CN107225982A - 用于车辆的感应充电器对准系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的感应充电器对准系统包括：适于对车载电源充电的多个车载感应接收线圈；耦合至所述线圈的对准控制器；车载信号元件，例如，耦合至所述控制器的一对前照灯；以及外接感应发射器线圈。另外，控制器构造成引导所述元件，以将接收线圈和发射器线圈之间的对准传达给车上的驾驶员。对准可包括接收线圈和外接发射器线圈之间的车辆前方和左右对准。

Description

用于车辆的感应充电器对准系统
技术领域
本发明总体上涉及用于车辆的感应充电器对准系统，并且在更具体的实施例中，涉及采用车载信号元件将对准信息传送给车辆驾驶员的用于车辆的感应充电器对准系统。
背景技术
现代车辆包括在车辆停放时需要大量电力供给的多种电子部件和系统。例如，很多现代车辆采用警报系统，警报系统具有在车辆停放时需要电力的相关联的传感器和警报器。其他现代车辆包括在车辆停放时耗尽电力的状态报告系统和其他电子部件。对于现代车辆，车辆电池耗尽会是一个重要问题，尤其是当车辆很多个月长期保持停放时。经典车辆尽管通常不包括和现代车辆一样多的电子部件和系统，但是当停放特别长时间时也会经历电池耗尽。由于经典车辆不经常被它们的所有者驾驶，电池耗尽仍是一个重要问题。
很多现代车辆由具有一个或多个可重复充电电源的全电动或混合电动发动机提供动力。尽管通过新技术使与这些车辆相关联的电源有关的充电周期增加，但仍然必不可少的是，这样的车辆的所有者可以选择在车辆经常停放的家、工作地点或其他场所来对这些车辆的电源充电。另外，对这些车辆充电的选择必须是简单的，以适应各种水平的驾驶员身体能力。
用于对车载电源(无论是用于发动机的被动源还是主动源)充电的传统方法一般需要用户将电源线插入车辆中。经常用于维持经典车辆的电池的充电的点滴式充电器需要用户打开车辆的引擎盖，然后在任何停车事件期间物理地附接点滴式充电器。当用户希望驾驶车辆时，其必须移除点滴式充电器然后关闭引擎盖。为全电动或混合电动车辆的电源充电的其他传统方法需要用户将插入式电源线插入车辆的电源插座中直到充电完成，然后在驾驶车辆前移除该电源线。
无线充电方法，包括感应充电系统，已经在不同程度上成功地用于对各种主动电源(例如，用于全电动和混合电动车辆的发动机的电源)和被动电源(例如，用于车辆防盗系统的电源)充电。与其他传统方法(例如，点滴式充电器、插入式电源线的操作等)相比，尽管这样的充电方法在需要通过车辆的驾驶员较少(如果有的话)的物理动作来使充电有效方面是有利的，但它们通常需要长得多的充电周期并且展示低充电效率。例如，在一个传感充电器系统中，充电线圈的对准会推动充电效率，并且传统的感应充电器系统通常无法实现对准。
另外，包括一些对准能力的传统的感应充电系统一般通过外接显示器向驾驶员传送对准信息，这会给系统增加很大成本。由于在每个充电位置都需要显示器，因此每个附加显示器增加了整体系统成本。
因此，有需要提供一种用于车辆的感应充电器对准系统，其构造成确保高充电效率、低产品成本以及在各种环境(例如，家、工作地点、商业停车场等)中使用的高灵活性。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于车辆的感应充电器对准系统，其包括：适于对车载电源充电的车载感应接收线圈；耦合至所述线圈的对准控制器；以及耦合至所述控制器的前照灯。另外，所述控制器构造成引导前照灯，以将接收线圈和外接感应发射器线圈之间的对准传达给车上的驾驶员。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于车辆的感应充电器对准系统，其包括：适于对车载电源充电的多个车载感应接收线圈；耦合至所述线圈的对准控制器；以及耦合至所述控制器的车载信号元件。另外，所述控制器构造成引导所述元件，以将接收线圈和外接感应发射器线圈之间的对准传达给车上的驾驶员。
根据本发明的其他方面，提供一种用于车辆的感应充电器对准系统，其包括：适于对车载电源充电的多个车载感应接收线圈；耦合至所述线圈的对准控制器；耦合至所述控制器的车载信号元件；以及外接感应发射器线圈。另外，所述控制器构造成引导所述元件，以将接收线圈和发射器线圈之间的对准传达给车上的驾驶员。
本领域的技术人员通过对下列说明书、权利要求以及附图的学习可以理解和领会本发明的这些以及其他方面、目标、以及特性。
附图说明
在附图中：
图1是根据本公开的一个方面的用于车辆的感应充电器对准系统的侧部透视示意图；
