DE102016113284A1

DE102016113284A1 - System und verfahren zur interferenzreduzierung zwischen kabellosem laden und amplitudenmodulationsempfang

Info

Publication number: DE102016113284A1
Application number: DE102016113284.5A
Authority: DE
Inventors: Luis David Gonzales Valdez; John Robert Van Wiemeersch; Michael Hrecznyj
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-07-20
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2017-01-26
Also published as: CN106374553A

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Interferenzreduzierung in einem induktiven Ladesystem bereitgestellt. Das Verfahren weist die Schritte des induktiven Ladens einer aufladbaren Vorrichtung mit einem induktiven Ladegerät, des Detektierens des Betriebs eines Empfängers in einem AM-Band und des Anpassens von mindestens einem von einem Frequenzband, das durch das Ladegerät verwendet wird, und einem Betrag der Leistung, die der aufladbaren Vorrichtung durch das Ladegerät bereitgestellt wird, auf der Grundlage des Betriebs des Empfängers in dem AM-Band auf.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung ist eine Teilfortsetzung der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 13/652,983, die am 16. Oktober 2012 mit dem Titel "SYSTEM AND METHOD FOR REDUCING INTERFERENCE DURING WIRELESS CHARGING" ("SYSTEM UND VERFAHREN ZUR INTERFERENZREDUZIERUNG WÄHREND DES KABELLOSEN LADENS") eingereicht wurde. Die vorhergehende verwandte Anmeldung wird hiermit durch Bezugnahme vollinhaltlich hierin aufgenommen.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein kabellose Ladesysteme und betrifft insbesondere die Interferenzreduzierung während des kabellosen Ladens von tragbaren Vorrichtungen in einem Fahrzeug.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Tragbare batteriebetriebene elektronische Vorrichtungen, wie beispielsweise Mobiltelefone, verwenden wiederaufladbare Batterien, die wiederaufgeladen werden müssen, wenn die Ladung der Batterie aufgebraucht ist. Typischerweise werden elektrisch betriebene oder elektronische Vorrichtungen physisch mit einem elektrischen Ladegerät über eine Kabelverbindung verbunden. Seit Kurzem stehen auch kabellose Ladevorrichtungen wie beispielsweise induktive Ladegeräte zur Verfügung, um die Batterie ohne physische Kabelverbindung zwischen der elektronischen Vorrichtung und der Ladevorrichtung aufzuladen. Kabellose Ladegeräte erzeugen durch die Verwendung von elektromagnetischen Wandlern ein elektromagnetisches Feld, um die elektrische Energie von der Ladevorrichtung zu einem Empfänger auf einer Batterie oder einer Vorrichtung mit einer Batterie, die geladen wird, zu übertragen. Induktive Ladegeräte erzeugen ein magnetisches Feld durch die Verwendung von induktiven Spulen, um die elektrische Energie von der Ladevorrichtung zu einem Empfänger auf einer Batterie oder einer Vorrichtung mit einer Batterie, die geladen wird, zu übertragen. Induktive Ladegeräte wurden der Bequemlichkeit halber zur Verwendung in Fahrzeugen an verschiedenen Orten mit einer tragbaren Batterie oder einer batteriebetriebenen Vorrichtung im Innenraum des Fahrzeugs, typischerweise in der Nähe des Fahrers und anderer Passagiere, vorgeschlagen, um dadurch einfach auf die Vorrichtungen zugreifen zu können. Das elektromagnetische Feld kann jedoch möglicherweise Energie ausstrahlen, die Frequenzinterferenz mit anderen Systemen im Fahrzeug oder solchen, die zum Fahrzeug hingebracht werden, erzeugt. Auch Magnetresonanz-Ladegeräte können Interferenz verursachen, aber die Interferenz kann zu einem geringeren Grad bestehen. Aus diesem Grund ist es erwünscht, ein kabelloses Ladegerät in einem Fahrzeug in einer Weise bereitzustellen, die das Entstehen einer Frequenzinterferenz mit anderen im Fahrzeug verwendeten Systemen minimiert.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Interferenzreduzierung von einem induktiven Ladesystem bereitgestellt. Das Verfahren weist die Schritte des induktiven Ladens einer aufladbaren Vorrichtung mit einem induktiven Ladegerät, des Detektierens des Betriebs eines Empfängers in einem AM-Band und des Anpassens von mindestens einem von einem Frequenzband, das durch das Ladegerät verwendet wird, und einem Betrag der Leistung, die der aufladbaren Vorrichtung durch das Ladegerät bereitgestellt wird, auf der Grundlage des Betriebs des Empfängers in dem AM-Band auf.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Ladesystem zur Interferenzreduzierung während des induktiven Ladens einer aufladbaren Vorrichtung bereitgestellt. Das Ladesystem weist ein induktiv betriebenes Ladegerät und eine Steuereinheit auf, die konfiguriert ist, um die Auswahl eines AM-Abstimmmodus eines Empfängers in der Nähe des Ladegeräts zu detektieren. Das Ladesystem passt das Frequenzband, das durch das Ladegerät verwendet wird, an, wenn der Empfänger auf eine Frequenz innerhalb des vorbestimmten Abschnitts des AM-Bandes abgestimmt ist.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein fahrzeugeigenes System zur Interferenzreduzierung während des induktiven Ladens einer aufladbaren Vorrichtung bereitgestellt. Das fahrzeugeigene System weist eine Laderegion, die in einem Fahrzeug bereitgestellt ist, ein induktiv betriebenes Ladegerät und eine Steuereinheit in Kommunikation mit dem induktiven Ladegerät auf. Die Steuereinheit detektiert den Betrieb eines Fahrzeugempfängers in einem Abtastmodus eines AM-Frequenzbandes in der Nähe des Ladegeräts und passt ein Frequenzband an, das durch das Ladegerät verwendet wird.
