniervorrichtung 4 des Systems 1 dient der Erkennung der relativen Position der im Ladebetrieb zugehörigen Energiespulen 3 und somit Induktionsladevorrichtungen 2 zueinander. Dies kann im Rahmen einer Fahrassistenz eingesetzt werden, um die mobile Anwendung 100, insbesondere das Kraftfahrzeug 101 , entsprechend zur stationären Induktionsladevorrichtung 2, 2a zu positionieren. Zu diesem Zweck erzeugt die Positioniervorrichtung 4 in einer der im Ladebetrieb zusammenwirkenden Induktionsladevorrichtungen 2, also in einer der zugehörigen Induktionsladevorrichtungen 2, zwei Signale 5. Die Signale 5 werden nachfolgend auch als Sendesignale 5 bezeichnet. Die Sendesignale 5 werden in der anderen Induktionsladevorrichtung 2 empfangen. Zu diesem Zweck weist die Positioniervorrichtung 4 in einer der Induktionsladevorrichtungen 2 eine Sendeeinrichtung 9 und in der anderen Induktionsladevorrichtung 2 eine Empfangseinrichtung 10 auf. Mittels der Sendeeinrichtung 9 werden die Sendesignale 5 erzeugt und mittels der Empfangseinrichtung 10 empfangen. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Sendeeinrichtung 9 Bestandteil der stationären Induktionsladevorrichtung 2, 2a und die Empfangseinrichtung 10 Bestandteil der mobilen Induktionsladevorrichtung 2, 2b. Die jeweilige stationäre Induktionsladevorrichtung 2, 2a weist also eine solche Sendeeinrichtung 9 und die jeweilige mobile Induktionsladevorrichtung 2, 2b eine solche Empfangseinrichtung 10 auf.

Wie den Figuren 1 und 2 entnommen werden kann, weist die Sendeeinrichtung 6 zur Erzeugung des jeweiligen Sendesignals 5 einen zugehörigen Sender 6, also zumindest zwei Sender 6, auf. Der jeweilige Sender 6 erzeugt im Betrieb das zugehörige Sendesignal 5 mit einer zugehörigen vorgegebenen Frequenz f und gibt das Sendesignal 5 aus, wobei die Sender 6 das jeweils zugehörige Sendesignal 5 gleichzeitig erzeugen und ausgeben. Die Sender 6 geben also im Betrieb gleichzeitig jeweils ein Sendesignal 5 mit einer zugehörigen vorgegebenen Frequenz f aus, wobei sich die Frequenzen f der Sender 6 voneinander unterscheiden. In den gezeigten Ausführungsbeispielen wird mit dem jeweiligen Sender 6 ein magnetisches Feld als Sendesignal 5 erzeugt. Die Frequenz f des jeweiligen Senders 6 und somit Sendesignals 5 beträgt dabei zwischen 110 kHz und 148,5 kHz. Die Frequenzen f liegen vorteilhaft zwischen 134,0 kHz und 137,0 kHz und 0,5 kHz auseinander.

Wie Figur 2 entnommen werden kann, weist die Sendeeinrichtung 5 in den gezeigten Ausführungsbeispielen rein bespielhaft vier Sender 6, also einen ersten Sender 6, 6a, einen zweiten Sender 6, 6b, einen dritten Sender 6, 6c und einen vierten Sender 6, 6d auf. Die Sender 6 sind in der in Figur 2 gezeigten Draufsicht in den Ecken eines gedachten Vierecks (nicht gezeigt) angeordnet, wobei das Viereck die Energiespule 3 der zugehörigen Induktionsladevorrichtung 2, in den gezeigten Ausführungsbeispielen also der stationären Induktionsladevorrichtung 2, 2a in der Draufsicht umrahmt.