图1A是图1的感应充电器对准系统的自上而下示意图；
图2A是用于车辆的感应充电器对准系统的一部分的侧部横截面示意图，所述车辆包括根据本公开的附加方面的车载感应接收线圈和车载信号元件；
图2B是图2A的感应充电器对准系统的一部分的自上而下示意图，其示出了车载充电器线圈和外接感应发射器线圈的非对准；
图3A是用于车辆的感应充电器对准系统的一部分的侧部横截面示意图，所述车辆包括根据本公开的附加方面的三个感应接收线圈和一个车载信号元件；
图3B是图3A的感应充电器对准系统的一部分的自上而下示意图，其示出了两个车载充电器线圈和一个外接感应发射器线圈的非对准；以及
图3C是图3A的感应充电器对准系统的一部分的自上而下示意图，其示出了两个车载充电器线圈和一个外接感应发射器线圈的未对准。
具体实施方式
为了本文的描述目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“车辆前方”、“车辆后方”、“车辆左右”及其派生词应与本发明图1、图1A和图2A中所示的方向相关。但是，本发明可采用各种替代方向，除非另有明确相反说明。还应当了解的是，附图示出的以及下面说明书中描述的特定装置和组件仅为所附权利要求书中界定的本发明概念的示范性实施例。因此，本文公开的实施方案有关的特定尺寸和其他物理特性不被认为是限制，除非权利要求书另有明确陈述。
在本公开中描述了用于车辆的感应充电器对准系统，在更加具体的实施例中，本公开描述了采用车载信号元件将对准信息传送给车辆的驾驶员的用于车辆的感应充电器对准系统。本公开的方面包括用于车辆(例如，汽车、全地形车辆、卡车、公共汽车、履带式雪上汽车和其他有轮的车辆)的感应充电器对准系统，其具有车载感应接收线圈、车载对准控制器以及至少一个车载信号元件(例如，前照灯)。这些系统将与感应充电器接收线圈和外接发射器线圈之间的对准相关联的对准信息通过信号元件传送给具有这种系统的车辆的驾驶员。
参考图1和图1A，以示例性形式提供了用于车辆1的感应充电器对准系统100a、100b。对准系统100a、100b包括适于对车载电源120充电的车载感应接收线圈20；以及耦合至线圈20的对准控制器50。对准系统100a、100b还包括耦合至控制器50的信号元件40。另外，控制器50构造成引导信号元件40以将接收线圈20和外接感应发射器线圈10之间的对准30传达给车上的驾驶员2。
如在图1和图1A中以示例性形式描绘的，感应充电器对准系统100a、100b可由包含所述系统的车辆1的驾驶员2采用，以使感应接收线圈20与外接感应发射器线圈10对准，从而使得对准30最小化。通过使用系统100a、100b使线圈10、20之间的对准30的幅值最小化，车辆1中的驾驶员2可以使通过发射器线圈10耦合至接收线圈20的电源120的感应充电的效率最大化。如感应充电领域的技术人员容易理解的，使线圈10、20之间的对准30最小化以提高感应充电效率，不管所述系统是否特定构造成紧密耦合的充电(TCC)或松弛耦合的充电(LCC)方法。另外，使线圈10、20之间的对准30最小化用来减小在车辆上的金属部件周围中不期望的热生成、接近线圈的外来物体的干扰以及在感应充电操作期间人类和动物对接近线圈生成的高电磁场(EMF)的无意暴露的可能。
如在图1和图1A中以示例性形式描绘的，感应充电器对准系统100a、100b可以构造成使得位于车辆1的下侧7上的车载接收线圈20耦合至电源120且对电源120充电，电源120用来为车辆1的发动机6(例如，混合电动或全电动发动机)供电。电源120(参见图1A)还可以耦合至对准控制器50。随着车载感应接收线圈20移动到外接发射器线圈10附近，耦合至线圈10的外接电源4可以使线圈10通电且开始对耦合至车辆1上的车载接收线圈20和控制器50的电源120充电。
在图1和图1A中描绘的感应充电器对准系统100a、100b的特定方面，对准控制器50可以访问在车载感应接收线圈20内生成的充电信号，并且将充电信号与对应于线圈10、20之间的最小对准距离的预定最大充电水平比较。因此，当对准30(对应于线圈10、20之间的实际对准)接近线圈10、20之间的最小对准距离时，线圈10、20之间的最优对准情况发生。还如图1和图1A中所示，控制器耦合至信号元件40(例如，前照灯40a)，并且可以引导信号元件40将线圈10、20之间的对准30传达给驾驶员2。更加具体地，控制器50可控制前照灯40a的输出光图案42以产生驾驶员2可观察的反射光图案44。在特定方面，通过引导前照灯40a产生输出光图案42，其中输出光图案42照射包含发射器线圈10的外壳或结构的壁110，从而获得反射光图案44。例如，发射器线圈10可接近壁110定位，从而使得当车辆1被驾驶员2定位成使得线圈10、20彼此位于靠近范围内时，来自前照灯40a的输出光图案42将照在墙壁110上。
