KR20140085557A - 무선 키 포브 및 상호작용 시스템을 위한 신호 구분 - Google Patents

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Abstract

자동차용 무선 충전 시스템으로서, 이 시스템은 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신기와 연관된 검출기 디바이스, 및 무선 전력 송신기와 작동적으로 연관된 제어기를 포함한다. 제어기는 검출기 디바이스를 이용하여 자동차 제어 신호가 있는지를 감지하고, 자동차 제어 신호가 있다면 무선 전력 송신기로부터 수신 디바이스로의 전자기 에너지의 전송을 중지하고, 미리 정해진 기간 후에 무선 전력 송신기로부터 수신 디바이스로 전자기 에너지의 전송을 재개한다.

Description

무선 키 포브 및 상호작용 시스템을 위한 신호 구분{SIGNAL DISCRIMINATION FOR WIRELESS KEY FOBS AND INTERACTING SYSTEMS}
본 발명은 무선 전기 충전 유닛에 대한 제어 시스템에 관한 것이다.
무선 충전 시스템은 자동차 환경, 예컨대, 휴대폰, 랩톱 컴퓨터, 및 손전등과 같은 디바이스 상의 배터리를 재충전하기 위해 개발되어 왔다. 그러나, 이러한 시스템들은 원격 입력 및 자동차 시동을 위한 포브(fob)와 같은 다른 자동차 시스템들에 필요한 신호를 간섭할 수 있다.
원격 입력 또는 시동 시스템과 같은 자동차 상의 원격 기반 시스템들은 특정 자동차와 통신하는 원격 디바이스 - 이하에 포브라고 지칭됨 - 를 일반적으로 포함한다. 이들 시스템은, (1) 수신 키 포브가 자동차에 근접할 때, (2) 문이 열릴 때, 또는 (3) 자동차 시동 버튼이 눌릴 때 자동차가 자동차 제어 신호를 전송하는 것을 전제로 하여 동작한다. 키 포브 자신은 자동차의 전송된 신호에 튜닝된 신호 수신기이다. 일반적으로, 자동차 제어 시스템은 키 포브에 의해 수신된 신호를 전송하고 키 포브는 자동차로부터 신호를 수신하였음을 확인하기 위해 신호를 다시 전송한다. 일부 예에서, 키 포브는 예컨대, 자동차의 문을 잠금해제 하거나 또는 엔진 시동을 위해 자동차에 신호를 전송함으로써 통신을 개시할 수 있다. 본문에서는 키리스(keyless) 시동과 관련된 자동차 제어 신호에 중점을 두었지만, 기본 원리는 자동차 문의 잠금 또는 잠금해제와 같은 무선 키 포브의 다른 사용들에 적용된다.
일반적으로, 자동차 제어 신호 및 키 포브 신호는 무선 충전기로부터의 신호에 비해 비교적 약하다. 무선 충전 신호는 또한 자동차 신호 및 키 포브가 수신하도록 설정되어 있는 튜닝된 주파수에 상대적으로 근접하다. 이에 따라 키 포브는 키 포브 시스템의 능력을 사실상 압도하는 무선 충전기로부터의 유도된 신호를 수신하여 필요한 신호 처리를 계속하고 적절한 자동차 동작을 하게 할 수 있다.
무선 충전 주파수가 이러한 과출력 신호를 유도하지 못하도록, 양 시스템의 동작을 검출하지만 바람직하게는 가능한 짧은 기간 동안 무선 충전기를 중지하기 위한 수단이 개발되어야 한다. 이러한 방식으로, 자동차 동작들이 유지되는 한편 무선 전력 충전 시간은 최대화된다.
