专利名称：用于对车辆感应充电的包括电子辅助定位装置的系统的制作方法
用于对车辆感应充电的包括电子辅助定位装置的系统
背景技术：
目前记录的现有技术文献(按照申请日期排序)-DE000004236286A1, H02J 7/00, Daimler, 1992 年 10 月 28 日，通过刚性杠杆的线
圈抬升功能，传感器控制的初级线圈动态-JP000009017666AA, HOlF 38/14Toyoda, 1995 年 6 月 28 日，具有车轮制动器和移
动装置的机械辅助定位装置-JP000008265992AA,H02J 17/00, Toyoda, 1995 年 3 月 24 日，机械辅助定位装置， 借助于探测充电电流精细定位-US5850135, H02M 10/44，Sumitomo, 1997 年 I 月 30 日，车辆正面的机械辅助定位装置，线圈耦合的不同动态形式，通过视线接触或车轮导向的定位，不同的动态建议。IPC标记H02M 10/44在版本2009. 01中不能找到。也不能在其它编辑/版本中找到，参见JP000009017666AA。唯一可找到的审查分类H01M 10/46，蓄电池，它们与充电器在结构上组合(充电电路H02J 7/00)。引用的文件包括JP0000058069404AA，由Denso在1981年10月21日提交，但是没有任何侧面或垂直的辅助定位装置。仅仅示出车轮制动器。-JP002003079006AA, B60L 11/18，Yokohama，2001 年 9 月 3 日，具有制动器的固定的线圈槽，作为唯一的辅助定位装置，采取固定的轨迹宽度作为给定的轨迹宽度。-JP002006345588AA, B60L 5/00Matsushita, 2005 年 6 月 7 日，在迭代方法中的用于线圈耦合的动态定位。JP002007159359AA, B60L 11/18,2005年12月8日，在附近范围中通过电磁波和
动态辅助定位装置的定位和通信-EP000001930203A1 B60L 11/18，Toyota，2006 年 8 月 31 日(在日本，2005 年 9月29日，JP002007097345AA)通过摄像机尤其是倒车摄像机的辅助停车，为了确定目标面通过操作员输入开始定位过程，识别充电站和通过主观的视频识别和附加信号定位，用于线圈耦合的移动辅助，没有详细描述识别已停车的车辆是否具有充电装置，用于精细定位的手动确定。没有运行状态识别。-DE 102007033654A1, H02J 17/00，HOlF 38/14SEW，2007 年 7 月 17 日，通过车轮
负荷开始线圈抬升，利用刚性杠杆耦合，通过沟槽定位。由这些和其它文献已知主动的动态辅助定位装置的方法、通过静态车轮导向元件结合刚性或动态的定位能量传递单元的被动辅助定位装置、或者借助于视频信号和人为视频识别以及手动视频选择的电子辅助定位装置，即主动定位，但是没有具有对全自动或半自动定位的选择的纯电子的、即全自动的线圈定位。技术问题动态意味着机械的工作，即耗能、磨损和功能隐患。定位传感器在充电侧上的固定距离意味着在车辆侧上的高的标准化努力。由此达到的最佳定位结果获得最大能量传递效率，但是由于机械辅助定位装置的能量输入和加工、装配和维护的高费用降低了能量传递效率。
以视频为基础的辅助定位装置或通过光学措施的探查或追踪取决于适合的照明条件和驾驶员的注意力以及解释能力。不仅太差的照明而且背光导致检测误差。此外通过图像处理的距离测量和定位确定不像利用雷达那样精确。此外为了识别不同供应商的线圈或者也为了识别，在多个未耦合线圈串联中是否有一个线圈没有准备运行，驾驶员通过车窗的观察是不可避免的，也不能由对监视器的观察代替。在视频图像上不一定能够区分运行状态显示或不同的供应商。驾驶员在识别视频时必需建立真实印象与监视图像之间的关系，用于使在作为显示器上的场显示的车辆周围选择线圈。眼睛多次地在其周围的不同的车窗与显示器之间往复转移。这是繁琐和易出误差的。
发明内容