在特定的实施例中，对准控制器50可以改变与前照灯40a的输出光图案42相关联的频率、强度或其他输出变量，这继而改变反射光图案44。因此，控制器50可以改变反射光图案44，以将感应外接接收线圈和车载发射器线圈10、20的对准30传达给驾驶员2。例如，当对准30接近线圈10、20之间的最小对准距离时，控制器50可以根据对准30增加前照灯40a的照明频率。类似地，当对准30相对于线圈10、20之间的最小对准距离增加时，控制器50可以降低前照灯40a的照明频率。有效效果是，包含感应充电器对准系统100a、100b的车辆1的驾驶员2可以接收与线圈10、20相关联的对准信息，并且使用所述信息调整车辆1的位置来使耦合至车载接收线圈20的电源120的感应充电效率最大化。
在图1和图1A中描绘的感应充电系统100a、100b的示例性实施例的另一方面，对准控制器50可耦合至车载光传感器8和位于车辆1的内部的警报元件70。例如，光传感器8可以是构造成帮助前照灯和用于日间和夜间照明的其他车辆部件的自动控制的标准车辆日/夜传感器。光传感器8还可以是单独的、专用的传感器，其构造成感测来自信号元件40(例如，前照灯40a)的反射光(例如，反射光图案44)。如图1和图1A中所描绘的，警报元件70可以是能够产生可变的可听见状态72的可听见警报。在特定方面，警报元件70可以是信号元件，其构造成向驾驶员2提供可视警报状态(未示出)。更一般地，在一些方面，系统100a、100b的对准控制器50可以通过来自光传感器8的输入检测反射光图案44的存在。对于控制器50未检测到反射光图案44的情况(例如，车辆1定位成接近露天停车场中的发射器线圈10，该露天停车场没有壁110来引导反射光图案44返回给驾驶员2)，控制器50可以通过激活和控制警报元件70来传达车载感应接收线圈20和外接发射器线圈10之间的对准30。例如，随着对准30靠近线圈10、20之间的最小对准距离，控制器50可以增加警报元件70的可听见状态72的频率。类似地，随着对准30相对于线圈10、20之间的最小对准距离增加，控制器50可以降低警报元件70的可听见状态72的频率。有效效果是，在来自前照灯40a的反射光图案44(或来自以例如转向灯形式的信号元件40的其他反射图案)不可用的情况下，包含感应充电器对准系统100a、100b的车辆1的驾驶员2可以接收与线圈10、20相关联的对准信息，并且使用所述信息调整车辆1的位置来使耦合至车载接收线圈20的电源120的感应充电效率最大化。
在图1和图1A中描绘的感应充电器对准系统100a、100b的示例性实施例的其他方面中，所述系统可以构造成具有附加的油加热功能。在此方面，更加具体地，车载感应接收线圈20附接至车辆1的发动机6的油盘5。另外，接收线圈20构造成基于从外接感应发射器线圈10充电而加热油盘5中的油。如图1A中所示，热电偶5a可耦合至盘5和对准控制器50以便于通过控制器50控制油加热工艺。即，控制器50可经由热电偶5a监测油盘6中的油的温度，并且基于接收线圈20通过外接发射器线圈10的感应充电而通过线圈20和油盘6之间的热传导加热油。一旦达到油中的预定温度，例如，控制器50可通过引导充电电流(例如，通过内部开关)为内部蓄热体(未示出)而切断接收线圈20的感应充电，或者与外接感应发射器线圈10的电源4无线通信以将其停用。
再次参考图1A，示例性感应充电器对准系统100a、100b的其他方面涉及将外接感应发射器线圈10和车载感应接收线圈20之间的对准30的尺寸分量传达给车辆1的驾驶员2。如所描绘的，对准控制器50可经由固态继电器41a、41b耦合至分别以左前照灯40a和右前照灯40b的形式的信号元件40。取决于车载接收线圈20和外接发射器线圈10的数量和布置，由控制器50获得的对准30信息可分解成车辆左右、对准分量。即，控制器50可获得涉及在车辆左右方向上(即，在正交于车辆前方方向的方向上)的车载接收线圈20左或外接发射器线圈10右的相关对准。例如，具有以两个独立线圈形式的车载接收线圈20、在左右方向上等间距间隔开的感应充电器对准系统100a、100b的布置可以提供这样的能力。具体而言，控制器50可以访问为车载接收线圈20的一部分的每个线圈内生成的充电信号，并且将对应的信号与对应于线圈10、20之间的最小对准距离的预定、最大充电水平比较。