CN103972947A - 无线充电过程中指示充电状态的***和方法 - Google Patents

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CN103972947A CN201310706179.8A CN201310706179A CN103972947A CN 103972947 A CN103972947 A CN 103972947A CN 201310706179 A CN201310706179 A CN 201310706179A CN 103972947 A CN103972947 A CN 103972947A
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科尔内尔·刘易斯·加德纳
杰弗里·辛格
约翰·罗伯特·范·维默尔茨
迈克尔·赫克善伊
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Abstract

本发明提供了一种无线充电***，包括在车辆内的充电区域中为可充电设备充电的无线充电器。所述***包括检测充电区域中可充电设备的充电状态的控制器以及接近或位于充电区域上并通过照明一个或多个光源来指示充电状态的指示器。

Description

无线充电过程中指示充电状态的***和方法
技术领域
本发明总的来说涉及无线充电***，更具体地，涉及在车辆中的便携式设备无线充电时指示充电状态。
背景技术
便携式电池驱动的电子设备（比如手机）使用可充电电池，其在电池电量耗尽时必须充电。通常，电动或电子设备通过线缆连接与电气式充电器物理连接。最近，诸如感应充电器的无线充电装置可用于为电池充电，而且在电子设备和充电装置之间没有任何物理线路连接。无线充电器通过使用电磁转换器生成电磁场，从而将来自充电装置的电能传输到电池或具有要被充电的电池的设备上的接收器。感应充电器通过使用感应线圈生成电磁场，从而将来自充电装置的电能传输到电池或具有要被充电的电池的设备上的接收器。感应充电器已被计划用于在车厢的多个位置处具有便携式电池或电池驱动设备的车辆，这些设备通常靠近驾驶员和其它乘客，以方便乘客能够很容易地触及这些设备。在电子设备充电期间，充电器上可能有设备充电状态的指示。然而，传统的充电器上的设备充电状态的指示通常太小而不易于被驾驶员察觉，因此常常需要使用者将视线从路面移开以确定充电器的充电状态。因此，期望提供一种无线充电器和/或***，其运行方式允许车辆用户轻松且容易地确定要充电的设备的充电状态，而不必使视线离开路面。
发明内容
根据本发明一个方面，提供了一种无线充电***，该***包括在机动车内的充电区域中为可充电设备充电的无线充电器。该***同时包括检测充电区域中的可充电设备的充电状态的控制器。该***还包括接近或位于充电区域上并用于通过照亮一个或多个光源指示充电状态的指示器。
优选地，充电状态的指示包括照亮特定颜色的光源中的至少一个或多个。
优选地，充电区域配置车辆内的控制台或托盘中。
优选地，充电区域是仪表组指示器、触摸屏指示器或者仪表板指示器的其中之一。
优选地，控制器检测接近充电器的可充电设备的未对齐，并提供设备的未对齐指示。
优选地，未对齐指示是接近或位于充电区域上的至少一个光源的闪烁。
优选地，检测未对齐包含确定设备是否由于未对齐而不能充电。
优选地，控制器根据检测到的充电状态将充电状态确定为完全充电、部分充电或放电。
优选地，还包含检测充电器的故障并根据检测到的故障将至少一个光源设定为预定颜色。
优选地，充电状态的指示是接近或位于充电区域上的至少一个光源闪烁特定的颜色。
根据本发明的另一个方面，提供了一种指示无线充电***中的充电状态的方法。所述方法还包括在机动车的充电区域使用无线充电器对可充电设备感应式充电。所述方法进一步包括检测可充电设备的充电状态并向用户提供充电状态的指示，其中，该指示为接近或位于充电区域上的一个或多个光源的照明。
优选地，充电状态的指示包括照亮特定颜色的光源中的至少一个或多个。
优选地，充电区域配置在车辆内的控制台或托盘中。