따라서, 일 실시예에서, 본 발명은 자동차에 대한 무선 충전 시스템을 제시한다. 이 시스템은 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신기와 연관된 검출기 디바이스, 및 무선 전력 송신기와 작동적으로 연관된 제어기를 포함한다. 제어기는 검출기 디바이스를 이용하여 자동차 제어 신호가 있는지를 감지하고, 자동차 제어 신호가 있다면 무선 전력 송신기로부터 수신 디바이스로의 전자기 에너지의 전송을 중지하고, 미리 결정된 기간 후에 무선 전력 송신기로부터 수신 디바이스로의 전자기 에너지 전송을 재개한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 자동차 내의 무선 충전 시스템을 제어하는 방법을 제시한다. 이 방법은 무선 전력 송신기와 연관된 검출기 디바이스를 이용하여 자동차 제어 신호가 있는지를 감지하는 단계; 자동차 제어 신호가 있다면 무선 전력 송신기로부터 수신 디바이스로의 전자기 에너지의 전송을 중지하는 단계; 및 미리 결정된 기간 후에 무선 전력 송신기로부터 수신 디바이스로의 전자기 에너지의 전송을 재개하는 단계를 포함한다.
상세한 설명 및 첨부 도면들을 고려함으로써 본 발명의 다른 양태들이 명확해질 것이다.
도 1은 무선 충전 시스템을 포함한 자동차를 도시한다.
도 2는 무선 충전 시스템의 검출기 디바이스에 의해 측정될 타입의 일련의 전자기 신호를 도시한다.
도 3은 무선 충전 시스템의 블록도를 도시한다.
도 4 및 도 5는 키 포브 신호 및/또는 자동차 제어 신호가 전송되고 있는지 판정하기 위한 회로의 컴포넌트들을 도시한다.
도 6은 키 포브 신호 및/또는 자동차 제어 신호가 전송되고 있는지 판정하기 위한 회로의 컴포넌트들을 도시한다.
도 7a 내지 도 7c는 자동차 제어 신호 검출 메커니즘을 포함한 무선 충전 시스템으로부터의 오실로스코프 휘선(oscilloscope trace)을 도시한다.
도 8a 내지 도 8f는 자동차 제어 신호 검출 메커니즘을 포함한 무선 충전 시스템으로부터의 오실로스코프 휘선을 도시한다.
본 발명의 임의의 실시예들이 상세히 설명되기 전에, 본 발명은 본 출원에서 이후의 기술에 제시되거나 또는 이후의 도면들에 예시되는 구성의 상세 및 컴포넌트의 배열에 국한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 발명은 다양한 방법으로 다른 실시예들이 구현되거나 실행될 수 있다.
수신 디바이스(120), 즉, 휴대폰, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 또는 손전등과 같은 재충전가능한 배터리를 갖는 휴대 전자 디바이스(도 1)를 재충전하기 위한 무선 충전 시스템(110)이 일부 자동차들(100)에 제공되어 있다. 자동차(100)의 본래의 장비이거나 또는 애프터마켓 부가물(aftermarket add-on)일 수 있는 무선 충전 시스템(110)은 일반적으로 수신 디바이스(120)의 유도 충전을 용이하게 하기 위해 하부에 내장된 코일(114)을 갖는 충전면(112)을 포함하고, 수신 디바이스(120) 자신은 무선 충전 시스템(110)의 코일(114)로부터 발산되는 전자기 에너지를 수신하도록 설계되어 있는 코일을 포함한다. 패드 또는 트레이일 수 있는 충전면(112)은 자동차의 대시보드(dashboard), 앞좌석 및/또는 뒷좌석 사이의 콘솔, 팔걸이, 글로브 박스(glove box), 또는 자동차 내부의 임의의 다른 위치에 설치될 수 있다(도 1).