基于此信息，控制器50可以访问哪个线圈(即，左线圈还是右线圈)正以小于最大效率充电(或者与其他线圈相比哪个线圈正以较低效率充电)，并且因此确定组成接收线圈20的两个线圈中的哪个相对于外接发射器线圈10未对准。使用此信息，随着接收线圈20的左线圈或右线圈接近线圈10、20之间的最小对准距离，控制器50则可根据对其30信息的左右分量增加左前照灯40a(经由继电器41a)或右前照灯40b(经由41b)的照明频率。由于前照灯40a、40b的照明频率被控制器50改变，输出光图案42a、42b和反射光图案44a、44b同样地改变成将对准30传达给驾驶员2。当车载接收线圈20的左线圈和右线圈二者相对于外接发射器线圈10基本上对准时，控制器50可以将左前照灯40a和右前照灯40b的照明频率调整为大约彼此相等。有效效果是，包含感应充电器对准系统100a、100b的车辆1的驾驶员2可以接收与线圈10、20相关联的车辆左右对准信息，并且使用所述信息调整车辆1的位置来使耦合至车载接收线圈20的电源120的感应充电效率最大化。
如图1和图1A中所描绘的，在本公开的感应充电器对准系统100a、100b的一些方面中，车辆1可以是具有一个或多个电源(例如，电源120)的现代汽车、经典或老式汽车、卡车、公共汽车、全地形车辆或任何其他车辆，所述电源可以经由车载感应接收线圈20和外接感应发射器线圈10通过感应耦合被充电。另外，车辆1可以是非自动的、半自动的或全自动的。对于半自动和全自动车辆，对准控制器50可以被构造成将对准30传达给与控制器50集成的单独控制器(未示出)或其他控制器，其中，控制器50负责控制和实现车辆1的移动。
在感应充电器对准系统100a、100b的特定方面，图1和图1A中描绘的外接感应发射器线圈10可包括一个线圈或多个线圈。虽然添加附加的线圈作为发射器线圈10的部分会增加整个系统成本，但系统100a、100b的一些方面会得益于在外接线圈10中采用的增加线圈数目。在具有多个线圈作为外接感应发射器线圈10的系统100a、100b的实施例中，附加的控制器(未示出)耦合至组成线圈10的线圈，该附加的控制器可构造成与对准控制器50无线通信。具体而言，此外接控制器可将与来自每个外接线圈(即，作为外接线圈10元件的部件)的感应电力传输相关联的相关充电效率信息提供给控制器50。然后控制器50可将这些充电效率水平和与车载线圈20和外接线圈10之间的最接近对准相关联的预定最大充电效率比较，以获得对准30的尺寸分量。如之前所提及的，然后控制器50可以利用对准30的尺寸分量，例如通过改变信号元件40(例如，左前照灯40a和右前照灯40b)的照明频率与车辆1的驾驶员2通信。
再次参考图1和图1A，感应充电器对准系统100a、100b的一些方面采用以一个线圈(即，还如在图2A和图2B中所描绘的系统100a)或者以多个线圈(即，还如在图3A至图3C中所描绘的系统100b)形式的车载感应接收线圈20。虽然添加附加的线圈作为车载感应接收线圈20的部分会增加整个系统成本，但感应充电器对准系统的一些方面会很大地得益于增加用于车载线圈20中的线圈数目。在具有多个线圈作为车载感应发射器线圈20的系统100b的实施例中，如之前所提及的，基于每个线圈的充电效率水平相对于与车载线圈20和外接线圈10之间的最接近对准相关联的预定最大充电效率的比较，耦合至线圈(即，组成线圈20的线圈部件)的对准控制器50可以获得对准30的尺寸分量。还如之前所提及，然后对准控制器50可利用对准30的尺寸分量，例如通过改变信号元件40(例如，左前照灯40a和右前照灯40b)的照明频率与车辆1的驾驶员2通信。
再次参考图1和图1A，感应充电器对准系统100a、100b可以采用具有任何各种形状因素的外接发射器线圈10和车载感应接收线圈20，所述形状因素包括但不限于圆形、矩形、方形、椭圆形和适合于感应电力传输的其他形状。如本领域技术人员所理解的，外接发射器线圈10可层压或包在适于在适合停车或空转车辆1的各种环境(例如，停车场、车库等)中使用的封装中。类似地，车载接收线圈20可层压或包在适于在与车辆1的外部相关的各种环境(优选为车辆1的下面7)中使用的封装中。外接发射器线圈10和车载接收线圈20还可由各种材料和部件制造，包括导电元件，适合于感应电力传输和对抗环境条件，包括湿度、热量、道路盐、日光及其他环境因素。
