CN107444462A - 无线充电方向盘 - Google Patents

Abstract

本发明描述一种无线充电方向盘装置。该无线充电方向盘装置通过所述方向盘中包括的时钟弹簧耦接至电源。本发明还公开了集成的无线充电/加热系统。本发明还公开了用于实现所述无线充电方向盘装置的多种线圈布置。

Description

无线充电方向盘

背景技术

可穿戴技术设备(或仅称为可穿戴设备)正变得越来越普及。可穿戴技术设备是能够(例如，以无线方式)与其它电子装置通信的电子装置。可穿戴技术设备的若干示例为智能手表、电子手环、电子手镯等。

这些装置配备有无线通信能力，并且因此可以与其它电子系统通信。很多时候，可穿戴技术设备耦接至生物识别功能，并且可以检测穿戴者的一个生理方面。

在其他情况中，可穿戴技术设备可以是信息提供装置，并且可以耦接至网络连接(例如，云存储装置、卫星连接、无线因特网、短距离通信协议等)，并且将信息传送给可穿戴技术设备的穿戴者。

如上文描述的那些可穿戴设备需要电力来工作。由此，当使用者给可穿戴设备充电时，往往从使用者身上脱去可穿戴设备，并将其置于充电状态。常规技术下，已经采用导线将可穿戴设备耦接至电源(如墙壁插座或电池)来执行充电。

近年来，无线充电(或电感式充电、Qi充电、非接触式充电)变得越来越普遍。电感式充电允许将电源电耦接至接收装置而无需使用导线和连接器。

电感式充电系统在传输侧(TX)上采用线圈以及在接收侧(RX)上采用线圈。经由TX侧驱动电流，电流转换成磁能量，该磁能量在位于RX侧内的线圈上产生谐振。由此，将能量从电源转移至接收器。

图1图示根据现有技术实施方案的电感式充电系统100的示例。如图1所示，电感式充电系统100包括TX装置110和RX装置121。TX装置110耦接至电源，如电池等。TX装置110被配置成将电池/充电器电耦接至移动设备(或装置)120，这种电耦接独立于导线或任何种类的机械紧固或耦接。

正在被供电的装置120可以具有嵌入式RX装置121。如图1所示，TX装置110包括传送线圈111，传送线圈111被配置成将电力传递至接收线圈122(如放大图130所示)。

然而，在上文论述的任一有线解决方案中，或者在最近提出的无线系统中，使用者的麻烦在于通过脱去其可穿戴设备才能使可穿戴设备进入充电状态。在有线充电的情况中，使用者需要脱去其设备并将该设备耦接至导线。在无线充电的情况中，使用者需要脱去其设备并将该设备置于无线充电板上。

在任一种情形中，使得使用者无法使用或享用其可穿戴设备。因此，与可穿戴设备关联的所有功能(即，生物识别感测、消息接收等)最终会有缺憾。

发明内容

下文描述涉及与提供无线方向盘充电器相关的系统、方法和电路装置。示例性实施例还可以针对与之相关的系统、方法和无线方向盘充电装置中的任何一个。

本发明的附加特征将在下文描述中予以阐述，一部分将通过描述显而易见，或可从实施本发明来领会。

本发明公开一种无线充电方向盘。该无线充电方向盘包括可枢转且附接至运载工具的中心部分；耦接至所述中心部分的连接部分；环绕所述中心部分且连接至所述连接部分的手柄部分；安装在所述中心部分内的时钟弹簧，所述时钟弹簧将运载工具的电子部件单元(ECU)与安装在所述方向盘上的致动器电连接；覆盖所述中心部分、所述连接部分和所述手柄部分的装饰层；缠绕所述手柄部分且耦接至所述时钟弹簧且被所述装饰层覆盖的至少一个线圈，其中对所述线圈充电以便对位于所述方向盘附近的运载工具驾驶员穿戴的可穿戴设备提供无线充电。

在又一个示例中，所述线圈缠绕于所述手柄部分。

在又一个示例中，所述无线充电方向盘具有缠绕所述手柄部分的多个线圈，所述多个线圈被安置成彼此相距预定的距离。

在又一个示例中，所述线圈周向缠绕于所述方向盘。

在又一个示例中，进一步将所述无线充电方向盘耦接至处理器，所述处理器被配置成确定所述线圈是处于加热模式、处于无线充电模式、同时处于所述加热模式和所述无线充电模式、还是同时不处于所述加热模式和所述无线充电模式。