무선 키리스 입력 및 시동 시스템을 제공하는 키 포브(130) 또는 다른 디바이스들이 다수의 자동차들(100)에 또한 제공된다(도 1). 이러한 자동차들은 키리스 입력 및 키리스 시동 시스템을 활성화하기 위해 키 포브(130)와 통신하는 자동차 제어 시스템(140)을 포함한다. 일부 자동차들(100)에서, 자동차 제어 시스템(140)은 포브(130)가 자동차(100)에 근접하여 있는 때를 검출하고 키 포브(130)가 자동차 외부의 주변에 있을 때 문 손잡이의 또는 그 주변의 센서가 접촉될 경우에 문을 잠금해제하거나 문들을 자동으로 잠금해제한다. 키 포브(130)가 자동차(100)의 내부에 있을 때(즉, 운전자가 키 포브를 지닌 채 자동차로 들어간 경우에), 자동차 제어 시스템(140)은, 키 포브(130)가 자동차(100)의 내부에 있을 때 버튼이 눌려지는 경우에, 키리스 시동 시스템이 동작하도록, 예컨대 자동차의 엔진을 시동거는 것을 허용한다.
일반적으로, 키 포브(130)는 전자 식별 회로뿐만 아니라 자동차 제어 시스템(140)과 통신하기 위한 안테나 및 송신기를 포함한다. 키 포브(130)는 식별회로의 동작 및 자동차 제어 시스템(140)과의 통신을 용이하게 하기 위한 내부 배터리를 포함할 수 있거나, 또는 키 포브(130)는 내부 전력 소스를 포함하지 않고 대신에 자동차 제어 시스템(140)의 통신 신호들로부터의 에너지를 캡처링하는 것에 의존하여 자동차 제어 시스템(140)과의 간략한 통신 중에 키 포브(130)에 전력을 공급할 수 있다.
자동차 환경에 무선 충전 시스템(110)을 도입하는 것에 따른 잠재적인 문제는 전력을 수신 디바이스(120)에 전달하기 위한 무선 충전 시스템(110)이 발산하는 전자기 에너지가 상술된 키리스 원격 입력 시스템 또는 시동 시스템과 같은 자동차(100)의 중요 시스템들의 동작을 또한 방해할 수 있다는 것이다.
따라서, 본 발명은 무선 충전 시스템과 자동차 제어 시스템 사이의 간섭을 제거하기 위해 자동차의 무선 충전 시스템을 제어하기 위한 방법 및 시스템을 제시한다.
일 실시예에서, 자동차에 대한 무선 충전 시스템은 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신기와 연관된 검출기 디바이스, 수신 디바이스, 및 무선 전력 송신기와 연관된 제어기를 포함한다. 다수의 실시예들에서, 제어기는 무선 전력 송신기로부터 수신 디바이스로 전자기 에너지를 송신하고 검출기 디바이스를 이용하여 자동차 제어 신호가 있는지를 감지하도록 구성되어 있다. 제어기가 자동차 제어 신호가 있다고 검출하면, 제어기는 무선 전력 송신기로부터 수신 디바이스로의 전자기 에너지 송신을 중지하고, 미리 결정된 기간 후에 무선 전력 송신기로부터 수신 디바이스로의 전자기 에너지 송신을 재개한다.
일부 실시예들에서, 자동차 제어 신호가 있는지 감지하기 위해, 제어기는 자동차 내의 전자기 신호를 측정하고, 전자기 신호 내의 적어도 하나의 신호 컴포넌트를 식별하고, 적어도 하나의 신호 컴포넌트가 자동차 제어 신호를 포함하는지 판정하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 2는 검출기 디바이스가 측정할 타입의 일련의 전자기 신호들을 도시한다. 도 2의 맨 위 행(top row)은 무선 전력 송신기가 발산하는, 주파수(f1) 및 진폭(a)을 갖는 연속적인 사인파형 신호로서 도시되는 전형적인 신호를 나타낸다. 도 2의 중간 행은 자동차 제어 시스템이 발산하는, 주파수(f2) 및 진폭(b)을 갖는 간헐적인 사인파형 신호로서 도시되는 전형적인 신호를 나타낸다. 자동차 제어 신호 지속시간은 몇 십 내지 몇 백 밀리초(millisecond)만큼 짧을 수 있고, 주파수는 90 내지 150 kHz의 범위에 있을 수 있다. 도 2의 맨 아랫 행은 무선 전력 송신기 및 자동차 제어 시스템으로부터의 신호들의 결합(f1 + f2로 표시됨)을 나타내고, 이것은 자동차 제어 시스템이 무선 전력 송신기와 동시에 활성화되는 경우에 검출기 디바이스에 의해 측정될 것이다. 도 2에 도시된 예에서, 기간 t1 및 t3동안에는 오직 무선 전력 송신기로부터의 신호만 있는 반면에, 기간 t2 및 t2 -1 동안에는 무선 전력 송신기 및 자동차 제어 시스템 양자로부터의 신호들이 있다. 무선 전력 송신기 및 자동차 제어 시스템으로부터의 신호들은 기간 t2 -1에 비해 기간 t2에서 서로 상이한 위상을 가질 수 있기 때문에, 기간 t2 및 t2 -1 동안의 결합된 신호들은 동일하지 않을 수 있다.