Figur 3 zeigt Diagramme mit den Sendesignalen 5 der Sender 6, wobei in Figur 3 entlang der jeweiligen Abzissenachse X der zeitliche Verlauf und entlang der jeweiligen Ordinatenachse Y die Stärke aufgetragen ist. Wie Figur 3 entnommen werden kann, gibt also der erste Sender 6, 6a ein erstes Sendesignal 5, 5a mit einer ersten Frequenz f, f1 , der zweite Sender 6, 6b ein zweites Sendesignal 5, 5b einer zweiten Frequenz f, f2, der dritte Sender 6, 6c ein drittes Signal 5, 5c mit einer dritten Frequenz f, f3 und der vierte Sender 6, 6d ein viertes Sendesignal 5, 5d mit einer vierten Frequenz f, f4 aus. Zumindest zwei der Sender 6, vorzugsweise sämtliche Sender 6, geben die zugehörigen Sendesignale 5 dabei gleichzeitig aus. Wie Figur 3 ferner entnommen werden kann, werden die gezeigten Sendesignale 5 mit einer gleichen Stärke, jedoch unterschiedlichen Frequenz f ausgegeben. Beispielsweise beträgt die erste Frequenz f1 111 ,5 kHz, die zweite Frequenz f2 112,0 kHz, die dritte Frequenz f3 113,0 kHz und die vierte Frequenz f4 113,5 kHz. Die Empfangseinrichtung 10 weist, wie beispielsweise Figur 4 entnommen werden kann, zum Empfangen der Sendesignale 5 einen Empfänger 7 auf. In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Empfangseinrichtung 10 einen einzigen Empfänger 7 auf. Wie Figur 4 zu entnehmen ist, weist der Empfänger 7 in den gezeigten Ausführungsbeispielen rein beispielhaft zwei Empfangsspulen 8 auf, welche zueinander um 90° versetzt gewickelt sind. Das von der Empfangsspule 8 empfangene Signal 11 ist in Figur 5 beispielhaft dargestellt und entspricht einer Überlagerung aller empfangen Sendesignale 5. Das empfangene Signal 11 wird nachfolgend auch als Empfangssignal 11 bezeichnet. Das Empfangssignal 11 ist somit zeitabhängig. Das Empfangssignal 11 kann am Empfänger 7, wie in Figur 4 mit elektrischen Verbindungen 12 angedeutet, abgegriffen werden. Der Empfänger 7 gibt das Empfangssignal 11 also aus, wobei das Empfangssignal 11 in Form einer elektrischen Spannung vorliegt. Dem entsprechend ist in Figur 5 entlang der Abzissenachse X der zeitliche Verlauf und entlang der Ordinatenachse Y der Spannungsverlauf des Empfangssignals 11 aufgetragen.

Wie nachfolgend und insbesondere anhand der Figuren 6 und 7 erläutert wird, ist die Positioniervorrichtung 4 derart ausgestaltet, dass sie aus dem Empfangssignal 11 für das jeweilige empfangene Sendesignal 5 eine zugehörige Amplitude A ermittelt. Die jeweilige Amplitude A repräsentiert die Stärke des zugehörigen Sendesignals 5 am Ort des Empfängers 7, also die lokale Stärke des zugehörigen Sendesignals 5. Zudem ist die Positioniervorrichtung 4 derart ausgestaltet, dass sie aus den ermittelten Amplituden A eine Positionsinformation erzeugt, welche eine relative Position der Energiespulen 3 zueinander repräsentiert.

Die Ermittlung der Amplituden A aus dem aus dem Empfangssignal 11 kann beispielsweise mittels Fourier-Transformation, bevorzugt mittels Schnelle-Fourier- Transformation, auch unter der englischen Bezeichnung „Fast-Fourier- Transformation“ und der Abkürzung „FFT“ geläufig, erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Ermittlung der Amplituden A aus dem Empfangssignal 11 mittels eines Filters mit endlicher Impulsantwort, auch unter der englischen Bezeichnung „Finite Impulse Response Filter“ und der Abkürzung „FIR“ geläufig, erfolgen. Vorteilhaft kommen dabei eine abschnittsweise Korrelation und/oder Faltung zum Einsatz. Entsprechend ist die Positioniervorrichtung 4 ausgestaltet.

In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt die Ermittlung der Amplituden A mittels IQ-Stimulation. Es versteht sich aber, dass die nachfolgende Beschreibung in analoger Weise auf die vorstehend erwähnten Methoden anwendbar ist.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Positioniervorrichtung 4 also derart ausgestaltet, dass sie das Empfangssignal 11 mittels IQ-Demodulation demoduliert und somit aus dem Empfangssignal 11 für das jeweilige empfangene Sendesignal 5 eine zugehörige Amplitude A ermittelt. Die jeweilige Amplitude A repräsentiert die Stärke des zugehörigen Sendesignals 5 am Ort des Empfängers 7, also die lokale Stärke des zugehörigen Sendesignals 5. Zudem ist die Positioniervorrichtung 4 derart ausgestaltet, dass sie aus den ermittelten Amplituden A eine Positionsinformation erzeugt, welche eine relative Position der Energiespulen 3 zueinander repräsentiert.