Diese und andere Gesichtspunkte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann bei der Lektüre der folgenden Beschreibung, der Ansprüche und angehängten Zeichnungen verständlich und nachvollziehbar.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Innenraums eines Fahrzeugs, ein dem gemäß einer Ausführungsform ein kabelloses Ladegerät in einer möglichen Laderegion verwendet wird;
2 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Abschnitt des Fahrzeuginnenraums, welche des Weiteren die Laderegion, die sich auf einer Mittelkonsole eines Fahrzeugs befindet, mit einer tragbaren aufladbaren Vorrichtung in der Nähe des Ladegeräts veranschaulicht;
3 ein Blockdiagramm eines induktiven Ladesystems gemäß einer Ausführungsform;
4 eine perspektivische Ansicht eines induktiven Ladesystems gemäß einer Ausführungsform;
5 ein schematisches Blockdiagramm eines kabellosen Ladesystems gemäß einer Ausführungsform, das so konfiguriert ist, dass es die Interferenz zwischen dem induktiven Ladesystem und anderen Systemen in einem Fahrzeug reduziert;
6 eine Tabelle, die Operationen veranschaulicht, die gemäß einer Ausführungsform von dem kabellosen Ladesystem auf der Grundlage des induktiven Ladeprotokolls und des Betriebsmodus ausgeführt werden;
7A und 7B Flussdiagramme, die das Programm zur Anpassung von Frequenz/Leistung zur Interferenzreduzierung in einem induktiven Ladesystem 1 gemäß einer Ausführungsform veranschaulichen; und
8 ein Flussdiagramm, das einen Betrieb veranschaulicht, der durch das kabellose Ladesystem basierend auf der Verwendung eines Radios in einem AM-Band in der Nähe des kabellosen Ladesystems ausgeführt wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hier werden, wie erforderlich, detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; es versteht sich indes, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele für die Erfindung sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise eine detaillierte Bauform; einige Schemata können überzeichnet oder minimiert sein, um die Gesamtfunktion darzustellen. Daher sind die spezifischen strukturellen und funktionellen Einzelheiten, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend, sondern lediglich als charakteristische Grundlage auszulegen, um dem Fachmann die verschiedenen Verwendungen der vorliegenden Erfindung zu lehren.
Mit Bezug auf 1 und 2 ist das Innere eines Kraftfahrzeugs 10 allgemein so veranschaulicht, dass es einen Fahrgastraum 12 aufweist, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein kabelloses induktives Ladesystem 30 verwendet. Das Fahrzeug 10 weist im Allgemeinen eine Sitzanordnung auf, die einen Fahrersitz 14 und einen Beifahrersitz 16 aufweist, die jeweils so angepasst sind, dass eine Person als Insasse im Fahrgastraum 12 des Fahrzeugs 10 darauf sitzen kann. Das Fahrzeug 10 weist auch eine Mittelkonsole 18 mit einem Ablagefach 22, das zwischen den Vordersitzen 14 und 16 angeordnet ist, und Seitentürarmauflagen 21 auf. Die Mittelkonsole 18, das Armaturenbrett 20 und die Armauflagen 21 wie auch andere Fahrzeugbaugruppen können mit verschiedenen Vorrichtungshalterungen, wie beispielsweise Ablagen und Ablagefächern, ausgestattet sein, die eine oder mehrere Vorrichtungen zum kabellosen Laden aufnehmen können. Das Fahrzeug 10 kann des Weiteren Rücksitze und kabellose Ladeablagen und Ablagefächer aufweisen, die derart konfiguriert sind, dass sie im Bereich der Rücksitze kabellos induktiv laden können.