임의의 특정 시간에 자동차 제어 시스템이 신호들을 전송하는지를 판정하기 위해, 도 2의 맨 아랫 행에 도시된 바와 같이 신호를 분해하여 개별 신호 컴포넌트들을 식별할 필요가 있다. 일 실시예에서, 이것은, 측정된 신호에서 특정 주파수(또는 주파수들의 범위)의 신호가 존재하는 때를 식별하기 위해 검출기 디바이스로부터의 신호를 자동차 제어 시스템 및/또는 키 포브로부터의 신호의 주파수에 대응하는 주파수로 튜닝된 회로에 입력함으로써 수행된다(도 4 및 도 5). 다른 실시예에서, 검출기 디바이스로부터의 신호는 소프트웨어 루틴을 이용하여 수치화되고 분석되며, 이 소프트웨어는 신호를 (예컨대, 데이터를 주파수 도메인으로 변환하고 주파수 스펙트럼을 분석함으로써) 컴포넌트 주파수들로 분리하고 자동차 제어 신호에 대응하는 하나 이상의 컴포넌트를 식별한다. 도 2에 도시된 예에서, 무선 전력 송신기로부터의 신호가 tp1 지점에서 검출될 수 있다. 다른 한편으로, 자동차 제어 신호의 검출 지점(tp2)은, f1 및 f2가 tp3 지점에서 결합하기 시작하는 시간에서 시작하는 래깅 시간(lag time)을 나타내는 기간(t4)에 있을 수 있다.
무선 전력 송신기로부터의 신호들이 단일 주파수의 규칙적인 사인파형 패턴을 갖는 것으로서 도 2에 도시되어 있지만, 일부 실시예들에서 이 신호는 고정된 주파수를 갖지 않을 수 있고 또한 사인파형 이외의 패턴을 가질 수 있다. 이 경우에, (예컨대, 무선 전력 송신기로부터의 출력으로서 제공되는) 기준 신호는 무선 전력 송신기에 대응하는 컴포넌트의 식별을 용이하게 하기 위해 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 기준 신호를 이용해 무선 전력 송신기로부터의 신호 컴포넌트는 검출기 디바이스가 측정한 결합된 신호로부터 (회로를 이용하거나 소프트웨어 기반 알고리즘을 이용하여) 차감되어 자동차 제어 신호를 식별할 수 있다.
자동차 제어 시스템이 포브와 통신을 시도하고 있다고 판단되었다면, 무선 전력 송신기는 미리 정해진 기간 동안 중지된다. 이 기간은 일반적으로 대략 수 초, 예컨대 2 내지 5초이고, 자동차 제어 시스템이 동작을 완료하기 위해, 예컨대 자동차의 시동을 거는데 필요할 수 있는 기간에 의해 결정된다.
무선 전력 송신기는 몇 가지 상이한 방법으로 중지될 수 있다. 무선 전력 송신기로의 전력은 무선 충전 시스템을 제어하는 마이크로프로세서로의 전력 공급을 중지하거나 무선 충전 시스템으로의 주 전력 공급을 직접 중지하거나 또는 대안적으로 무선 전력 송신기에 내부 제어 로직을 이용하여 출력 전력 송신을 턴오프하는 신호를 전송하여 중지될 수 있다.