Beim in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Ermittlung der Amplituden A der Sendesignale 5 aus dem Empfangssignal 11 durch das Abtasten des Empfangssignals 11. Dabei wird zur Ermittlung der Amplitude A des jeweiligen Sendesignals 5 aus dem Empfangssignal 11 das Empfangssignal 11 mit einer Abtastrate abgetastet, welche einem Vielfachen Ganzen, im gezeigten Ausführungsbeispiel, dem vierfachen, der Frequenz f des Sendesignals 5 entspricht. Zur Ermittlung der Amplitude A, A1 des ersten Sendesignals 5, 5a wird also eine Abtastrate gewählt, welche dem vierfachen der ersten Frequenz f, f1 entspricht. Zur Ermittlung der Amplitude A, A2 des zweiten Sendesignals 5, 5b wird also eine Abtastrate gewählt, welche dem vierfachen der zweiten Frequenz f, f2 entspricht. Zur Ermittlung der Amplitude A, A3 des dritten Sendesignals 5, 5c wird also eine Abtastrate gewählt, welche dem vierfachen der dritten Frequenz f, f3 entspricht. Zur Ermittlung der Amplitude A, A4 des vierten Sendesignals 5, 5d wird also eine Abtastrate gewählt, welche dem vierfachen der vierten Frequenz f, f4 entspricht. Somit ergeben sich für die jeweilige Abtastrate vier Abtastzeitpunkte bei 0°, 90°, 180° und 270° bezüglich der Periode der der Frequenz f. Der jeweilige Abtastzeitpunkt liefert einen Wert, wobei um 90° zueinander versetzt ermittelte Werte im Betrag die I-Werte oder Q-Werte der IQ-Demodulation entsprechen. Mit anderen Worten, der Wert zum Abtastzeitpunkt 0° entspricht I, der Wert zum Abtastzeitpunkt 90° entspricht Q, der Wert zum Abtastzeitpunkt 180° entspricht -I und der Wert zum Abtastzeitpunkt 270° entspricht -Q. Der Wert zum Abtastzeitpunkt 360° entspricht wieder dem Wert somit I, usw. Mit der Kenntnis, dass die Amplitude A eines Sendesignals 5 vorgegebener Frequenz f stets der Quadratwurzel aus den Quadraten der Summen von I und Q dieser Frequenz f, also

7t = Va 2 + <? 2 ) entspricht, kann somit auf einfache und zuverlässige Weise aus dem Empfangssignal 11 für das jeweilige Sendesignal 5 die zugehörige Amplitude A ermittelt werden, wobei mögliche Phasen keiner Berücksichtigung bedürfen.

Im besprochenen Beispiel wird somit also für das jeweilige Sendesignal 5 eine zugehörige Amplitude A, also insgesamt vier Amplituden A ermittelt. Zur Verbesserung Erhöhung der Trennschärfe können für die jeweilige Abtastrate und somit für das jeweilige Sendesignal 5 mehrere I-Werte und Q-Werte, insbesondere mehrere hundert I-Werte und Q-Werte, ermittelt und diese gemittelt werden. Auch ist es vorstellbar, eine Mittelung der Betragswerte von I und -I sowie Q und -Q durchzuführen. Beim in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Empfangseinrichtung 10 einen dem Empfänger ? nachgeschalteten Analog-Digital-Wandler 13 und einen mit dem Analog-Digital-Wandler 13 datenübertragend verbundenen digitalen Signalprozessor 14 auf. Der Analog-Digitalwandler 13 ist auch unter der englischen Abkürzung "ADC" und der digitale Signalprozessor 14 unter der englischen Abkürzung "DSP" geläufig. Im Betrieb stellt der digitale Signalprozessor 14 den Analog-Digital-Wandler 13 nacheinander auf die Abtastraten ein. Dies erfolgt in den gezeigten Ausführungsbeispielen über eine Triggerquelle 16, auch unter der englischen Bezeichnung "Trigger Source" geläufig, welche beispielsweise einen nicht gezeigten PWM-Generator umfassen kann. Die am Analog-Digital-Wandler 13 eingestellte Abtastrate entspricht also der aktuellen Taktung des Analog-Digital-Wandlers 13. Der Analog-Digital-Wandler 13 übermittelt dem digitalen Signalprozessor 14 die abgetasteten Werte, also wie vorstehend beschrieben die Werte für I, Q, -I und -Q. Der digitale Signalprozessor 14 ermittelt aus den abgetasteten Werten die der Abtastrate zugehörige Amplitude A. Somit kann das Empfangssignal 11 nacheinander mit den Abtastraten der jeweiligen Frequenz f abgetastet und somit aus dem Empfangssignal 11 nacheinander für das jeweilige Sendesignal 5 die zugehörige Amplitude A ermittelt werden. Das heißt, dass nacheinander die den Sendesignalen 5 zugehörigen Amplituden A ermittelt werden.