按照权利要求I本发明的目的是，通过尽可能避免操纵干预、机械工作和摩擦以 及附加或易发故障的传感器和行驶辅助系统减少系统成本和寿命周期成本、运行隐患、人为操纵误差和技术上的故障敏感性。电子辅助定位装置能够实现对于所有的充电站和车辆一致的准确且通用的到正确的充电站的导引。在地面上的突出安装的线圈壳体通过特有的反射特性和可见的标识用于识别，同时建立足够小的与安装在车辆底盘上的次级线圈的垂直距离。技术效果按照权利要求I的用于感应充电站的电子辅助定位装置比手动通过充电电缆充电带来更多的使用者便利性、以及功能和操作可靠性。它与气候条件、污染以及驾驶员的纪律、知识和熟练性无关地总是同样可靠地发挥功能。因此使车辆更加频繁地与公共电网连接。不仅适用于充电而且适用于回馈。由此更可能大范围地利用电动车并且更加保证车辆电池对于在峰值时间中平衡电网波动的使用性。在地面的低轮廓安装不会导致损坏或影响外观。通过停车的车辆屏蔽能量和数据传递，防止滥用和篡改。不仅因为充电技术在充电过程期间在很大程度上不能接触，而且由于用于以感应为基础的通信的低传播协议。不可接触性和省去车辆外部的活动部件附加地降低损坏的危险。根据实施例2的本发明的其他结构在实施例2中给出本发明的有利结构。按照权利要求2的实施例变化使得能够充分利用以雷达为基础的传感器的更高精度和抗干扰性。雷达传感器越来越多地用于调节距离和在附近区域中的障碍检测，使得不产生附加成本。它们也由于越来越多的传感器组合以及部件和功能集成而频繁地在停车辅助中使用，从而可以使用已经存在的用于半自动停车的系统。以传感器为基础的距离测量和目标定位以及轨迹计算和基于计算机的控制命令转换可以用于正确地定位车辆。通过检测转向角和车轮回转达到的精度对于粗定位是足够的。可以省去附加指示器。雷达定位与导航系统和语音输入相结合总是比在触摸屏上输入更迅速，因为它自动地导引到正确的线圈并且驾驶员只需迅速确定反馈。用户分布的重置与数据库输入相结合使得例如总是行驶到确定供应商的限定的或优选的线圈或者屏蔽的线圈。
在简化的实施例中，例如在家用车库中，即使没有前面的电子线圈定位，通过手动在充电面上的粗定位和激活的精细定位也可以进行上述停车过程，所述精细定位优选在存在换挡到倒车挡、速度低于步速或者剧烈的转向角时由驾驶员对应地确认后切换到线圈启用模式，并且车辆优选在停车辅助的操纵步骤中半自动地精确定位。这使得即使对于没有雷达传感器的车辆可以进行精确线圈耦合。在家用范围的用于计算的远程通信功能也不是必需的。这进一步降低了系统成本并且对于在电动车辆的引入状态中的固定线路车辆更是惯例。固定的线圈可以高出地面地作为改造配件地安装或者通过相应的轨迹标记低于地面地安装。后者易于地面清洁和冬季服务。低于地面的实施例一般更不适用于雷达定位并且伴随更大的线圈距离。根据权利要求4的本发明的其他结构通过按照权利要求4的本发明结构，具有通风缝隙的固定线圈壳体变成可明确识别的目标，其中环绕的斜坡结构同时提供用于由道路车辆的雷达支持表面导致的静态和动 态负荷的足够的强度、高集成度、对于雷达波的高辐射透过性、以及成本效率高的加工性。这个在外部可见的斜坡部件完全覆盖内置的反射上升边缘。由此使反射图像更难以模仿或篡改。此外充电盘既没有显示器，也没有按钮或外部连接，因此是较大程度封闭的、顶部略微倒圆的、形状引人注意的物体。内置的LED照明作为定位灯、运行状态显示和环境照明。通过按照权利要求4的本发明结构，固定线圈壳体的底部通过周缘的凹下的上升边缘变成补偿距离的反射体，并因此在该位置比常规情况反射更高强度的清楚信号，所述信号与行驶角无关地被反馈到车辆的传感器系统，其中反射器根据车辆与线圈壳体的安装位置之间的斜度在大的容差范围内不降低地再现特有的信号图像。在多个位置施加的明确可见的线圈标识给出关于能量供应商的信息并且使充电位置明显。如果不使用电子定位，如果可以选择一行多个未用线圈中的任一个，或者如果驾驶员希望使用确定的供应商的线圈或者想避免具有负运行状态显示的线圈，通过驾驶员的视觉识别不能由图像处理代替。为此使线圈与车辆类似地配有标识。这个标识优选由制造商缩写字母和序列号组成。