感应充电器对准系统100a、100b的车载感应接收线圈20可以放置在车辆1的外部(或嵌入外部中)的各种位置处。通常，接收线圈20(不论包括一个独立线圈还是包括多个独立线圈)位于车辆的下侧7上。优选地，接收线圈20位于下侧7的非金属部件附近或耦合所述非金属部件，其中，非金属部件包括但不限于门槛装饰件或保险杠护板。如本公开技术领域中的技术人员所理解的，可以采用各种紧固技术将接收线圈20附接到车辆1上，包括但不限于剥贴粘结剂、金属紧固件、铆钉、支架等。类似地，接收线圈20可附接至与金属部件间隔设置的安装位置。使车载接收线圈20远离金属车辆部件定位可以减少或消除当车辆1移动使得线圈10、20相对于彼此靠近或最小对准时对接近外接感应发射器线圈10的金属车辆部件的无意感应加热。然而，如之前所提及的，感应充电器对准系统100a、100b的附加实施例特意使接收线圈20非常接近车辆1的发动机6的油盘5(其可包括金属)定位，以便在通过外接感应发射器线圈10对车载接收线圈20感应充电期间加热油盘5中的油。
再次参考图1和图1A，感应充电器对准系统100a、100b可以被采用以使车辆1的一个或多个电源120的充电效率最大化。电源120可以是用于为车辆1供电的电动或混合电动发动机的电池。在特定方面，电源120可以是车辆1的被动系统(例如，防盗系统)中采用的电池。在另一个实施例中，电源120可以是用于现代或经典汽车形式的车辆的电子系统中的任意数目的可充电电池。
还如在图1和图1A中所描绘的，对准控制器50优选地位于车辆1上。更加具体地，在车辆1内定位对准控制器50具有很大的灵活性，只要它可以容易地耦合至感应充电器对准系统100a、100b的其他部件。如此，优选地将对准控制器50定位在车辆1的发动机室内。使对准控制器50位于车辆1上的一个优势是，充电器对准系统100a、100b的整体成本会减少。具体而言，具有车载对准控制器50的这样的系统可以具有低整体成本，在某种意义上，具有这样的系统的车辆可以在具有简单和相对低成本的外接感应发射器线圈10和电源4布置的各种场所被感应充电。相比之下，需要发射器线圈、电源、信号/显示设备以及在每个充电场所处的外接控制器的主要外接布置将具有高得多的整体系统成本。
在感应对准充电器对准系统100a、100b的其他方面，对准控制器50可以被定位为不在车辆1上，优选地，耦合至外接感应发射器10和电源4。在这样的实施例中，控制器50应该无线耦合至车载感应接收线圈20和信号元件40，以将车载接收线圈20和外接发射器线圈10之间的对准30传达至信号元件40。
再次参考图1和图1A，感应充电器对准系统100a、100b的信号元件40可包括能够直接或间接地传达外接发射器线圈10和车载接收线圈20之间的对准30的各种信号部件和组件中的任意一种。优选地，信号元件40是具有除传达对准30的功能外还具有主要功能的车辆信号部件，以有利地减少系统100a、100b的整体成本。例如，信号元件40可以是一个或多个前照灯(例如，前照灯40a、40b)、转向灯、雾灯、仪表盘灯、内部显示灯、内部显示器内的图形用户界面(GUI)、以及其他信号部件和组件。在系统100a、100b的其他方面，信号元件40是一个或多个信号组件(例如，仪表盘、A柱或驾驶员2的视觉视线内的其他位置中的车载灯的专用组)，其具体布置成将对准30信息传达给驾驶员2。感应充电器对准系统100a、100b的另一方面可采用无线耦合至车辆1的驾驶员2的移动电话或其他电子设备的形式的信号元件40(例如，经由蓝牙连接而连接至车辆的移动电话)。
现在参考图2A和图2B，以示意的形式描绘感应充电器对准系统100a的一个方面，以展示所述系统将对准30信息传达给车辆1的驾驶员2(未示出)的能力。具体而言，对准控制器50可以访问车载感应接收线圈20内生成的充电信号，且将该充电信号与对应于线圈10、20之间的最小对准距离的预定、最大充电水平比较。因此，当对准30(对应于线圈10、20之间的实际对准)接近线圈10、20之间的最小对准距离时，线圈10、20之间的最优对准情况发生。如图2A所示，对准30可以反应车载接收线圈20相对于外接发射器线圈10在车辆前方方向上的未对准。如图2B所示，对准30还可以分别反应车载接收线圈20相对于外接发射器线圈10关于线圈10、20之间的最佳对准位置的在车辆前方方向和左右方向上的未对准分量30Y和30X。因此，出于感应充电效率的目的，当车辆1被驾驶员2定位成实现线圈10、20之间的最佳对准时，未对准分量30Y和30X将接近并达到零。