Wie in Figur 6 dargestellt, können der Analog-Digital-Wandler 13 und der digitale Signalprozessor 14 in einem Mikrocontroller 15 zusammengefasst sein, welcher nachfolgend auch als DSP-Mikrokontroller 15 bezeichnet wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der DSP-Mikrokontroller 15 zudem die Triggerquelle 16.

Wie Figur 6 zu entnehmen ist, erfolgt zwischen dem Empfänger 7 und dem Analog-Digital-Wandler 13 eine mit einem Kasten angedeutete Konditionierung 17 des Empfangssignals 11. Die Konditionierung 17 umfasst die Berücksichtigung eines Versatzes des als Spannung vorliegenden Empfangssignals 11 , auch unter der englischen Bezeichnung "Offset" geläufig. Zu diesem Zweck werden für zumindest eine der Abtastraten, insbesondere für die jeweilige Abtastrate, aus zwei um 180° versetzten Werten der Versatz ermittelt. Das heißt, dass der Versatz beispielsweise aus den Werten für I und -I die oder aus den Werten für Q und -Q ermittelt wird. Die Konditionierung 17 kann ebenso eine Verstärkung des Empfangssignals 11 umfassen. Die Ermittlung des Versatzes kann wiederum im digitalen Signalprozessor 14 erfolgen.

Beim in Figur 7 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Empfangseinrichtung 10 zwei dem Empfänger 7 nachgeschaltete Mischer 18, einen den Mischern 18 nachgeschalteten Analog-Digital-Wandler 13, einen mit den Mischern 18 verbundenen Lokaloszillator 19 und einen Mikrokontroller 20 auf. Der Mikrokontroller 20 ist mit dem Analog-Digital-Wandler 13 und mit dem Lokaloszillator 19 verbunden. Dabei wird das Empfangssignal 11 den Mischern 18 übermittelt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Empfangssignal 11 den Mischern 18 nach einer Konditionierung 17, beispielsweise nach einer Signalverstärkung, übermittelt. Zur Ermittlung der Amplitude A eines Sendesignals 5 stellt der Mikrokontroller 20 mittels des Lokaloszillators 19 die dem Sendesignal 5 zugehörige Frequenz f an den Mischern 18 ein, derart, dass die Mischer 18 das Empfangssignal um 90° zueinander versetzt mischen. Dies ist als sogenanntes "I&Q-Verfahren" geläufig. Das gemischte Signal wird dem Analog-Digital-Wandler 13 bereitgestellt. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist zwischen dem jeweiligen Mischer 18 und dem Analog-Digital-Wandler 13 ein Tiefpassfilter 21 angeordnet. Zudem weist der Analog-Digital-Wandler 13 für den jeweiligen Mischer 18 und somit für den jeweiligen Tiefpassfilter 21 einen zugehörigen Eingang 22 auf. Folglich gelangen über einen der Eingänge 22 die für die IQ- Demodulation benötigten l-Werte und über den anderen Eingang 22 die für die IQ- Demodulation benötigten Q-Werte zum Analog-Digital-Wandler 13. Somit kann der Mikrokontroller 20 aus den vom Analog-Digital-Wandler 13 bereitgestellten Daten gemäß der vorstehenden Regel die Amplitude A des Sendesignals 5 mit der eingestellten Frequenz f ermitteln. Nach der Ermittlung der Amplitude A des Sendesignals 5 mit der eingestellten Frequenz f stellt der Mikrokontroller 20 mittels des Lokaloszillators 19 die einem anderen Sendesignal 5 zugehörige Frequenz f ein, wobei die Amplitude A des Sendesignals 5 mit der nun eingestellten Frequenz f entsprechend der vorstehenden Erläuterung ermittelt wird. Der Mikrokontroller 20 stellt somit mittels des Lokaloszillators 19 nacheinander die dem jeweiligen Sendesignal 5 zugehörige Frequenz f an den Mischern 18 ein und ermittelt die entsprechend zugehörigen Amplituden A nacheinander.

Wie in den Figuren 1 und 2 angedeutet, sind die Sender 6 in den gezeigten Ausführungsbeispielen quer zur ersten Richtung R1 beabstandet. Die Sender 6 erzeugen, wie in Figur 1 angedeutet, ein magnetisches Feld als Sendesignal 5, das eine Hauptachse entlang der ersten Richtung R1 besitzt. Somit bereitet sich die Sendesignale 5 quer zur ersten Richtung R1 lokal im Bereich des jeweils zugehörigen Senders 6 aus. Diese Sendesignale 5 sind somit für die Ermittlung der relativen Position der Energiespulen 3 zueinander in dem den Sendern 6 quer zur ersten Richtung R1 nahen Bereich geeignet. Die entsprechenden Sender 6 werden nachfolgend auch als Nah-Sender 23 bezeichnet. Die Nah-Sender 23 sind in den gezeigten Ausführungsbeispielen jeweils als eine Flachspule 24 ausgebildet, welche parallel zur ersten Richtung R1 gewickelt ist, eine Wickelachse (nicht gezeigt) des jeweiligen Nah-Senders 23 verläuft also parallel zur ersten Richtung R1 .