2 veranschaulicht eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Inneren des Kraftfahrzeugs 10, das ein induktives Ladesystem 30 enthält. In der gezeigten Ausführungsform kann eine Laderegion 24 auf der Mittelkonsole 18 des Fahrzeugs 10 befindlich sein, und eine tragbare aufladbare Vorrichtung 25 kann auf der Fläche des Ladesystems 30 angeordnet werden. Das Fahrzeug 10 kann mit einem oder mehreren kabellosen Ladesystemen 30 ausgerüstet sein, um eine oder mehrere Vorrichtungen, einschließlich einer oder mehrerer wiederaufladbarer Batterien, die elektrische Leistung innerhalb einer elektronischen Vorrichtung bereitstellen, kabellos aufzuladen. In einer Ausführungsform können ein oder mehrere kabellose Ladesysteme 30 in einem oder mehreren Ablagefächern oder speziellen Ablagen bereitgestellt sein, die in der Mittelkonsole 18 bereitgestellt sind. Das kabellose Ladesystem 30 weist ein kabelloses induktives Ladegerät 26 auf. Induktive Ladegeräte weisen typischerweise eine oder mehrere induktive Spulen zur Erzeugung elektrischer Signale in der Form eines elektromagnetischen Felds (EMF) auf, typischerweise mit Niederfrequenzen innerhalb einer Laderegion 24. In der dargestellten Ausführungsform kann die Laderegion 24 als eine Ablage oder ein Ablagefach mit einer Bodenwand und Seitenwänden zum Aufnehmen einer Vorrichtung definiert sein, derart dass die Vorrichtung, wenn sie sich innerhalb der Laderegion 24 befindet, über das elektromagnetische Feld durch induktive Kopplung geladen werden kann. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das kabellose Ladesystem 30 eine Laderegion 24 verwenden, die auf einer oder mehreren Unterlagen oder Ablagen bereitgestellt ist, die im Armaturenbrett 20 des Fahrzeugs bereitgestellt sind. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das kabellose Ladesystem 30 eine Laderegion 24 verwenden, die mit einem induktiven Ladegerät 26 versehen ist, das in einer Ablage in der Armauflage 21 angeordnet ist, die sich von einer Fahrzeugtür erstreckt. In jeder dieser Ausführungsformen weist das kabellose Ladesystem 30 eine Laderegion 24 auf, die so angepasst ist, dass sie eine oder mehrere Vorrichtungen, wie beispielsweise wiederaufladbare Batterien oder elektrisch betriebene oder elektronische Vorrichtungen 25 aufnehmen kann, welche wiederaufladbare Batterien verwenden, die über ein elektrisches Signal auf der Laderegion geladen werden können und auf welche der Fahrer oder andere Fahrgäste im Fahrgastraum 12 des Fahrzeugs 10 zugreifen kann. Beispiele für elektronische Vorrichtungen 25, die durch das Ladesystem 30 geladen werden können, weisen Mobiltelefone, Computer, Funk- oder Radiogeräte, Beleuchtungsvorrichtungen und Musik- und Videoabspielgeräte auf.
