[发明专利]用于接触元件的主动对准控制的设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于充电装置(104)的接触元件(110)的主动对准控制的设备(100)，所述充电装置(104)用于在电气道路系统(ERS)上行驶的车辆(1)，所述电气道路系统包括充电表面(3)，所述充电表面被构造成经由充电装置向车辆提供电力。所述设备包括所述充电装置(104)，所述充电装置包括基部(106)、连杆臂(108)和电接触元件(110)以及枢转接头(107)，所述枢转接头被布置成允许所述接触元件围绕轴线(105)的移动。控制单元被配置成基于轨迹数据、以及车辆前进方向与充电表面之间的角度而激活致动器模块，以使所述接触元件(110)与所述充电表面的所述轨迹对准。本发明还涉及一种方法和车辆。

技术领域

本发明涉及一种用于充电装置的接触元件的主动对准控制的设备，该充电装置用于在电气道路系统上行驶的车辆。本发明还涉及对应的车辆和方法。

本发明能够应用在任何类型的电动车辆或混合动力车辆中，例如在电气道路系统上运行的卡车、公共汽车、轿车和建筑设备。因此，虽然将针对卡车来描述本发明，但本发明并不限于这种特定车辆。

背景技术

在世界各地，电动车辆和混合动力车辆正在成为道路上较常见的景象，并且电动车辆和混合动力车辆为典型的内燃机驱动式车辆提供了更环保的替代方案。尽管电动车辆和混合动力车辆为减少交通运输对环境的影响提供了优异的解决方案，但在电动车辆的情况下，对电池进行再充电的需要仍部分地限制了可用性。

近来，已经研究了电气道路系统，在该电气道路系统上，车辆可以在行驶的同时对其电池充电。这可以为电动车辆提供增加的行驶里程，至少在具有集成在道路本身中的电气系统的道路上是如此。在这种电气道路系统中，可以将电力线集成在道路中，使得车辆可以在该道路上行驶时的同时接触电力线，因而从电气道路系统提取电能。

然而，通过静态电力线对布置在移动的车辆上的车载电池进行充电带来了挑战。例如，由于车辆相对于电力线的相对运动，车辆的充电单元与电力线的对准在技术上存在问题。

US 9199541公开了一种将接触装置对准侧轨的尝试，以允许对布置在车辆上的电池充电。该接触装置附接到臂，该臂被枢转地附接到车辆。然而，US 9199541中提出的方法仅允许该接触装置相对于车辆对准，因而在一些情况下，例如当侧轨与车辆不平行时，与侧轨的对准可能会失败。因而，关于通过静态电力线对移动的车辆进行充电的充电单元的对准，似乎还存在改进的空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种设备，该设备具有充电元件相对于充电表面的、提高的对准能力。特别地，本发明的实施例提供了接触元件相对于充电表面的主动对准控制。

该目的至少部分地通过根据本发明的第一方面的设备来实现。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于充电装置的接触元件的主动对准控制的设备，该充电装置用于在电气道路系统上行驶的车辆，该电气道路系统包括充电表面，该充电表面被构造成经由充电装置向车辆提供电力，其中，该设备包括：充电装置，该充电装置包括基部、连杆臂和电接触元件，该电接触元件用于与电气道路系统的充电表面进行电接触，并且该充电装置包括枢转接头，该枢转接头被布置成允许接触元件围绕与充电表面基本垂直的轴线的移动；其中，该接触元件和基部连接到连杆臂的相反两端，并且其中，该连杆臂至少能够水平移位，用于将接触元件与充电表面对准；充电表面检测传感器，该充电表面检测传感器用于确定指示充电表面的轨迹的轨迹数据；角度检测传感器模块，该角度检测传感器模块用于确定车辆前进方向与充电表面之间的在水平平面内的角度；致动器模块，该致动器模块用于控制电接触元件围绕与充电表面基本垂直的轴线的移动并且用于控制连杆臂的水平移位；以及控制单元，该控制单元连接到充电表面检测传感器和致动器模块，并且被配置成基于所述轨迹数据以及在车辆前进方向与充电表面之间的角度来激活致动器模块，以使接触元件与充电表面的轨迹对准。