Wie Figur 2 zu entnehmen ist, kann die Sendeeinrichtung 9 einen weiteren Sender 6, also einen fünften Sender 6, 6e aufweisen, welcher ein magnetisches Feld als fünftes Sendesignal 5, 5e erzeugt, das, wie in Figur 2 angedeutet, eine Hauptachse entlang der zweiten Richtung R2 und somit entlang der X-Richtung besitzt. Somit bereiten sich das sechse Sendesignale 5, 5e des sechsten Senders 6, 6e quer zur ersten Richtung R1 aus und sind folglich auch im ferneren Bereich empfangbar. Der sechste Sender 6, 6e wird nachfolgend auch als Fern-Sender 27 bezeichnet. Der Fern-Sender 27 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel um eine entlang der zweiten Richtung R2 verlaufenden Wickelachse (nicht gezeigt) gewickelt. Das sechse Sendesignal 5, 5e des Fern-Senders 27 wird dabei wir für die Sendesignale der Nah-Sender 23 beschrieben vom Empfänger 7 empfangen und aus dem Empfangssignal 11 die lokale Amplitude A des sechsten Sendesignals 5, 5e des Fern-Senders 27 ermittelt. Die Frequenz f des Fern- Senders kann zwischen 145,5 kHz und 147,5 kHz betragen. Weist das System 1 zwei oder mehr Sendeeinrichtungen 9 mit jeweils einem solchen Fern-Sender 27 auf, weisen die Fern-Sender 27 von benachbarten, vorzugsweise von in zweiter Richtung R2 benachbarten, Fern-Sendern 27, unterschiedliche Frequenzen f auf.

Mit den lokal ermittelten Amplituden A des jeweiligen Senders 6 ist es möglich, durch einen Vergleich der Amplituden A die relative Position der Energiespulen 3 zueinander und somit eine solche Positionsinformation zu ermitteln. Die Positionsinformation kann über eine Schnittstelle 25 (siege Figur 6) des Mikrokontrollers 15, 20 einer Assistenzeinrichtung 103 der mobilen Anwendung 100, insbesondere des Kraftfahrzeugs 101 , bereitgestellt werden, die auch in Figur 1 angedeutet ist. Die Assistenzeinrichtung 103 erzeugt dabei vorteilhaft basierend auf den empfangenen Positionsinformationen in Figur 1 mit Pfeilen angedeutete Navigationsanweisungen für die mobile Anwendung 100. Auch können die Navigationsanweisungen mittels der Positioniervorrichtung 4 erzeugt und über die Schnittstelle 24 der Assistenzeirichtung 103 zur Verfügung gestellt werden. Die Navigationsanweisungen können einem Führer der mobilen Anwendung 100 zum Führen der mobilen Anwendung 100, beispielsweise über eine Mensch-Maschine- Schnittstelle (nicht gezeigt), bereitgestellt werden. Ebenso können die Navigationsanweisungen zum zumindest teilautonomen Führen der mobilen Anwendung 100, insbesondere zum zumindest teilautonomen Fahren des Kraftfahrzeugs 101 , eingesetzt werden. Die Navigationsanweisungen dienen dem Zweck, eine verbesserte Positionierung der zugehörigen Energiespulen 3 zur Optimierung der Energieübertragung zu erreichen.

Die Umsetzung der Ermittlung der Amplituden sowie der Erzeugung der Positionsinformationen erfolgt vorzugsweise mittels eines Computerprogrammprodukts. Das Computerprogrammprodukt ist dabei bevorzugt zumindest teilweise in der Empfangseinrichtung, insbesondere im Mikrokontroller 15, 20, auf einem nichtflüchtigen Speicher (nicht gezeigt) hinterlegt. Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts durch die Positioniervorrichtung 4, in den gezeigten Ausführungsbeispielen durch die Empfangseinrichtung 10, die Positioniervorrichtung 4, in den gezeigten Ausführungsbeispielen die Empfangseinrichtung 10, veranlassen, die Amplituden A zu ermitteln und die Positionsinformationen zu erzeugen.

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