Mit Bezug auf 3 ist das kabellose Ladesystem 30 des Weiteren so veranschaulicht, dass es einen Steuerschaltkreis aufweist, der in einer Ausführungsform als eine Steuereinheit 40 gezeigt ist, die einen Mikroprozessor 42 und einen Speicher 44 aufweist. Die Steuereinheit 40 kann andere oder zusätzliche analoge und/oder digitale Schaltkreise aufweisen. Im Speicher 44 können ein Programm zur Anpassung von Frequenz/Leistung 100 sowie anpassbare Parameter für den Frequenzbereich und die Leistungsaufladung 150 gespeichert sein. Die Steuereinheit 40 kann als Eingaben empfangen: 1) ein Signal, das den aktuellen Zustand des Ladegeräts 30 (z. B. ein oder aus) anzeigt; und 2) Informationen über einen Netzwerkbus 50, die mindestens einen von einem detektierten, Interferenz verursachenden Betriebsmodus der Fahrzeugsysteme in der Nähe des kabellosen Ladesystems 30 betreffen. Die Betriebsmodusinformationen des Fahrzeugs können ein Frequenzband eines Fahrzeugsystems (z. B. Amplitudenmodulation/Frequenzmodulation (AM/FM), Abtasten oder Abstimmen eines Radios), die Statusinformationen für ein Fahrzeugsystem, wie beispielsweise aktive/inaktive oder andauernde/zu initiierende und positionsbezogene Informationen eines Systems im Fahrzeug in Bezug auf die Steuereinheit 40, aufweisen. Die Detektion solcher Betriebsmodi kann anzeigen, dass eine Vorrichtung, die in einem solchen Modus arbeitet, eine Frequenz erzeugen oder annehmen würde, die eine mögliche Interferenz mit den Fahrzeugsystemen bewirken könnte. Die Interferenz kann in der Form ausgestrahlter Emissionen und/oder leitungsgeführter Emissionen auftreten. Interferenz kann auch durch Magnetresonanz-Ladegeräte erzeugt werden, da einige Hersteller Lösungen aufweisen, die im Kilohertz-Bereich arbeiten und Grundschwingungen oder Oberschwingungen aufweisen können, die (z. B. über Oberschwingungen oder Grundschwingungen im AM-Frequenzband) Interferenz verursachen können. Eine solche Interferenz zwischen den Fahrzeugvorrichtungen und dem Ladegerät 30 kann dazu führen, dass die Fahrzeugvorrichtung oder das Ladegerät 30 nicht effektiv arbeiten und dass eine Vorrichtung, die gerade geladen wird, möglicherweise überhitzt, weil sie zu stark einer bestimmten Frequenz des Ladegeräts 30 ausgesetzt wird. Nach der Detektion eines möglicherweise Interferenz verursachenden Betriebsmodus kann die Steuereinheit 40 diese Eingabeinformationen in Bezug auf das Schutzprogramm zur Anpassung von Frequenz/Leistung 100 verarbeiten und eine Ausgabe an das induktive Ladegerät 26 erzeugen, das über (eine) induktive Spule(n) 27 verfügt, um somit mindestens zu reduzieren oder zu verhindern, dass das elektrische Ladesignal von dem Ladegerät 26 erzeugt wird, und/oder die Frequenz in der Laderegion anzupassen, um eine mögliche Frequenzinterferenz mit anderen Fahrzeugmodulen zu vermeiden.
4 veranschaulicht eine mögliche Implementierung eines kabellosen induktiven Ladesystems 30 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In 4 kann kann ein Senderabschnitt 110 im Ladesystem 30 aufgenommen sein. Der Senderabschnitt 110 kann eine oder mehrere Senderspulen (nicht dargestellt) enthalten, die mit einem Stecker gekoppelt sein können, der in eine externe Standardstromquelle eingesteckt ist. Ein Empfänger 130 kann in einer aufladbaren elektronischen Vorrichtung 25 aufgenommen sein. Der Senderabschnitt 110 kann dem Empfänger 130 Leistung bereitstellen, derart dass der Empfänger 130 einer wiederaufladbaren Batterie Leistung bereitstellt, und der Senderabschnitt 110 kann zusätzliche Steuerinformationen vom Empfänger 130 empfangen, um eine bestimmte Leistungsübertragung auf der Grundlage der Steuerinformationen anzupassen.
Das Ladesystem 30 des Fahrzeugs kann ein oder mehrere kabellose Ladegeräte zum Erzeugen von elektrischen Ladesignalen in der Laderegion 24 aufweisen, um die elektronische Vorrichtung 25 aufzuladen, die eine wiederaufladbare Batterie enthält. Das kabellose Ladegerät kann das induktive Ladegerät 26 aufweisen, das ein elektromagnetisches Feld erzeugt. Das induktive Ladegerät kann eine oder mehrere induktive Spulen 27 aufweisen, die sich unterhalb oder auf der Bodenfläche der Laderegion 24 befinden, wie beispielsweise einer Unterlage, um ein elektromagnetisches Feld in der Laderegion 24 zu erzeugen. Das elektromagnetische Feld verläuft von induktiven Spulen 27 in die Laderegion 24 und dient dazu, eine oder mehrere induktive Empfängerspulen 120, die in der tragbaren elektronischen Vorrichtung 25 bereitgestellt sind, kabellos zu koppeln, um auf diese Weise elektrische Energie zum Aufladen einer oder mehrerer wiederaufladbarer Batterien an sie zu übertragen. Als Ergebnis dessen ist ein elektromagnetisches Feld in der Laderegion 24 vorhanden.