도 3은 무선 충전 시스템(300)의 일 실시예의 블록도를 도시한다. 시스템(300)은 자동차 제어 신호(305)를 측정하고 그것을 신호 선처리/증폭 모듈(320)에 전송하는 자동차 신호 센서(310)를 포함한다. 신호 선처리/증폭 모듈(320)은 차례로 신호를 신호 관리 모듈(330)에 송신한다. 신호 관리 모듈(330)은 하나 이상의 신호를 자동차 시스템 판정 모듈(340)에 전송하고, 자동차 시스템 판정 모듈(340)은 수신된 자동차 제어 신호 및/또는 무선 충전 시스템의 특정 컴포넌트를 식별하기 위해 튜닝된 회로(도 4 및 도 5) 또는 소프트웨어 루틴을 이용하여 자동차 제어 신호(305)가 활성화되어 있는지 여부를 판정할 수 있다. 신호 관리 모듈(330)은 부가적 입력으로서 기준 신호(350) 및 무선 충전기 전력 신호 주파수 신호(360)를 포함한다. 자동차 시스템 판정 모듈(340)이 자동차 제어 신호(305)가 활성화되어 있다고 판정한다면, 자동차 시스템 판정 모듈(340)은 미리 정해진 기간 동안 주 전력 입력(370) 및 무선 충전 제어기(380) 중 하나 또는 양자를 제어함으로써 무선 충전을 중지한다. 무선 충전 시스템의 모듈들은 마이크로프로세서, 메모리 및 데이터 저장소, 및 입출력 기능을 포함하는 제어기(390)에 의해 제어된다. 또한, 각각의 모듈은 그 자신의 로컬 제어기를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 자동차 신호 센서(310)(또는 검출기 디바이스)를 포함하는 무선 충전 시스템(300)이 하우징(housing)에 제공된다. 일 실시예에서, 신호 센서(310)는 무선 충전 시스템의 다른 컴포넌트들과 함께 인쇄 회로 기판 상에 위치한다. 다수의 실시예들에서, 하우징은 자동차 신호 센서(310)에 의한 무선 충전 신호들의 수신을 최소화하기 위해 하나 이상의 면을 차폐하는 것을 포함한다. 일 특정 실시예에서, 무선 충전 시스템(300)의 송신기 코일은 차폐되고, 자동차 신호 센서(310)는 무선 전력 송신기의 송신기 코일의 차폐부 아래에 위치한다. 또 다른 실시예들에서, 자동차 신호 센서(310)는, 자동차 제어 신호(305)의 수신을 최대화하고 검출되는 무선 충전 신호의 양을 더 제한하도록 배열된 하나 이상의(예컨대, 2축 또는 3축) 방향성 안테나들을 포함하고, 이에 의해 자동차 제어 신호(305)의 검출을 향상시킨다.
다수의 실시예들에서, 본 발명은 자동차 내의 무선 충전 시스템을 제어하는 방법을 포함한다. 특정 실시예들에서, 이 방법의 하나 이상의 단계들은 무선 전력 송신기의 제어기와 연관되는 마이크로프로세서에 의해 수행된다.