具体实施例方式车辆(4)从任意一侧行驶到感应盘(3)上并且以在通过预置装置激活的雷达的自动搜索模式或手动激活的搜索模式中自动地识别地面上的充电线圈。在预置装置中，例如使用者可以在经常行驶的目的地如工作地点或购买地点附近限定搜索模式的自动激活。或者使用者无需雷达定位地简单地通过视觉近似行驶到线圈上方。通过导航系统的似真性比较在附近环境中根据数据库输入连续地检测所有充电盘。如果车辆中包括具有对应返回信道的优选的远程通信选择，基于简单的驾驶员命令，导航系统还将驾驶员导弓I至最近的充电站或下一可用的充电站。当在附近进行似真性比较之后，在可用充电站的情况中存在两种选择。驾驶员或者通过导航系统接收关于充电站的操作者和功率数据的信息。或者在缺少匹配的数据库输入或存在多个可用充电站选择的情况下，驾驶员被促使视觉识别期望的充电站。线圈(I)以约70mm的高度位于地面以上。馈入电子元件(5)位于同一壳体中的线圈体下方。除了用于进入空气和排出空气的防水表面槽以外，所述壳体是封闭的。唯一的外部连接是电缆。壳体风扇(6)确保空气冷却。这样设计线圈壳体的高度，使得-通常较小的电动车地面间隙减去用于最大充电的典型弹性行程仍允许足够的自由空间，-即使在最差的情况，即超过最大负荷并且同时轮胎气压低于最小值时，馈入电子元件的部件在壳体中具有空间，车辆位于线圈壳体的顶部，从而可以省略分离的电子元件壳体和对应的布线和安装费用。在约2个车辆长度的距离处，近场雷达自动检测线圈壳体的特征反射器并且通过在显示器上显示线圈数据对驾驶员提供停车过程，其中覆盖的反射器同时也还保证功能性，即使其部分被污垢覆盖或由于损坏而被覆盖。在确定后启动半自动的停车过程。
在约20秒的靠近行驶期间更换关于充电状态和账单的数据。通过在ABS中现有的停车辅助算法和电磁转向系统以及通过检测车轮回转和转向角实现精细定位。通过获取探测充电电流作为精细定位的控制元素，可以省去所有其它的精细定位辅助，如接近开关、磁场传感器或图像处理系统。因为充电过程已经在电磁线圈耦合的粗略获取范围中开始，每秒都使用足够的功率传递效率。此外柔和地启动充电提高了包括电池的相关部件的使用寿命。自动地自调节的重复以对于驾驶员几乎感觉不到的过程探测到达具有最大线圈重合的位置，该过程在几秒钟以内结束。充电过程在车轮停止时立即开始。自动启动的电气停车刹确保了可靠的充电操作，而无论站点表面的停止位置或侧面倾斜如何。具有充电站的停车位置原则上只能由希望充电或提供回馈能源的车辆停靠。仅合适的电动车被授权使用这些停车位置。驾驶员通过其使用自动同意商务条款和条件。站侧的对于是否充电的询问是不需要的，因为车辆侧的线圈(2)在精细定位时一定会启动站侧的线圈(I)，并且根据车辆电池的状态或在公共电网中的可用容量开始充电或回馈。没有这种自动激活，可能失去对于车辆蓄电池以过剩的电网电力充电或者对于紧迫需要地对公共电网的回馈的有价值的时间窗口。总之，只有自动充电或回馈才能保证在电动车的大的可用范围和公共电网的峰值负载补偿。基本算法确保-在自动回馈时不超过预设最小充电水平，-只有当可获得最经济的夜间电力费率时，使用高于由使用者设置的最大量的剩余充电容量，-根据其他预置，在白天和由使用者预置的白天时间可获得最大充电，-根据其他预置，在白天和由使用者预置的白天时间进行最大回馈，-对于由使用者在停车时输入的目的地和离开时间可获得用于行驶目的地的足够的充电。在另一实施例中，导航系统的多媒体界面提供附加服务例如自动记录充电地点、充电或回馈持续时间、在充电过程前后的电池容量或对于使用的充电站的数量、频率和空间分布的统计以及其他类似的服务。通过互联网连接，导航系统的远程通信服务可以将数据传递到使用者的电子邮箱或者使用者入口的受保护范围。由此使驾驶员非常容易地检查来自电源供应者的电力账单或者确定适用于其有效分布的费率。附图
标记I站侧的初级线圈2车辆侧的次级线圈3站侧的线圈壳体4 车辆
5电气和电子系统6 风扇7防蝇筛
权利要求