5 zeigt eine schematische Veranschaulichung, die eine Ausführungsform eines adaptierbaren kabellosen Kommunikationssystems zeigt, das eine Netzwerkverbindung zwischen dem kabellosen Ladesystem 30 und einem Fahrzeugzutritt- und -startsystem aufweist, das mehrere von zusätzlichen, in das Fahrzeug integrierten Merkmalen aufweist. Das Ladesystem 30 kann eine Schnittstelle mit mehreren Netzwerken über den Fahrzeugnetzwerkbus 50 aufweisen, wie beispielsweise einem privat zugänglichen Netzwerk wie beispielsweise WAN/LAN, öffentlich zugänglichen Netzwerken wie beispielsweise dem Internet, fahrzeugeigenen Netzwerken wie beispielsweise Controller Area Networks (CAN) und Assembly Line Data Link (ALDL). Wenn das Ladesystem 30 mit einem fahrzeugeigenen Datenbus 50 verbunden ist, kann die Steuereinheit 40 im kabellosen System 30 eingehende Betriebsmodusinformationen von anderen Fahrzeugvorrichtungen, die mit dem fahrzeugeigenen Datennetzwerk verbunden sind, empfangen, wie beispielsweise Frequenzbandinformationen, Statusinformationen, wie beispielsweise aktiv/inaktiv und Anzeige von Verlauf/Initialisierung, sowie positionsbezogene Informationen einer mit dem System 30 in Bezug stehenden Vorrichtung. Zusätzlich dazu kann die Steuereinheit 40, wenn sie mit einem fahrzeugeigenen Datennetzwerk verbunden ist, die eingehenden Betriebsmodusinformationen von anderen elektronischen Vorrichtungen des Fahrzeugs und mit dem Netzwerk verbundenen Systemen wie auch die Betriebsfrequenz des Systems 30 überwachen. Abhängig vom von der Steuereinheit 40 detektierten Betriebsmodus kann die Steuereinheit 40 Befehle ausgeben, die die Ladefrequenz des Ladegeräts 26 und/oder den Betrag der Leistung ändern, die durch das Ladegerät 26 verwendet wird, um die wiederaufladbare/n Batterie oder Batterien der tragbaren Vorrichtung 25 aufzuladen, indem das durch das Ladegerät 26 erzeugte elektrische Ladesignal angepasst wird.
Wie in einer Ausführungsform in 5 gezeigt, ermöglicht der fahrzeugeigene Datenbus 50 die Kommunikation zwischen dem kabellosen Ladesystem 30 und verschiedenen in das Fahrzeug 10 integrierten Komponenten, wie beispielsweise einem Mobilempfänger 52, einer Fahrzeugzutritt- und -startsteuereinheit 54, einem AM/FM-Empfänger 56 und einer Freisprechmobilnotrufunterstützungssteuereinheit 58. Der Steuereinheit 40 innerhalb des kabellosen Ladesystems 30 kann befohlen werden, die kabellosen Vorrichtungen 25 mit einem bestimmten Frequenzband abhängig von der Art des induktiven Ladeprotokolls, auf welches eine Vorrichtung 25 reagiert, zu laden. Einige Beispiele für induktive Ladeprotokolle, mit denen ein Ladesystem 30 ausgerüstet sein kann, sind: Qi Wireless Power Consortium (WPC), das mit einem Niederfrequenzband von 90 kHz bis 205 kHz arbeiten kann, Powermat Generation 2, das ebenfalls mit einem Niederfrequenzband von 90 kHz bis 205 kHz arbeiten kann, und Powermat Generation 1, das mit einem Niederfrequenzband von 270 kHz bis 370 kHz arbeiten kann. Auf ähnliche Weise arbeiten Qi-Magnetresonanzlösungen in ungefähr dem gleichen Frequenzband wie eine Lösung zum Laden durch Qi-Magnetinduktion (d. h. induktiv). Andere induktive Ladeprotokolle und andere Betriebsfrequenzen können ebenfalls verwendet werden. In einer spezifischen Ausführungsform kann das Ladegerät 26 mit einer Ladefrequenz von etwa 110 kHz arbeiten.
Ein Mobilempfänger 52 kann in einer Mobilvorrichtung enthalten sein, die im Inneren des Fahrzeugs 10 eingerichtet ist. Der Empfänger 52 kann es dem Benutzer auch ermöglichen, Telefonanrufe von jedem beliebigen externen Telefon zu empfangen und Telefonanrufe von einem integrierten Fahrzeug 10 durch Betrieb mit einer Frequenz von 850 MHz bis 1900 MHz abhängig von der Art des Mobilstandards (wie beispielsweise GSM oder CDMA), auf welchem die Mobilvorrichtung arbeitet, auszusenden. Der Mobilempfänger 52 kann eine Nachricht zum Ladesystem 30 über den Fahrzeugbus 50 übertragen, welche anzeigt, dass die Mobilvorrichtung des Fahrzeugs Daten empfängt und überträgt und für eine mögliche Interferenz verursachende Frequenz vom Betriebsband des induktiven Ladesystems 30 störanfällig ist. Alternativ dazu kann die Betriebsfrequenz des Mobilempfängers 52 durch eine Fahrzeugzutritt- und -startsteuereinheit 54 gemessen werden, und die Fahrzeugzutritt- und -startsteuereinheit 54 kann eine Nachricht über den Fahrzeugbus 50 an das Ladesystem 30 übertragen, die anzeigt, dass die Mobilvorrichtung mit einer Frequenz arbeitet, die für mögliche Interferenz von der Betriebsfrequenz des induktiven Ladegeräts 30 störanfällig ist.