优选地，充电区域是仪表组指示器、触摸屏指示器或者仪表板指示器的其中之一。
优选地，还包含检测接近充电器的可充电设备的未对齐，并提供设备的未对齐指示。
优选地，未对齐指示是接近或位于充电区域上的至少一个光源的闪烁。
优选地，检测未对齐包含确定设备是否由于未对齐而不能充电。
优选地，还包括根据检测到的充电状态将充电状态确定为完全充电、部分充电或放电。
优选地，还包括检测充电器的故障并根据检测到的故障将至少一个光源设定为预定颜色。
优选地，充电状态的指示是接近或位于充电区域上的至少一个光源闪烁特定的颜色。
本领域的技术人员在研究以下说明书、权利要求和附图之后，将理解本发明的这些和其它方面、目标和特征。
附图说明
在附图中：
图1是根据一个实施例在潜在充电区域使用无线充电器的车辆车厢的立体图；
图2是部分车辆车厢的俯视放大图，该图进一步示出了位于车辆的中央控制台上的充电区域及靠近充电器的便携式可充电设备；
图3是根据一个实施例的无线充电***的框图；
图4是根据一个实施例的无线充电***的立体图；
图5是配置成在车辆内的位置处提供充电状态指示的无线充电***的***的示意性框图；以及
图6是根据一个实施例示出了由无线充电***根据感知的设备充电状态所实施的指示。
具体实施方式
本发明的具体实施例按要求在此公开，然而，应当理解，在此公开的实施例仅为本发明的示例，其能够以各种替代方式实施。附图不一定是具体设计；可对一些图表放大或缩小以显示功能概况。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应视为限定，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式应用本发明的代表性基础。
参照图1和图2，机动车10的内部通常被示出具有使用根据一个实施例的无线充电***30的车厢。车辆10通常包含座椅布置，该座椅布置包括前排驾驶员座位14，该座位适合作为车辆10的车厢使用者的人就坐。车辆10还包含具有储物箱22的中央控制台18和侧门扶手21，控制台18位于前排驾驶员座位14和另一前排乘客座位（未示出）之间。中央控制台18、中控面板及仪表盘20、扶手21以及其它车辆组件都可装备各种设备盛放器，比如托盘以及储物箱，这些设备盛放器可容纳一个或多个用于无线充电的设备。车辆10可进一步包含后排座位以及位于后排座位区域并配置用于无线充电的无线充电托盘及储物箱。车辆10还可包括能够被车辆内的车辆照明单元照亮的部件和区域，例如仪表板11、方向盘15、接近触摸屏图形用户界面（GUI）的部分13以及充电区域24。仪表板11可至少包括设置在前排驾驶员座位14和方向盘15前面且可被照亮的一部分。方向盘15可包括安装在转盘中心上且可被照亮以显示特殊标志或设计的中心毂。部分13可环绕图形用户界面（GUI），如此为环绕触摸屏GUI的物体提供照明。充电区域24同样可被区域24内部和周围的光源照亮。
图2示出了包含无线充电***30的机动车10的内部的一部分的放大视图。在所示实施例中，充电区域24可位于车辆10的中央控制台18上，便携式可充电设备25可置于充电***30的表面。车辆10可装备一个或多个无线充电***30，用来为一个或多个设备无线充电，这些设备包括一个或多个在电子设备内提供电能的可充电电池。在本文示出和描述的实施例中，无线充电***为感应式充电***。应当理解，根据其它实施例，可在无线充电***中采用其它形式的无线传输，比如磁共振、松散耦合的共振以及电磁辐射。在一个实施例中，一个或多个无线充电***30可配置在一个或多个存储托盘或专用托盘中，这些托盘配置在中央控制台18或车辆车厢的其它区域内。无线充电***30包含无线充电器26，例如根据一个实施例的感应充电器。感应充电器通常包含一个或多个感应线圈，感应线圈在充电区域24内生成以电磁场（EMF）形式存在且一般为低频（低于500kHz）的电信号。在所示实施例中，充电区域24可由具有底壁和侧壁且用来容纳设备的托盘或储物箱限定，使得当设备置于充电区域24内时，该设备可通过电感耦合经由电磁场充电。