再次参照图2A和图2B中描绘的感应充电器对准系统100a，对准控制器50可以改变与信号元件40相关联的频率、强度或其他输出变量，以将感应接收线圈20和发射器线圈10的对准30传达给驾驶员2，识别对准30可包含车辆前方未对准30Y和/或车辆左右未对准30X分量。例如，当对准30接近线圈10、20之间的最小对准距离时，控制器50可以根据对其30增加信号元件40(例如，图1中示出的前照灯40a)的照明频率。在特定的实施例中，假定系统100a可能仅包括一个车载接收线圈20和一个外接发射器线圈10，驾驶员2也许无法领会经由系统100a传达的对准30的实际未对准分量30X和30Y。然而，包含感应充电器对准系统100a的车辆1的驾驶员2会通过简单试验和错误使用来自信号元件40的反馈移动车辆1，直到达到线圈10和20之间的最小对准距离。类似地，当对准30相对于线圈10、20之间的最小对准距离增加时，控制器50可以降低信号元件40或者前照灯40a(参见图1A)的照明频率。有效效果是，包含感应充电器对准系统100a、100b的车辆1的驾驶员2可以从信号元件40接收与线圈10、20相关联的对准30，并且使用所述信息调整车辆1的位置来使耦合至车载接收线圈20的电源120(参见图1A)的感应充电效率最大化。
现在参考图3A至图3C，以示意的形式描绘了感应充电器对准系统100b的一方面，以展示所述系统将对准30信息，尤其是未对准分量30X和30Y传达给车辆1的驾驶员2(未示出)的能力。如之前所提及的，感应充电器对准系统100b可以包括组成车载感应接收线圈20的多个线圈。如在图3A至图3C中以示例性形式描绘的，感应充电器对准系统100b包括车载接收线圈20，车载接收线圈20由三个车载感应接收线圈20a、20b和20c构成。线圈20a位于线圈20b和线圈20c的车辆前方。另外，线圈20b和20c在左右定向上定位。同时，线圈20a、20b和20c的表面区域、以及它们之间的间距可以大约近似于外接感应发射器线圈10的表面区域。另外，对准控制器50可以访问车载感应接收线圈20a、20b和20c内生成的充电信号，且将每个充电信号与对应于线圈10、20a-20c之间的最小对准距离的预定、最大充电水平比较。因此，当对应于外接发射器线圈10分别与每个车载接收线圈20a、20b和20c之间的实际对准的对准30a至30c接近线圈10和20a至20c之间的最小对准距离时，线圈10、20a至20c之间的最佳对准条件发生。如图3A所示，对准30可以反应分别与车载接收线圈20a、20b和20c相对于外接发射器线圈10的对准相关联的对准分量30a、30b和30c。
如图3B所描绘的，对准30还可以反应车载接收线圈20a和20c分别相对于外接发射器线圈10、分别在车辆前方和左右方向上的未对准分量30Ya、30Xa和30Xc。对准控制器50可以基于与每个车载线圈20a、20b和20c相关联的实际测量充电信号相对于当这些线圈中的每一个相对于外接感应发射器线圈10处于最优对准位置时的充电信号的比较，识别分量30Ya、30Xa和30Xc。例如，在图3B中描绘的对准中，通过测量基本上等于当车载线圈20b和外接线圈10在最佳对准关系时的充电水平的实际充电水平，控制器50可以识别线圈20b相对于外接线圈10处于最佳对准位置。通过识别线圈20b处于最佳对准位置，控制器50可基于测量线圈20a和20c的小于最佳的充电水平，进一步识别线圈20a和20c以分量30Ya、30Xa和30Xc未对准。注意，如图3B中所描绘的，车载接收线圈20b相对于外接发射器线圈10处于最佳对准位置，并且因此未对准分量30Xb和30Xa为零。
现参照图3C，外接感应发射器线圈20和车载感应接收线圈20之间的对准30还可以反应车载接收线圈20a、20b和20c分别相对于外接发射器线圈10的分别在车辆前方和左右方向上的未对准分量30Yb、30Yc和30Xa。如图3C中所描绘的，注意车载接收线圈20a、20b和20c都没有相对于外接发射器线圈10处于最佳对准位置；因此，未对准分量(例如，30Yb、30Yc、30Xa和30Xb)对于线圈20a、20b和20c的每一个都存在。