在又一个示例中，进一步将所述线圈配置成向所述可穿戴设备以电和无线方式传送数据以及从所述可穿戴设备以电和无线方式传送数据。

本发明还提供了一种用于实现无线充电方向盘的系统。该系统包括被配置成接收断言如下模式之一的指示的处理器：无线充电模式和加热模式；所述处理器电耦接至电源和位于所述无线充电方向盘的手柄部分内的至少一个线圈，其中响应于所述处理器接收到所述指示，所述处理器以与上列模式之一对应的预定电力驱动所述至少一个线圈。

应理解的是，前文概述和下文具体实施方式是示例性的和解释性的，并且旨在提供如权利要求的本发明的进一步解释。根据下文的具体实施方式、附图和权利要求，将使其他特征和方面显而易见。

附图说明

具体实施方式参考如下附图，附图中相同的标号指代相同的项，并且：

图1图示根据现有技术实施方案的无线充电装置的示例。

图2图示根据示例性实施例的方向盘的前视图。

图3图示根据本发明所公开的示例性实施例的时钟弹簧的示例。

图4(a)和图4(b)分别图示实现本发明所公开的方向盘充电装置的第一实施例的方向盘的前视图和侧视图。

图5(a)和图5(b)分别图示实现本发明所公开的方向盘充电装置的第二实施例的方向盘的前视图和侧视图。

图6图示实现本发明所公开的多个方面的运载工具的示例。

图7图示实现加热部件的方向盘的另一个实现。

图8图示描述采用图7中论述的多个方面的系统的操作的方法。

具体实施方式

下文参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。但是，本发明可以采用许多不同的形式，并且不应视为局限于本文阐述的这些实施例。更确切地说，提供这些示例性实施例使得本文公开透彻，并且将本发明的范围充分地传达给本领域所属技术人员。将理解的是，出于本发明公开的目的，“每个的至少一个”将解释为表示所枚举的元件遵循相应语言的任何组合，包括多个所枚举的元件的组合。例如，“X、Y和Z中的至少一个”将视为表示仅X、仅Y、仅Z、或两个或更多个项X、Y和Z的任何组合(例如，XYZ、XZ、YZ、X)。在附图和具体实施方式中，除非另外描述，否则相同的附图参考标号理解为指代相同的元件、特征和结构。为了明晰、说明和方便，可能将这些元件的相对尺寸和图示放大。

穿戴在人体上的可穿戴设备往往需要定期地充电。正如在背景技术部分中解释的，充电期间往往涉及使用者从穿戴状态脱去可穿戴设备并将其置于充电状态。

因此，可穿戴设备的效能被打折扣。在某些情况中，使用者可能需要可穿戴设备来统计度量(如步数)。因此，在对可穿戴设备充电时，使用者不再能够执行统计步数的活动。此外，使用者可能需要可穿戴设备来接收和发送消息。同样地，在对可穿戴设备充电时，使用者不再能够执行所述活动。

因此，将充电并入到人类日常生活可以避免上文提到的问题。本发明所公开的是无线方向盘充电装置。该无线方向盘充电装置可允许该可穿戴设备的穿戴者在驾驶时对设备充电。

本发明还公开了用于在运载工具中实现该无线充电装置的方法和系统。由此，可以采用本发明所公开的概念来修改现有方向盘和包含在方向盘中的电路。

图2图示根据示例性实施例的方向盘200的前视图。在下文将进一步详细地描述和图示采用本发明所公开的多个方面的对所示的方向盘200的修改。

所示的方向盘200包括手柄部分210、中心部分220和连接部分215。所示的方向盘200仅是示例性的，其中本领域所属技术人员应认识到方向盘的许多其他设计是可以实现的。方向盘200的手柄部分210的形状是本领域中公知的，并且因此将省略详细解释。

中心部分220连接至运载工具(位于中心部分220的后部处，未示出)。中心部分220被配置成可枢转，使方向盘200的移动转换成运载工具的轴的移动。同样地，方向盘200的操作是本领域中公知的，并且因此将省略详细解释。