키 포브 또는 자동차 제어 시스템으로부터의 신호를 검출하기 위한 회로의 다른 실시예가 도 6에 도시되어 있다. 일 특정 실시예에서, 키 포브 수신 코일은 충전 코일에 인접하게 배열된 무선 충전 시스템에 집적될 수 있다. 예를 들면, 무선 충전 시스템의 컴포넌트는 위에서부터 아래로, 페라이트 플레이트를 포함하는 충전 코일; 페라이트 플레이트보다 약간 더 큰(예컨대, 각각의 면에 5mm만큼 돌출될 수 있는) 구리 플레이트(예컨대, 0.74mm 두께); 제어기 또는 다른 회로 기판; 및 충전 코일에 근접하여 정렬된 키 포브 수신 코일을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 키 포브 수신 코일은 Premo(스페인)의 모델 번호 3DC1515로부터의 3축 트랜스폰더 인덕터이고, 다른 적절한 코일 컴포넌트들도 또한 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 도 6의 회로의 입력(Vin)은 무선 충전 시스템에 집적된 키 포브 수신 코일(즉, 키 포브 신호들을 검출하기 위한 수신 코일)로부터 얻어진다. 신호는 먼저 고역 통과 필터를 거치고, 그 후에 증폭기, 및 비교기를 거친다. 일 실시예에서, 고역 통과 필터는 대략 118kHz의 컷오프 주파수를 갖지만, 다른 주파수도 또한 가능하다. 그 후에, 자동차 제어 시스템의 활동이 검출된다면, 비교기의 출력은 단안정(monostable) 플립-플롭(도 6에서 "지연 회로"라 표기됨)을 트리거한다. 일 실시예에서, 무선 충전 시스템은 110kHz의 주파수를 갖는 신호를 발산하는 한편, 자동차 제어 시스템은 125kHz의 주파수를 갖는 신호를 발산한다. 자동차 제어 시스템이 신호를 생성하는지 판정하기 위해, 키 포브 수신 코일로부터의 신호는 비교기에서 기준 신호, 예컨대 110kHz 신호(조정가능한 전압 분할기(R6)로서 도 6에 도시됨)에 비교된다. 무선 충전 시스템에 의해 생성된 110kHz 신호가 기준 신호 레벨을 초과하지 않지만, 무선 충전 시스템 및 자동차 제어 시스템 양자가 동작중일 때 키 포브 수신 코일에 의해 검출되는 복합 신호는 기준 신호 레벨을 넘을 것이고, 그 결과 단안정 플립-플롭을 트리거할 것이다. 단안정 플립-플롭의 활성화시에, 출력은 (무선 전력 송신기로의 직접적 전기 접속을 차단하기 위해) 광학 결합기를 통해 충전 회로를 셧오프하는 스위치에 공급된다(도 6). 트리거되면, 단안정 플립-플롭은 수 초(예컨대 3 내지 10초)동안 '락아웃(lockout)'을 제공하고, 이는 일반적으로 키 포브 조회 싸이클(interrogation cycle)의 나머지 동안 무선 충전 시스템을 락아웃한다.
일반적으로, 자동차 제어 시스템이 시그널링(signaling)을 시작하는 시간으로부터 단안정 플립-플롭이 트리거될 때까지의 지연이 있고 무선 충전 시스템에서의 송신 코일이 에너지 송신을 중지할 때까지의 추가적인 지연이 있다. 자동차 제어 시스템 신호가 오직 짧은 기간동안에만 송신된다고 상정하면, 무선 충전 시스템을 가능한 신속하게 셧오프할 수 있도록 지연 시간을 최소화하는 것이 중요하다. 무선 충전 시스템이 충분히 빨리 턴오프되지 않는다면, (예컨대, 키 포브로의 또는 키 포브로부터의) 자동차 제어 시스템 신호는 액션(예컨대, 자동차의 시동)이 완료되기 전에 종료할 수 있다. 따라서, 자기장이 소실되는데 걸리는 시간 양과 그에 따라 무선 충전 시스템에서 방사하는 에너지를 제거하기 위해 필요한 시간 양을 감소시키기 위해, 무선 충전 시스템의 송신기 코일은 (0의 저항값 가질 수 있는) 저항으로 단락될 수 있다.