Der AM/FM-Empfänger 56 kann in einem Fahrzeugradio (nicht dargestellt), das im Inneren des Fahrzeugs 10 eingerichtet ist, enthalten sein. Der AM/FM-Empfänger 56 kann für nordamerikanische FM-Bänder, die mit einer Frequenz von 88 MHz bis 108 MHz arbeiten, und nordamerikanische AM-Bänder, die mit einer Frequenz von 520 kHz bis 1610 kHz arbeiten, wie auch andere weltweite Audiobänder, wie beispielsweise Langwellen- und NOAA-Wetterband, geeignet sein. Der AM/FM-Empfänger 56 kann eine Nachricht an das Ladesystem 30 über den Fahrzeugbus 50 übertragen, die anzeigt, dass das Fahrzeugradio auf eine Station mit einem Frequenzband eingestellt ist, das möglicherweise Interferenz von der Betriebsfrequenz des Ladesystems 30 erfährt. Alternativ dazu kann die Betriebsfrequenz des AM/FM-Empfängers 56 von einer Fahrzeugzutritt- und -startsteuereinheit 54 gemessen werden. Wenn die Fahrzeugzutritt- und -startsteuereinheit 54 bestimmt, dass die Betriebsfrequenz einen gewissen Grenzwert erreicht, wird sie eine Nachricht über den Fahrzeugbus 50 an das Ladesystem 30 übertragen, die anzeigt, dass der Empfänger 56 mit einer Frequenz arbeitet, die möglicherweise Interferenz von der Betriebsfrequenz des induktiven Ladegeräts 30 erfährt.
Die Notrufunterstützungssteuereinheit 58, die im (nicht dargestellten) Freisprechmobilnotrufunterstützungssystem enthalten ist, kann im Inneren des Fahrzeugs 10 eingerichtet sein. Das Freisprechmobilnotrufunterstützungssystem kann mit einer Mobilvorrichtung des Fahrers synchronisiert werden, die Freisprechfunktionen des Mobiltelefons während des Fahrens ermöglicht und auch den Fahrer direkt mit einer lokalen Notrufstelle verbindet, wenn im Fahrzeug ein Unfall detektiert wird (z. B. bei Auslösen der Fahrzeugairbags oder wenn die Treibstoffpumpenabschaltung im Notfall aktiviert wird). Dieses Merkmal kann eine Sprachnachricht an die Notrufstelle leiten, die anzeigt, dass das Fahrzeug in einen Unfall verwickelt wurde. Kommt es zu einem Unfall, während der Fahrer die Freisprechtelefonfunktion verwendet, so würde das Notrufunterstützungssystem automatisch diesen Anruf beenden und den Notruf wählen. Wenn der Insasse des Fahrzeugs nicht in der Lage ist, mit der Notrufstelle zu kommunizieren, teilt eine vom Unterstützungssystem gesendete Nachricht der Notrufstelle mit, dass ein Unfall stattgefunden hat, und die vom Mobiltelefonträger bereitgestellten Ortsinformationen werden an die Stelle weitergegeben. Wenn ein Notrufunterstützungsanruf entweder im Gange ist oder dieser gerade initiiert wird, kann die Notrufunterstützungssteuereinheit 58 eine Nachricht an das induktive Ladesystem 30 über den Fahrzeugbus 50 übertragen, die anzeigt, dass das Laden einer Mobilvorrichtung 25 zu unterbrechen ist, um die Möglichkeit zu reduzieren, dass das induktive Ladegerät 30 den Notrufunterstützungsanruf stört. Ein Beispiel für ein Freisprechmobilnotrufunterstützungssystem ist die SYNC^® 911 Assist Einrichtung von Ford Motor Company, die in Fahrzeugen von Ford eingebaut sein kann.