1.一种在感应充电站附近用于电动车辆的电子辅助定位装置，其特征在于，在车辆中存在或者可选地设置有基于雷达、激光、激光雷达、超声波、红外线、卫星或感应的传感器，基于所述传感器的停车辅助装置还用于，基于站侧的线圈壳体或者内部的线圈技术，而在没有视觉环境显示、没有手动用户输入且没有其他站侧的反射器的情况下，全自动地识别附近的感应充电站，并且在计算机辅助的停车操作中定位车辆，使得车辆底部的线圈足够精确地位于站侧线圈上方，而无需通过附加的移动或升降装置将两个线圈置于更准确或更接近的重叠中。
2.根据权利要求I所述的辅助定位装置，其特征在于，优选的环境检测是近场雷达。
3.根据权利要求I所述的辅助定位装置，其特征在于，优选通过近场雷达排除所述线圈壳体上的金属物体，从而确保无干扰地充电。
4.根据实施例2的地面侧线圈壳体，其特征在于，优选所述站侧线圈壳体同时用作用于车辆侧扫描传感器的强特征反射器，周缘凹陷的上升边缘用作用于大距离范围的雷达信号和同时由于圆形底表面用于大范围行驶角度的反射器。
5.根据权利要求4所述的地面侧线圈壳体，其特征在于，优选所述线圈壳体顶部具有尽可能高的电磁辐射透过性，以无干扰地耦合线圈，并且线圈壳体壁优选具有尽可能低的电磁辐射透过性，以获得尽可能好的雷达反射。
6.根据权利要求4所述的地面侧线圈壳体，其特征在于，在优选实施例中，整个可见的壳体表面可以由单个具有高电磁透过值的塑料复合材料通过全自动的压铸或注塑工艺没有底切地脱模地一体制成。
7.根据权利要求4所述的地面侧线圈壳体，其特征在于，优选两个从上部壳体部件的底侧突出的分离凸出防止离开的热空气的再循环，同时用作用于上部壳体部件和底部件的组件的故障安全的定位图形。
8.根据权利要求4所述的地面侧线圈壳体，其特征在于，所述线圈壳体在圆周的斜坡上优选配有4个以90度错开的特征表面。
9.根据权利要求4所述的地面侧线圈壳体，其特征在于，所述底部件与圆周的上升边缘一起由单个平金属板通过全自动冲压和深冲压工艺与用于定位模板的定位槽一起脱模制成。
10.根据权利要求4所述的地面侧线圈壳体，其特征在于，由于圆周的上升边缘，渗入圆周的迷宫式密封系统的水在大容差范围的倾斜位置上优选总是在其通过空气入口可能进入到壳体内部之前在相反侧流出。
11.根据权利要求4所述的地面侧线圈壳体，其特征在于，优选上部壳体部件中的上升倾斜空气吸入缝隙在大容差范围的倾斜位置防止溅水和表面水损坏壳体中的电子元件，并且渗入到上升边缘的水可以通过凹陷上升边缘的下部边缘周围的孔流出并通过底部件下的腔流出。
12.根据权利要求4所述的地面侧线圈壳体，其特征在于，优选全金属底部件还提供用于对流冷却的充分大的表面。
13.根据权利要求4所述的地面侧线圈壳体，其特征在于，在优选实施例中，具有中心光源的LED照明单元通过在通风缝隙后面的在上升边缘的区域中环绕的光纤以各个原色同时显示运行状态，作为定位光并提供环境照明。
14.根据权利要求4所述的地面侧线圈壳体，其特征在于，优选所述壳体除了线圈之外还集成馈入或回馈电子元件。
15.根据权利要求4所述的地面侧线圈壳体，其特征在于，优选空气吸入缝隙中的防蝇筛保护电子元件不受飞行和爬行昆虫的损坏，并且防止悬浮物或污水中的大聚集物的进入，其中所述防蝇筛可以容易地更换和清洁。
16.根据权利要求4所述的地面侧线圈壳体，其特征在于，所述线圈壳体优选通过交叉流动通风而空气冷却。
17.根据权利要求4所述的地面侧线圈壳体，其特征在于，优选在过热或具有相应加热的过度阳光直射的情况下，风扇的温度控制单元中断充电过程，只允许当车辆阴影产生足够的冷却时使充电过程错时进行或者较少地充电。
18.根据权利要求I所述的辅助定位装置，其特征在于，优选使用远程通信服务，其中包括通过车辆中包括的或可选地设置的定期更新或自学的导航系统的数据库对充电站的定位进行的似真性检查， 从而所述导航系统显示例如充电站的操作员和电力容量的数据。
19.根据权利要求I所述的辅助定位装置，其特征在于， 在对于线圈没有匹配的数据库输入的情况下，并且在多个未用线圈彼此邻近的情况下，或者如果驾驶员希望在视野范围中选择给定供应商的线圈并且不同的供应商在紧邻的附近运行时，所述系统提供基于线圈特征的视觉识别。