도 7a 내지 7c는 자동차 제어 신호 검출 메커니즘을 포함하는 무선 충전 시스템의 일 실시예로부터의 오실로스코프 휘선을 도시한다. 각각의 도 7a 내지 도 7c에서, 맨 윗 부분(CH1)은 단안정 플립-플롭의 출력에 대응하고, 중간 부분(CH2)은 키 포브 수신 코일로부터의 신호에 대응하고, 맨 아랫 부분(CH3)은 무선 충전 시스템으로부터 떨어진 위치에 장착된 키 포브 수신 코일로부터의 신호이고, 원격으로 장착된 키 포브 수신 코일은 무선 충전 시스템으로부터의 신호와 별개인 자동차 제어 시스템으로부터의 신호를 모니터링하기 위한 기준으로서 사용된다.
도 7a에 표기된 바와 같이, 각각의 휘선의 좌측 부분은 자동차 제어 시스템으로부터의 신호의 시작("키 포스 통신의 시작"이라 표기됨)에 대응한다. 단안정 플립-플롭으로부터의 CH1 신호에서의 계단식 감소에 의해 나타나는 바와 같이 다음 위상은 키 포브 신호의 검출이다. 최종적으로, CH2의 나중 부분이 자동차 제어 시스템 신호에 단독으로 대응하는 CH3 신호를 닮은 경우에서 알 수 있는 바와 같이, 무선 충전 시스템의 송신 코일은 비활성화되어 송신을 중지한다.
도 8a 내지 도 8f는 자동차 제어 신호 검출 메커니즘을 포함하는 무선 충전 시스템의 일 실시예로부터의 오실로스코프 휘선을 도시한다. 각각의 도 8a 내지 도 8f에서, 맨 윗 부분(CH1)은 키 포브 수신 코일로부터의 신호에 대응하고, 중간 부분(CH2)은 무선 충전 시스템의 송신 코일을 제어하는 신호에 대응하고, 맨 아랫 부분(CH3)은 단안정 플립-플롭의 출력에 대응한다. 각각의 휘선에서 수직 파선은 무선 충전 시스템의 송신 코일로의 전력이 셧오프될 때(좌측 수직 파선) 및 코일로부터의 신호가 중단될 때(우측 수직 파선)를 나타낸다. 도 8a 내지 도 8f의 실시예에서, 자동차 제어 신호를 검출하는데 약 100 마이크로초가 소요되는 반면에, 무선 충전 시스템의 코일로부터 신호의 중단을 완료할 때까지의 시간은 약 900 마이크로초에서 약 5밀리초까지 변화했다. 가변성은 수신기(즉, 휴대폰 또는 다른 디바이스에서 재충전가능한 배터리와 같은 수신 디바이스) 상의 부하와 상관관계가 있고, 수신기 상의 5 와트 부하는 무선 충전 시스템의 코일로부터의 신호의 중단을 완료할 때까지 가장 짧은 시간(약 900 마이크로초)을 야기하였고 가장 긴 시간(약 5 밀리초)은 수신기 상에 부하가 없을 때 관찰되었다. 이론에 국한되지 않고, 더 큰 부하를 갖는 수신기가 송신 코일로부터의 신호를 흡수하고, 그에 따라 자기장이 더 신속히 소실되는 것을 도울 수 있다. 따라서, 다수의 실시예들에서, 송신 코일은 자동차 제어 신호가 검출될 때 자기장이 더 신속히 소실되는 것을 용이하게 하기 위해 단락된다.
따라서, 본 발명은, 무엇보다, 자동차 내의 무선 충전 시스템을 제어하기 위한 방법 및 시스템을 제시한다. 본 발명의 다양한 특징 및 장점은 이하의 청구범위에서 제시되고 있다.