在运行时，驾驶员将握持在手柄部分210上以操作运载工具。由此，作为驾驶员的运载工具操作的重要部分，驾驶员的手位于方向盘200的手柄部分210的周缘。

所示方向盘200及其相关部件各以多种材料装饰，包括但不限于皮革、合成皮革、塑料或其某种组合。正如下文将进一步描述的，装饰体覆盖本方面描述的内部连线和电路。

时钟弹簧300在中心部分220内，并且未在图2中示出。图3图示根据本发明所公开的示例性实施例的时钟弹簧300的示例。时钟弹簧300包括卷绕在卷线轴320上的导电线310。卷线轴320是圆筒形的并且被设计成配接在中心部分220中且被上述装饰体覆盖。

导电线的一端311被配置成连接且被耦接至与运载工具关联的多种电子系统。例如，运载工具可以具有标准电控制单元(ECU)。ECU是与运载工具中的多种子部件连接的处理器。以此方式，方向盘200可以设置有能够由驾驶员断言的按钮和致动器的主机。一旦多个命令之一被激活，则(经由专用于将该按钮耦接至必要的控制端口的导线310之一)从时钟弹簧300的第二端312发送信号，并且因此，运载工具可以被配置成基于断言的命令来指令动作。

在方向盘200的实现中，可以利用接口来实现许多不同的排列和组合。例如，收音机控制、气温控制、转向助力、挡风玻璃雨刮、转弯指示灯等全部可以采用通过时钟弹簧300耦接至ECU的按钮/致动器等的组合来控制。

图4(a)和图4(b)分别图示实现本发明所公开的方向盘充电装置400的第一实施例的方向盘200的前视图和侧视图。如图4(a)和图4(b)所示，装饰体被移除以便图示本发明所公开的概念。

如图所示，手柄部分210包括缠绕于手柄部分210的线圈410。线圈410各在每个线圈410之间包含预定间距415。此外，线圈410全部通过导线411相互串联耦接，并且通过穿过连接部分215的两个导线420和425耦接至时钟弹簧300。两个导线用于将电源输入(电源节点)和将电源输出(即，地线节点)以完成回路。

将导线430添加至线圈弹簧300的导线310，并布线成耦接至与运载工具关联的电源/地线节点，具体地耦接至运载工具向无线充电器的供电。替代地，可以将导线耦接至在此未被描述的任何种类的智能充电处理器或控制电路。

线圈410各缠绕于手柄部分210，如图所示。由此，正如背景技术部分中解释的，当线圈410电耦接至电源和地线时，线圈410各提供能够无线传播至RX装置的电感能量。

由此，如果可穿戴装置的穿戴者将其手臂/手置于标准驾驶姿态，则只要该可穿戴设备设置有能够接收无线充电的RX装置121，则可对其充电。

图5(a)和图5(b)分别图示实现本发明所公开的方向盘充电装置500的第二实施例的方向盘200的前视图和侧视图。

与方向盘充电装置400相比，线圈510现在与方向盘200成周向缠绕于手柄部分210。线圈510仍通过与图4所示的类似的导线耦接至ECU。

图6图示实现本发明所公开的多个方面的运载工具600的示例。如图所示，驾驶员将可穿戴设备610戴在手腕605上。采用本发明所公开的概念，可穿戴设备610电耦接至线圈中的至少一个(例如，线圈410或510)，并且如箭头620所示进行充电。

在上文示出的实现的又一个示例中，与充电类似，方向盘200可以实现具有被配置成提供向/从可穿戴设备610进行短距离无线通信的导线和电路。因此，当驾驶员放置手腕605时，传播至方向盘装置200以及从方向盘装置200传播的信号可以是从每个RX或TX装置上传/下载的信息。

图7图示实现加热部件的方向盘700的又一个实现。

方向盘700包括用于激活充电的按钮710和用于激活加热的按钮720。这些按钮示出在中心部分210上；但是，实施者可以将这些按钮设在运载工具中不同位置，或设在用于控制运载工具中的功能的辅助装置(例如，与运载工具配对的移动设备)上。

在方向盘700中，可以控制线圈(例如，线圈410或510)来提供加热。当以足够量的电能量驱动线圈410或510时，线圈变热。由此，当以预定量的能量驱动线圈时，线圈410和510被配置成提供加热选项。