根据另一实施例，无线充电***30可利用一个或多个配置在车辆仪表盘20上的平板或托盘所提供的充电区域24。根据再一个实施例，无线充电***30可利用连同位于扶手21内的托盘中的无线充电器26一并配置的充电区域24，其中扶手21由机动车车门延伸而来。在这些实施例的每一个之中，无线充电***30都具有用于容纳一个或多个设备的充电区域24，这些设备比如为可充电电池以及使用可充电电池的电动或电子设备25，该可充电电池可通过充电区域24上的电信号充电而且便于车辆10的车厢12内的驾驶员或其它乘客使用。可通过充电***30充电的电子设备25的实例包括手机、平板电脑、相机、蓝牙耳机挂件、便携式收音机、照明设备以及音乐视频播放器。
图2进一步示出充电区域24可在机动车内为用户提供照明。充电区域24可包括安装在充电区域24上和/或接近充电区域24的区域上的各种光源。应当理解，可以使用多种光源中的任意一种，比如发光二极管、白炽灯泡、放电灯等。尽管图2中所示的照明安装在充电区域24（示出位于前排驾驶员座位和乘客座位之间的中央位置）的内部及周边，但应该理解，充电区域24可在车厢内的其它区域使用，比如车辆内的后排座位之间或后排座位旁边的车门托盘里，或者车辆内的其它位置。另外，车辆10可包括车内照明单元（下文会进一步详细说明），此照明单元根据车辆功能控制器52和***30之间的通信，引导光线至多个不同内部位置，以照亮位于车辆的部件和区域内的照明装置。举例来说，车辆照明单元可照亮仪表组、触摸屏、仪表盘、杂物箱、变速杆、手刹以及其它能够为照明而布线的车辆部件和区域。照明装置的照明可来自车辆内的现有环境照明装置，从而允许照明装置用作双重照明组件：作为无线充电的指示器并且为车辆特定区域提供照明。
参照图3，无线充电***30被进一步示出具有控制电路，该控制电路在一个实施例中示出为包括微处理器42和存储器44的控制器40。控制器40可包含其它或额外的模拟和/或数字电路。控制器40可处理来自存储器的输入信息，然后生成输出至具有感应线圈27的感应充电器26，以便无线传输电能来为配置在设备25中的一个或多个可充电电池充电。控制器40可接收输入1和输入2，输入1为指示当前充电状态（举例来说，完全充电、部分充电或低充电状态/完全放电）的信号，输入2为通过网络总线50从车辆连接***接收的信息，该信息涉及测定至少一个设备25的当前充电状态，该测定通过无线技术或车辆连接***的通用串行总线（USB）端口来检测。从车辆连接***送出的信息也可包括对控制器40确定无线充电***30上的设备25是否正在充电的请求以及对正在被充电的设备的充电状态的请求。可选地，在无需首先从连接***接收对于充电状态的请求的情况下，控制器40可周期性地向车辆连接***发送指示设备25的充电状态的信息，从而照亮车辆的不同部件和区域。
在所示实施例中，感应充电器26也可包括传感器28，以在将设备25放入无线充电***30的发射区域时感测待充电设备25的接收器是否存在。传感器28还可感测设备25内的电池的存储充电状态。可充电设备25可配置成传输指示存储充电状态的信息，***30可配置成从设备25接收指示设备25的充电状态的信号。传输的信息可表明该设备是完全充电状态、部分充电状态还是低充电状态/完全放电。在另一个实施例中，使用特定无线通信协议的车载连接***可与使用相同协议的设备25同步。能被可充电设备使用并与车辆连接***兼容的无线通信协议的实例包括蓝牙、红外线、双向UHF（超高频）智能钥匙扣以及IEEE（国际电工电子工程学会）802.11技术。在这种情况下，充电状态信息可在设备25和车辆连接***之间直接通信，而无需通过***30检测设备25的充电状态。