再次参考图3A至图3C，感应充电器对准系统100b的对准控制器50可以改变与信号元件40相关联的频率、强度或其他输出变量，以将感应外接发射器线圈10和车载接收线圈20的未对准分量(30Xa、30Xb、30Xc、30Ya、30Yb和30Yc)形式的对准30信息传达给驾驶员2。例如，在线圈20a、20c或者20b、20c位于外接发射器线圈10的左或右时，控制器50可以根据在车辆左右方向上的未对准分量，例如30Xa、30Xb和30Xc增加右前照灯40b和左前照灯40a(当作为信号元件40采用时)的照明频率。类似地，信号元件40还可以包括耦合至对准控制器50的另一个信号元件(例如，左雾灯和右雾灯、内部显示器上的GUI等，所述这些独立于左前照灯40a和右前照灯40b)。然后控制器50可以改变与此附加信号元件相关联的频率、强度或其他输出变量，以在线圈20b和20c、20a或20a、20b和20c位于车载发射器线圈10的车辆前方或后方时，传送在车辆前方和后方方向上的未对准分量，例如30Ya、30Yb和30Yc。有效效果是，包含感应充电器对准系统100b的车辆1的驾驶员2可以接收与线圈20a、20b和20c相对于外接感应发射器线圈10相关联的对准30，包括未对准分量(即，30Xa、30Xb、30Xc、30Ya、30Yb和/或30Yc)，并且使用所述信息调整车辆1的位置以使耦合至车载接收线圈20的电源120(参见图1A)的感应充电效率最大化。
本文包含的一些表述引导元件以特定方式“被构造”或“适于”功能。在这方面，这种元件以特定方式“被构造”或“适于”体现特定性质或功能，其中这种表述是与预期用途表述相反的结构式表述。更具体而言，本文参考的方式是“被构造”或“适于”引导元件的现有物理条件且可看作该元件的结构特征的明确表述。
有利地，具有根据本发明的感应充电器对准系统的车辆可以在具有飞车载发射器线圈的各种场所(例如，家里附带的车库、工作处的停车场、机场停车场等)有效地充电。另外，这些系统的外接部件一般限于外接发射器线圈和用于所述线圈的电力供应。外接部件的有限数量使整体系统成本最小化，特别是对于具有不同于具有感应充电器对准系统的车辆的所有权的商业点，(例如，机场停车场)。由于这些系统在车辆内获得流行，各种商业实体更愿意以相对低成本的外接发射器线圈和电力供应构造他们各自的停车场，以在吸引具有这样的系统的车辆的所有者经常方面常到他们的公司方面获得商业优势。
具有本发明的包括车载信号元件的感应充电器对准系统的车辆另一个明显优点是，它们可以在具有发射器线圈的各种环境中操作(例如，户外、露天停车场、家中附带的车库等)。包含这些系统的车辆不依赖于用于传递对准信息的固定的信号元件，耦合至另一个结构(例如，具有传递对准信息的显示器的车位的墙壁)。如此，具有这些感应充电器对准系统的车辆可以以高效率在各种场所中充电，包括具有外接发射器线圈的场所，其不易于固定信号元件的安装或内含，例如露天停车场。
本发明的特定方面还涉及具有附加的油加热能力的感应充电器对准系统。这些系统采用耦合至或接近车辆的油盘的车载感应充电器接收线圈。有利地，包含具有前述感应充电器对准特征的这样的系统的车辆还可以采用这些系统加热车辆的发动机(例如，混合电动车辆发动机、内燃机)的油。通过加热发动机的油盘中的油，这些双重能力感应充电器对准系统可以促使在寒冷天气中发动机启动容易，启动电机利用更少的电力，且在特别严峻的环境中启动发动机的能力需要发动机油加热。
在本发明中感应充电器对准系统的另一个优点涉及整体系统成本。具体而言，这些系统依赖于车载信号元件，包括但不限于前照灯、车辆音频系统扬声器和内部停车传感器系统显示器，使系统的整体成本最小化。也就是，本发明的感应充电器对准系统采用车载信号元件，使得这些原件获得双重用途——例如，前照灯，其提供道路的照明并且将与车载感应接收线圈和外接感应发射器线圈的对准有关的信息提供给驾驶员。相比之下，传统的感应充电器系统会依赖外部或外接信号(例如，视觉显示器、单独的控制单元等)，这增加了整体系统成本。
在没有脱离发明精神和范围情况下，可对前述结构进行各种变型和修改。例如，出于将车辆定位为最大感应充电效率的目的，本发明的感应充电器对准系统可以采用组成车载感应接收线圈20和/或外接感应发射器线圈10的一个或多个线圈的各种数量和位置布置，以实现将未对准分量传送给驾驶员。还应理解的是，可以在车辆上采用独立于线圈10、20的位置传感器，以向控制器50提供信息，使得它可以向驾驶员提供与线圈10、20的对准相关联的进一步的对准相关信息。在本发明的范围内本领域技术人员理解的这样的变形和改变，以及其实施方案，都意在由以下的权利要求书所覆盖，除非说明书中另有明确说明。

Claims (20)

1.一种用于车辆的感应充电器对准系统，包括：
适于对车载电源充电的车载感应接收线圈；
耦合至所述线圈的对准控制器；以及
耦合至所述控制器的前照灯，
其中，所述控制器构造成引导所述前照灯，以将所述接收线圈和外接感应发射器线圈之间的对准传达给车上的驾驶员。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器构造成引导所述前照灯，以通过改变所述前照灯的照明状态传达所述对准。