由此，可以提供一种系统，其基于按钮710和按钮720的断言来检测使用者是想要具有无线充电、加热还是二者兼有，并且采用图4和图5所示的任一配置以提供与对线圈充电关联的必要功能。由此，用于方向盘700的无线充电装置还可以被配置成提供加热功能。

可以将方向盘700耦接至利用以上文描述的方式操作方向盘700的指令编程的处理器/系统750。

图8图示描述采用上文论述的多个方面的系统750的操作的方法800。在操作810中，检测加热模式和无线充电模式中任一个或二者的输入(即，采用图7所示的实现)。

响应于选择加热(如操作820中所确定的)，驱动线圈以通过方向盘700提供加热。由此，通过驱动，将线圈加热所必要的预定量的电力经线圈传播(在操作830中)。

替代地，如果操作820中对确定的应答为否，则方法800进行至操作840，以及就方向盘700是否处于无线充电模式作出第二确定。替代地，此确定也可以在操作830之后进行。

由此，如果对确定840的应答为否，则方法800进行至操作860(由此结束方法800)。但是，如果应答为是，则在操作850中，系统750被配置成驱动线圈以提供至少无线充电能力和/或二者兼有。

由此，当运载工具的驾驶员穿戴能够接收无线充电的可穿戴设备时，采用本发明所公开的多个方面向运载工具的驾驶员无缝地提供无线充电功能。

本领域所属技术人员将显见到，在不背离本发明精神或范围的前提下可以在本发明中进行多种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖落在所附权利要求及其等效物范围内的本发明的这些修改和变化。

Claims (11)

1.一种无线充电方向盘，包括：

可枢转且附接至运载工具的中心部分；

耦接至所述中心部分的连接部分；

环绕所述中心部分且连接至所述连接部分的手柄部分；

安装在所述中心部分中的时钟弹簧，所述时钟弹簧将所述运载工具的电子部件单元(ECU)与安装在所述方向盘上的致动器电连接；

覆盖所述中心部分、所述连接部分和所述手柄部分的装饰层；

缠绕所述手柄部分且耦接至所述时钟弹簧且被所述装饰层覆盖的至少一个线圈，

其中，对所述线圈充电以便给位于所述方向盘附近的由所述运载工具的驾驶员穿戴的可穿戴设备提供无线充电。

2.根据权利要求1所述的无线充电方向盘，其中，将所述线圈缠绕于所述手柄部分。

3.根据权利要求2所述的无线充电方向盘，进一步包括缠绕所述手柄部分的多个线圈，并且所述多个线圈被安置成彼此相距预定的距离。

4.根据权利要求1所述的无线充电方向盘，其中，将所述线圈周向缠绕于所述方向盘。

5.根据权利要求1所述的无线充电方向盘，所述无线充电方向盘进一步耦接至处理器，所述处理器被配置成确定所述线圈是处于加热模式、处于无线充电模式、同时处于所述加热模式和所述无线充电模式、还是同时不处于所述加热模式和所述无线充电模式。

6.根据权利要求1所述的无线充电方向盘，其中，进一步将所述线圈配置成向所述可穿戴设备以电和无线方式传送数据以及从所述可穿戴设备以电和无线方式传送数据。

7.一种用于实现无线充电方向盘的系统，包括：

被配置成接收断言如下模式之一的指示的处理器：

无线充电模式，以及

加热模式；

所述处理器电耦接至电源和所述无线充电方向盘的手柄部分中的至少一个线圈，

其中，响应于所述处理器接收到所述指示，所述处理器以与上列模式之一对应的预定电力驱动所述至少一个线圈。

8.一种无线充电方向盘装置的手柄部分，包括：

装饰层，所述装饰层对于运载工具的驾驶员是可见的；

缠绕所述手柄部分的至少一个线圈，所述线圈可电耦接至电源，所述至少一个线圈被所述装饰层覆盖。

9.根据权利要求8所述的手柄部分，其中，将所述至少一个线圈缠绕于所述手柄部分。

10.根据权利要求9所述的手柄部分，进一步包括缠绕所述手柄部分的至少两个线圈，并且所述至少两个线圈被安置成彼此相距预定的距离。

11.根据权利要求8所述的手柄部分，其中，将所述线圈周向缠绕于所述方向盘。