Claims (20)

  1. 자동차 내의 무선 충전 시스템을 제어하는 방법으로서,
    무선 전력 송신기와 연관된 검출기 디바이스를 이용하여 자동차 제어 신호가 있는지를 감지하는 단계;
    자동차 제어 신호가 있다면 무선 전력 송신기로부터 수신 디바이스로 전자기 에너지의 송신을 중지하는 단계; 및
    미리 정해진 기간 후에 상기 무선 전력 송신기로부터 상기 수신 디바이스로 전자기 에너지의 송신을 재개하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    자동차 제어 신호가 있는지를 감지하는 단계는,
    상기 자동차 내의 전자기 신호를 측정하는 단계;
    상기 전자기 신호 내의 적어도 하나의 신호 컴포넌트를 식별하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 신호 컴포넌트가 상기 자동차 제어 신호를 포함하는지 판정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전자기 신호 내의 적어도 하나의 신호 컴포넌트를 식별하는 단계는 상기 자동차 제어 신호의 주파수에 대응하는 주파수로 튜닝된 회로에 상기 전자기 신호를 입력하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 전자기 신호 내의 적어도 하나의 신호 컴포넌트를 식별하는 단계는 상기 전자기 신호를 수치화하고 상기 수치화된 전자기 신호를 분석하여 상기 자동차 제어 신호의 주파수에 대응하는 주파수를 식별하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수신 디바이스는 휴대폰, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 및 손전등으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    무선 전력 송신기로부터 수신 디바이스로 전자기 에너지를 송신하는 단계는 유도 결합을 이용하여 무선 전력 송신기로부터 수신 디바이스로 전자기 에너지를 송신하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 검출기 디바이스는 지향성 안테나를 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자동차 제어 신호는 키 포브 및 자동차 제어 시스템 중 적어도 하나에 의해 생성되는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신기는 하우징 내에 위치하고 상기 검출기 디바이스는 상기 하우징 내에 위치하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하우징은 적어도 한 면 상에 차폐부를 포함하고, 상기 무선 전력 송신기와 연관된 검출기 디바이스를 이용하여 자동차 제어 신호가 있는지를 감지하는 단계는 자동차 제어 신호가 상기 차폐부로부터 멀어지는 방향에 있는지를 감지하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 자동차를 위한 무선 충전 시스템으로서,
    무선 전력 송신기;
    상기 무선 전력 송신기와 연관된 검출기 디바이스; 및
    상기 무선 전력 송신기와 동작가능하게 연관된 제어기
    를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 검출기 디바이스를 이용해 자동차 제어 신호가 있는지 감지하고;
    자동차 제어 신호가 있다면 상기 무선 전력 송신기로부터 수신 디바이스로 전자기 에너지의 송신을 중지하고;
    미리 정해진 기간 후에 상기 무선 전력 송신기로부터 상기 수신 디바이스로 전자기 에너지의 송신을 재개하는
    시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 자동차 내의 전자기 신호를 측정하고,
    상기 전자기 신호 내의 적어도 하나의 신호 컴포넌트를 식별하고,
    상기 적어도 하나의 신호 컴포넌트가 상기 자동차 제어 신호를 포함하는지 판정하는
    시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 전자기 신호를 상기 자동차 제어 신호의 주파수에 대응하는 주파수로 튜닝된 회로에 입력하는 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 전자기 신호를 수치화하고, 상기 수치화된 전자기 신호를 분석하여 상기 자동차 제어 신호의 주파수에 대응하는 주파수를 식별하는 시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 수신 디바이스는 휴대폰, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 및 손전등으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 시스템.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는 유도 결합을 이용하여 무선 전력 송신기로부터 수신 디바이스로 전자기 에너지를 송신하는 시스템.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 검출기 디바이스는 지향성 안테나를 포함하는 시스템.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 자동차 제어 신호는 키 포브 및 자동차 제어 시스템 중 적어도 하나에 의해 생성되는 시스템.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신기는 하우징 내에 위치하고, 상기 검출기 디바이스는 상기 하우징 내에 위치하는 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 하우징은 적어도 하나의 면 상에 차폐부를 포함하고, 상기 무선 전력 송신기와 연관된 검출기 디바이스를 이용하여 자동차 제어 신호가 존재하는지를 감지하기 위해 자동차 제어 신호가 상기 차폐부로부터 멀어지는 방향에 있는지를 감지하도록 상기 제어기가 더 구성되어 있는 시스템.
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