另外，传感器28可测量***30上的设备25是否由于未对齐而不能充电或者是否由于对齐欠佳导致充电达不到最佳充电。通过配置传感器28来测量经由***30正在传输到设备25的能量的量，***30可实现对设备25的这种未对齐状态的检测。然后，这种测得的能量信息可被传送到控制器40，控制器40处理上述信息，并判断测得的能量距离存储在存储器44中的预定值或值的预定范围的偏差是多少，该预定值或值的预定范围表示最佳对齐和充电。如果计算出的偏差超过一个或多个预定的阈值或值的阈值范围，则可认为设备25明显地未对齐到不能够使***30为充电设备25充电的程度或由于未最佳对齐而不能最佳充电的程度。应当理解，还可使用其它方法来感测设备25的未对齐。除了由控制器40检测到的与设备电池充电状态相关的信息以及检测到的与设备25未对齐相关的信息外，其它与设备25的充电相关的信息（比如***30发生故障）可由控制器40检测，并通过车辆总线50传送至车辆连接***。这种传送可存在于控制器40和车辆功能控制器52之间，使得车辆功能控制器52根据从***30接收的信息调整（通过车辆照明单元）车辆内多个部件和/或区域中的至少一个的照明。这种照明向车辆内用户提供感测到的设备25的状态的指示，如此允许用户轻松地确定正在被充电设备的充电状态，且不会削弱使用者在车内执行重要功能的能力，比如驾驶或注意道路。
图4根据一个实施例示出了涉及设备接收线圈的无线充电***30上的接收设备的充电部件的一种实现方式。在图4中，发射部分110可安置在充电***30中。发射部分110可包含一个或多个发射线圈（未示出），发射线圈可连接到***标准外部电源的连接器上。接收器130可安置在可充电电子设备25中。发射部分110可向接收器130提供能量，使得具有接收线圈120的接收器130能够为可充电电池提供能量，而且发射部分110可从接收器130接收其它控制信息，以基于该控制信息适应特定的能量传输。
车辆充电***30可包含一个或多个无线充电器，用于在充电区域24中生成电气充电信号来为包含可充电电池的电子设备25充电。无线充电器可包含生成电磁场的充电器26。该充电器可包含一个或多个位于充电区域24的下表面（诸如底座）上或下表面以下的感应线圈27，用以在充电区域24中生成电磁场。电磁场从感应线圈27进入充电区域24，并意在与便携式电子设备25中设置的一个或多个感应式接收线圈120无线耦合，以便向其传输电能来为一个或多个可充电电池充电。因此，电磁场存在于充电区域24之内。
图5示出了描述适应性强的无线通信***的示意图，该无线通信***包括无线充电***30和集成式车载***之间的网络连接，集成式车载***包括将光线引导至多个内部位置来为车辆内侧的这些位置照明的照明***。这些内部位置可包括充电模块指示器54、仪表组指示器56、触摸屏指示器58和方向盘指示器60。充电***30可通过车辆总线50接合多个网络：私人访问网络，比如WAN/LAN（广域网/局域网）；公共访问网络，比如互联网；以及车内网络，比如控制器局部网（CAN）、总成线数据链路（ALDL）和局部互联网（LIN）。当充电***30连接到车内数据总线50时，无线充电***30内的控制器40可基于检测到的可充电设备25的充电状态向连接到车辆集成***的车辆功能控制器52提供充电状态信息和/或发出命令。然后，基于来自***30的状态信息，车辆功能控制器52可向车载照明***发送信息，车载照明***将处理该信息并控制在车辆照明区域内和/或周围的照明量和类型。可选地，如果车载连接***能使用与设备25兼容的通信协议，则设备25的充电状态可由连接到车载连接***的车辆功能控制器52直接测得。在这种情况下，充电状态信息可由设备25直接传送到车载连接***以调整车辆内部件和区域的照明，而无需首先由***30的控制器40感测设备25的充电状态。
车辆10内部可包含并装备充电模块指示器单元54。充电模块指示器单元54可包括位于充电区域24之内或周围的照明光源。应当理解，可使用多种照明光源中的任意一种，比如发光二极管、白炽灯泡、放电灯等等。此外，照明光源可被安装在充电区域24之内的隐蔽位置，从而为储物箱、托盘、杯座以及同样可包含在充电区域24之内的其它容器提供美观的照明。同时，充电区域内的开口还可用以允许照明光源的光亮逸出，从而更好地照亮充电区域24的周围区域。根据检测到的设备25的充电状态，车载照明***可控制传送至充电模块指示器单元54的照明光源的照明量、照明模式（比如闪光开闭）和/或照明类型（比如颜色或色调）。