3.根据权利要求2所述的系统，进一步包括：
耦合至所述控制器并且接近所述驾驶员的警报元件，其中，所述控制器进一步构造成引导所述警报元件，以通过改变所述警报元件的可听见状态传达所述对准。
4.根据权利要求3所述的系统，进一步包括：
车载传感器，所述车载传感器构造成基于来自所述前照灯的反射光向所述控制器提供输入，
其中，所述控制器进一步构造成引导所述警报元件和所述前照灯中的一个，以至少部分地基于来自所述传感器的输入传达所述对准。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述车载感应接收线圈附接至所述车辆的下侧上的非金属部件。
6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述车载感应接收线圈附接至耦合到所述车辆的发动机的油盘，并且所述线圈进一步构造成基于从所述外接感应发射器线圈充电而加热所述油盘中的油。
7.一种用于车辆的感应充电器对准系统，包括：
适于对车载电源充电的多个车载感应接收线圈；
耦合至所述线圈的对准控制器；以及
耦合至所述控制器的车载信号元件，
其中，所述控制器构造成引导所述元件，以将所述接收线圈和外接感应发射器线圈之间的对准传达给车上的驾驶员。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述车载信号元件是前照灯，并且所述控制器构造成引导所述前照灯，以通过改变所述前照灯的照明状态传达所述对准。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述车载信号元件进一步包括耦合至所述控制器且接近所述驾驶员的警报元件，并且所述控制器进一步构造成引导所述警报元件，以通过改变所述警报元件的可听见状态传达所述对准。
10.根据权利要求9所述的系统，进一步包括：
车载传感器，所述车载传感器构造成基于来自所述前照灯的反射光向所述控制器提供输入，
其中，所述控制器进一步构造成引导所述警报元件和所述前照灯中的一个，以至少部分地基于来自所述传感器的输入传达所述对准。
11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述对准包括所述接收线圈和所述外接感应发射器线圈之间的车辆前方和左右对准。
12.根据权利要求8所述的系统，其中，所述车载感应接收线圈附接至所述车辆的下侧上的非金属部件。
13.根据权利要求8所述的系统，其中，所述车载感应接收线圈附接至耦合到所述车辆的发动机的油盘，并且所述线圈进一步构造成基于从外接感应发射器线圈充电而加热所述油盘中的油。
14.一种用于车辆的感应充电器对准系统，包括：
适于对车载电源充电的多个车载感应接收线圈；
耦合至所述线圈的对准控制器；
耦合至所述控制器的车载信号元件；
外接感应发射器线圈，
其中，所述控制器构造成引导所述元件，以将所述接收线圈和所述发射器线圈之间的对准传达给车上的驾驶员。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述车载信号元件是前照灯，并且所述控制器构造成引导所述前照灯，以通过改变所述前照灯的照明状态传达所述对准。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述车载信号元件进一步包括耦合至所述控制器且接近所述驾驶员的警报元件，并且所述控制器进一步构造成引导所述警报元件，以通过改变所述警报元件的可听见状态传达所述对准。
17.根据权利要求16所述的系统，进一步包括：
车载传感器，所述车载传感器构造成基于来自所述前照灯的反射光向所述控制器提供输入，
其中，所述控制器进一步构造成引导所述警报元件和所述前照灯中的一个，以至少部分地基于来自所述传感器的输入传达所述对准。
18.根据权利要求15所述的系统，其中，所述对准包括所述接收线圈和所述外接感应发射器线圈之间的车辆前方和左右对准。
19.根据权利要求15所述的系统，其中，所述车载感应接收线圈附接至所述车辆的下侧上的非金属部件。
20.根据权利要求15所述的系统，其中，所述车载感应接收线圈附接至耦合到所述车辆的发动机的油盘，并且所述线圈进一步构造成基于从外接感应发射器线圈充电而加热所述油盘中的油。
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