20.根据权利要求I所述的辅助定位装置，其特征在于，优选通过头顶显示器渐现线圈特征并且优选通过语音输入进行输入，其中优选将具有最简单的路线的线圈显示为可用线圈特征列表中的高亮建议。
21.根据权利要求I所述的辅助定位装置，其特征在于，在优选实施例中，驾驶员可以确认建议或者可以通过输入列表输入号码选择替换的线圈。
22.根据权利要求I所述的辅助定位装置，其特征在于，在车辆中现有的或可选地设置的停车辅助装置通过用于充电线圈的辅助定位装置扩展，根据车辆底部的接收线圈的安装位置引导车辆至充电位置，其中所述站侧的充电线圈优选位于停车位的中心，并且车辆侧的线圈优选位于车辆底部的中心。
23.根据权利要求I所述的辅助定位装置，其特征在于，优选，如在半自动辅助停车时常见的，驾驶员通过致动刹车和油门踏板或通过握住方向盘启动下一停车步骤，可随时中断过程或者启动用于在线圈上的定位的全自动的自动驾驶。
24.根据权利要求I所述的辅助定位装置，其特征在于，在几厘米大小的精细定位范围或适当调整的捕获范围中，优选车辆侧的线圈通过电磁脉冲启动站侧的线圈，并同时，与感应能量传输叠加地，在两个线圈之间开始感应通信，优选无需使用者干预地并且无需站侧的询问地作为使用者的预置的部分强制地开始交换。
25.根据权利要求I所述的辅助定位装置，其特征在于，优选通过驾驶员各自的车辆钥匙而对于充电或回馈过程的授权和记账识别驾驶员，其中所述钥匙还优选存储驾驶员的其余的个人设置，如用于充电和回馈的预置最小值或座位和空调设置。
26.根据权利要求I所述的辅助定位装置，其特征在于，优选通过车辆侧的远程通信服务的在线入口结合供能公司的提供实现各个车辆钥匙的授权。
27.根据权利要求I所述的辅助定位装置，其特征在于，在几厘米大小的精细定位范围内，充电过程优选以探测充电开始，其中停车辅助装置优选仅仅接收充电电流的最终强度作为除了现有的、仍然优先的距离报警装置以外的附加控制变量，无需附加的磁场传感器，并且通过重复地前进、后退和侧向偏移行驶在几秒钟内以最短的可能行程精确地叠加两个线圈。
28.根据权利要求I所述的辅助定位 装置，其特征在于，在定位充电站之后的负似真性比较的情况中，自学导航系统优选独立于车辆制造商地对于未记录的充电站通过到远程通信服务的返回信道自动地报告在充电过程时获得的数据，从而新的充电站从那时起对于服务的所有使用者通过中央在线入口记录。
29.根据权利要求I所述的辅助定位装置，其特征在于，优选通过导航系统根据卫星坐标自动记录准确的充电位置，并且优选通过在车辆中现有的或可选地设置的车载计算机感应地提供关键数据，如充电时间、充电前后的充电状态、充电持续时间和类似数据，从而优选通过感应的返回信道或通过与车辆制造商无关的远程通信服务、GSM、互联网连接、或车辆中的数据接口如USB使得使用者可持续地自动地获得充电数据。
30.根据权利要求I所述的辅助定位装置，其特征在于，优选通过同一导航系统通过优选的与制造商无关的远程通信服务便利且可靠地记录回馈过程，在回馈过程中使多余的能量从车辆侧的存储器在峰值时间回传到电网。
全文摘要
本发明涉及一种系统，它无需指示器且无需动态或机械辅助地保证车辆侧的次级线圈相对于地面侧的固定的初级线圈自动导引的、电子的定位，用于保证以超过90％的效率传递能量，没有移动、摩擦的和弹性的部件在能耗、功能可靠性和磨损方面的缺陷。为此，地面侧的线圈壳体通过选择其材料、表面和内部支撑作为电子元件壳体、反射元件和冷却元件，由此可改装为至任何具有电连接的平底的容易操作的完整封装形式的地面侧的单个安装件。车辆可以用于输送人员和货物，并且可由车辆驾驶员控制，或者无驾驶员地行驶，例如为了清洁区域、自然保护或内部后勤。
文档编号B60L11/18GK102741083SQ201080031627
公开日2012年10月17日 申请日期2010年7月13日 优先权日2009年7月15日
发明者M·亨布格尔, M·韦希林 申请人:康达提斯-瓦普弗勒公司