Sobald die Steuereinheit 40 vom Netzwerkbus 50 Statusnachrichten von einem Fahrzeugmodul wie beispielsweise dem Mobilempfänger 52, der Fahrzeugzutritt- und -startsteuereinheit 54, dem AM/FM-Empfänger 56 und der Notrufunterstützungssteuereinheit 58 empfängt, verarbeitet die Steuereinheit 40 die Eingabeinformationen mit Bezug auf ein Programm 100, das im Speicher 44 gespeichert ist und vom Steuerschaltkreis ausgeführt wird, welcher wiederum die vom Ladegerät 26 zu erzeugende elektrische Ladesignalfrequenz und/oder -amplitude anpasst, um eine mögliche Interferenz mit anderen Fahrzeugmodulen zu vermeiden.
Die in 6 gezeigte Tabelle veranschaulicht eine Ausführungsform von Aktionen, die durch das Programm zur Anpassung von Frequenz/Leistung 100 des kabellosen Ladesystems 30 abhängig von der Art der induktiven Ladeprotokollvorrichtung 25 betroffen sein können, die für das Protokoll und den Betriebsmodus der Fahrzeugmodule, die durch das Ladesystem 30 detektiert werden, verantwortlich ist. 7 zeigt ein allgemeines Flussdiagramm, das die verschiedenen Schritte des Anpassungsprogramms 100 veranschaulicht, die von der Steuereinheit 40 auf der Grundlage der in 6 dargestellten Abbildung ausgeführt werden können.
Mit Bezug auf 7 beginnt das Programm 100 mit dem Schritt 202 und kann bestimmen, ob das kabellose Ladegerät eingeschaltet ist, und fährt mit Schritt 204 fort. Im Schritt 204 bestimmt die Steuereinheit 40, ob ein mögliches Objekt auf der Fläche des Ladesystems 30 detektiert wurde und ob das detektierte Objekt in der Lage ist, durch das System 30 induktiv geladen zu werden. Wenn die Steuereinheit 40 im Schritt 204 bestimmt, dass diese Bedingungen erfüllt sind, fährt die Steuereinheit 40 mit dem Schritt 206 fort. Ansonsten kehrt die Steuereinheit 40 zum Schritt 204 zurück, um zu bestimmen, ob ein neues Zielobjekt auf der Fläche des Systems 30 detektiert wurde und ob das detektierte Objekt induktiv geladen werden kann.
Im Schritt 206 bestimmt die Steuereinheit 40, ob das Objekt bestimmte Grenzwerte für Größe und/oder Masse erfüllt. In diesem Schritt bestimmt die Steuereinheit 40, ob die Größe und/oder Masse des detektierten Objekts innerhalb eines Grenzkriteriums liegt, in welchem erwartet wird, dass das Objekt eine Vorrichtung sein kann, die erwartet, von dem Ladesystem 30 geladen zu werden. Wenn das Objekt diese Grenzkriterien nicht erfüllt, fährt die Steuereinheit 40 mit Schritt 208 fort, in welchem sie das Objekt ignoriert, ohne den Benutzer davon zu informieren, und kehrt zum Schritt 204 zurück, um zu bestimmen, ob eines neues Zielobjekt auf der Fläche des Ladesystems 30 detektiert wurde und ob das detektierte Objekt induktiv geladen werden kann. Wenn das Objekt die Grenzkriterien des Schritts 206 erfüllt, fährt die Steuereinheit 40 mit Schritt 210 fort. Indem keine Energie erzeugt wird, bis ein möglicher Empfänger einer aufladbaren Vorrichtung detektiert wurde, reduziert das System das mögliche Auftreten von Übertragungshochfrequenzrauschen und es verkleinert die Gefahr von Interferenz von nicht aufladbaren Vorrichtungen, die auf dem Ladesystem 30 zurückgelassen wurden.