可通过车载连接***和充电器30/设备25之间的通信来调整照明以向用户指示特定充电状态的车辆内其它区域可为仪表组指示器单元56、接近触摸屏GUI的指示器单元58以及方向盘指示器60。可将照明调整成使得车辆的使用者可轻易地确定正在被充电设备的充电状态而无需将视线移离路面的车辆内的其它位置包括车门把手、安全带、车门锁、天窗、手刹、换挡杆（level regulator）和脚下空间。照明可来自于车辆内现有的环境照明装置，从而允许照明装置用作双重照明组件：作为无线充电指示器并为车辆的特定区域提供照明。
图6所示的表格示出了照明指示的一个典型实施例，根据可充电设备25的至少一个感测到的充电状态，该照明指示可提供给车辆的不同内部位置。如图6中1至3行所示，可充电设备25可由***30检测为完全充电状态、部分充电状态或者低充电状态/完全放电。可充电设备25可配置成向充电***30传输指示储存充电状态的信息。然后，***30可配置从设备25传输来的信息以将上述信息分类在特定的充电范围内。举例来说，如果来自设备25的充电状态信息包含有的充电状态值在大于或等于Y值但小于X值的预定充电状态范围之间，那么该设备会被分类为“部分充电”。在这种情况下，无线充电***30可向车载连接***的车辆功能控制器52发送信息，该信息指示车辆照明单元向充电模块指示器单元54提供大体黄色的照明，从而使充电区域24内部和周围的照明光源发出黄光。充电区域24和/或其它合适地显而易见的车辆照明位置的这种照明允许车辆使用者轻松地确定正在充电的设备的充电状态，而不影响使用者在车辆内执行重要功能的能力，比如驾驶或注意路面。
如图6中4至5行所示，可充电设备25可由***30检测为对于在充电***30上充电对齐欠佳但仍然能够充电或由于未对齐而完全不能充电。在一些实施例中，未对齐的程度可由***30内的对齐测量电路检测，对齐测量电路确定位于设备25的接收器之内和***30的发射器之内的一些通信芯片的接近程度。较高程度的未对齐（即，此时设备由于未对齐的程度而不能充电）可通过位于设备25的接收器中的一些芯片与位于***30的发射器中的其它芯片之间的距离量来检测。可选地，也可通过将***30配置成测量由***30转移到设备25的电量来实现***30对设备25的未对齐量的检测。随后，无线充电***30可向车载连接***的车辆功能控制器52发送关于检测到的未对齐程度的信息，根据所发现的未对齐程度，该信息指示车辆照明单元为用户提供可见指示。作为一个示例，在图5所示实施例中，如果***30判定设备对其欠佳但仍能充电，则车辆照明单元将在充电区域24的内部及周围和/或车辆10的其它可选位置（比如仪表组指示器56和触摸屏指示器部分58）闪烁黄色照明。
如第6行所示，***30也可确定所检测的设备25是否能够由***30感应式充电。上述判断可通过确定设备的尺寸和/或质量是否满足尺寸和/或质量的预定阈值来实现。如果***30判定该设备在阈值标准之内，那么，可以预计该设备能够被充电***30充电。如第7行所示，如果充电***已经被检测为故障，则***30也可向车辆功能控制器发送信息。举例来说，尽管设备25的接收器被检测为在***30上充分对齐，则传感器28检测到***30的发射部分110不能提供足够的能量的情况可表明***30出现故障。如果设备25被认定为不能充电或***30被检测为故障，则***30可通过车辆总线50向车辆功能控制器52发送至少一条关于设备不能充电或无线***故障的状态信息。然后，车辆功能控制器52与车辆照明单元通信，从而为用户提供反映所确定的特定状态的可见指示。在图6所示的实施例中，如果***30判定设备25不能充电，则车辆照明单元将在充电区域24的内部和周围或在车辆10的其它可选位置的内部和/或周围（比如仪表组或触摸屏图标指示器）闪烁白色照明。如果判定***30故障，车辆照明单元将设定充电区域24的内部和周围或车辆10其它可选择位置的内部和/或周围（比如仪表组或触摸屏图标指示器）的照明为特定的除绿色、黄色和红色之外的颜色和色泽。
应该理解，中心充电区域24可通过包括集成式照明单元的下凹式中控台模块来实现，该集成式照明单元向控制台之外的部位提供区域照明。当然，充电区域24及车辆内其它指示器位置的实际尺寸、形状和其它设计特征通常取决于特定车辆应用的美观性和功能性设计，而不应限定为前面描述中所示的特定实施例。对于本领域的技术人员，各种变化和修改是明显的。举例来说，尽管将充电区域24的内部和周围或能够照明的车辆其它可能区域设定为绿色照明可指示完全充电状态，但应该理解，还可采用其它形式来指示完全充电状态，比如，特定的音频指示或相对于部分充电或放电状态的较大照明强度。
因此，应该理解，在不背离本发明内容的情况下，可以对上述结构进行变化和修改，并且可以进一步理解，除非另外指定，否则这些内容被权利要求所覆盖。

Claims (20)

1.一种无线充电***，包括：
用于为车辆中充电区域内的可充电设备充电的无线充电器；
检测所述充电区域内的所述可充电设备的充电状态的控制器；以及
接近或位于所述充电区域上的用于通过点亮一个或多个光源来指示所述充电状态的照明指示器。
2.根据权利要求1所述的***，其中，所述充电状态的指示包括点亮特定颜色的所述光源中的至少一个或多个。
3.根据权利要求1所述的***，其中，所述充电区域配置在所述车辆内的控制台或托盘中。
4.根据权利要求1所述的***，其中，所述充电区域是仪表组指示器、触摸屏指示器或者仪表板指示器的其中之一。
5.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器检测接近所述充电器的可充电设备的未对齐，并提供所述设备的未对齐指示。
6.根据权利要求5所述的***，其中，所述未对齐指示是接近或位于所述充电区域上的至少一个光源的闪烁。
7.根据权利要求5所述的***，其中，检测未对齐包括确定所述设备是否由于未对齐而不能充电。
8.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器根据检测到的充电状态将所述充电状态确定为完全充电、部分充电或放电。
9.根据权利要求1所述的***，还包括：检测所述充电器的故障并根据检测到的故障将至少一种光源设定为预定颜色。
10.根据权利要求1所述的***，其中，所述充电状态的指示是接近或位于所述充电区域上的至少一个光源闪烁特定的颜色。
11.一种用于指示无线充电***的充电状态的方法，所述方法包括：
在车辆内的充电区域中使用无线充电器对可充电设备感应式充电；
检测所述可充电设备的充电状态；以及
向用户提供所述充电状态的指示，其中，所述指示是接近或在所述充电区域上配置的一个或多个光源的照明。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述充电状态的指示包括点亮特定颜色的所述光源中的至少一个或多个。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述充电区域配置在所述车辆内的控制台或托盘中。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述充电区域是仪表组指示器、触摸屏指示器或者仪表板指示器的其中之一。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括：检测接近所述充电器的可充电设备的未对齐，并提供所述设备的未对齐指示。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述未对齐指示是接近或位于所述充电区域上的至少一个光源的闪烁。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，检测未对齐包括确定所述设备是否由于未对齐而不能充电。
18.根据权利要求11所述的方法，还包括：根据检测到的充电状态将所述充电状态确定为完全充电、部分充电或放电。
19.根据权利要求11所述的方法，还包括：检测所述充电器的故障并根据检测到的故障将至少一个光源设定为预定颜色。
20.根据权利要求11所述的方法，其中，所述充电状态的指示是接近或位于所述充电区域上的至少一个光源闪烁特定的颜色。
CN201310706179.8A 2013-01-24 2013-12-19 无线充电过程中指示充电状态的***和方法 Pending CN103972947A (zh)

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