Im Schritt 210 bestimmt die Steuereinheit 40, ob ein synchronisierter Notrufunterstützungsanruf im Gange ist. Die Steuereinheit 40 fährt mit Schritt 216 fort, wenn kein synchronisierter Notrufunterstützungsanruf im Gange ist. Wenn der Unterstützungsanruf im Gange ist, fährt die Steuereinheit 40 dann mit 214 fort, um zu entscheiden, ob a) die in der tragbaren Vorrichtung, wie beispielsweise der Mobilvorrichtung 25, noch vorhandene Leistung unter einen vorbestimmten Wert X% fällt, oder ob b) der Leistungspegel der Mobilvorrichtung 25 nicht abgelesen werden kann. Wird keine dieser Bedingungen erfüllt, so fährt die Steuereinheit 40 mit Schritt 212 fort, in dem das Laden ausgesetzt wird, sofern der Ladezustand (SOC) des Telefons nicht unter den Wert X% fällt, und kehrt dann zu Schritt 210 zurück, um die Mobilvorrichtung 25 weiter im Ladezustand und aktiv zu halten, während der Notrufunterstützungsanruf im Gange ist. Wie auch im Fahrzeugbetriebsmodus 10 von 6 dargestellt ist, wird das Laden unabhängig von dem kabellosen Ladeprotokoll, das das System 30 verwendet, ausgesetzt. Die Schritte 210, 212 und 214 unterstützen die Reduzierung der Wahrscheinlichkeit einer Frequenzinterferenz zwischen dem Notrufunterstützungsanruf und der Betriebsfrequenz des Ladesystems 30 während des Ladens. Zusätzlich berücksichtigen die Schritte 212 und 214 Situationen, in welchen das Aussetzen des Ladens trotz der möglichen Frequenzinterferenz von einer aktiv ladenden Vorrichtung 25 nicht aktiviert werden sollte, während die Notrufunterstützung im Gange ist oder initiiert werden soll. Diese Art von Situationen treten auf, wenn der SOC unter einen vorbestimmten Wert X% fällt, wie beispielsweise 40%, bei welchem es unklug wäre, das Laden unterhalb des vorbestimmten Werts X% auszusetzen. Durch das Aussetzen des Ladens unter einem solchen vorbestimmten Wert X% kann es sein, dass die Mobilvorrichtung 25 nicht ausreichend Leistung bekommt, um die Notrufunterstützungsoperation vollständig abzuschließen oder zusätzliche Anrufe unter Verwendung des Notrufunterstützungsanrufs zu tätigen, sollte der erste Notrufunterstützungsanruf fehlschlagen. Wenn die Steuereinheit 40 im Schritt 306 bestimmt, dass die kabellose Technologiestandardablesung erhalten werden kann und die Leistung nicht weniger als der Wert X% ist, fährt die Steuereinheit 40 mit dem Schritt 216 fort.
Im Schritt 216 gibt die Steuereinheit 40 eine visuelle Anzeige an den Benutzer aus, dass die „Ladeprozessbeurteilung” im Gange ist. Die visuelle Anzeige kann auf der Laderegion 24 und/oder an anderer Stelle im Ladesystem 30 oder im Fahrzeug 10 erfolgen. Die Steuereinheit 40 fährt als Nächstes mit dem Schritt 218 fort, um die Bestimmung der Art des induktiven Ladeprotokolls einzuleiten, auf das die Vorrichtung 25 reagieren kann und mit welchem das Ladesystem 30 ausgerüstet sein kann. Jedes induktive Ladeprotokoll arbeitet, um Ladeleistung mit einem vorbestimmten Frequenzband zu erzeugen. So können zum Beispiel ein Qi Wireless Power Consortium (WPC) und ein Powermat Generation 2 mit einem Niederfrequenzband von 90 kHz bis 205 kHz arbeiten, während Powermat und Powermat Generation 1 mit einem Niederfrequenzband von 270 kHz bis 370 kHz arbeiten können.
Die Steuereinheit 40 bestimmt im Schritt 220, ob die aufladbare Vorrichtung 25 auf einen ersten Protokoll-Ping reagiert. In diesem Schritt versucht die Senderschaltung 110 des Ladesystems 30, mit dem Empfänger 130 der wiederaufladbaren Vorrichtung 25 zu kommunizieren, indem sie einen digitalen Ping (einen kurzen periodischen Testimpuls) an den Empfänger 130 sendet. Wenn der Empfänger 130 nach der Übertragung des digitalen Pings ein geeignetes Feedback-Signal an den Sender 110 zurücksendet, zeigt dies an, dass der Empfänger ein gültiges erstes protokollkonformes System ist, und die Steuereinheit 40 fährt mit Schritt 222 fort. Wenn die Vorrichtung nicht auf einen ersten Protokoll-Ping reagiert, fährt die Steuereinheit 40 mit dem Schritt 252 fort, um zu bestimmen, ob die Vorrichtung auf einen zweiten Protokoll-Ping reagiert. So kann zum Beispiel in Schritt 220 die Steuereinheit 40 versuchen, mit der Vorrichtung 25 über einen Qi-standardkonformen Ping zu kommunizieren. Wenn die aufladbare Vorrichtung 25 nicht auf den Qi-konformen Ping reagiert, kann die Steuereinheit 40 dann versuchen, mit der Vorrichtung 25 über einen Powermatkonformen Ping zu kommunizieren. Reagiert die aufladbare Vorrichtung weder auf einen ersten Protokoll-Ping noch auf einen zweiten Protokoll-Ping, so kann die Steuereinheit 40 dem Benutzer anzeigen, dass im Schritt 254 „keine kompatible Vorrichtung detektiert” wurde, und zum Schritt 204 zurückkehren, um zu detektieren, ob ein anderes mögliches Objekt sich auf oder in der Nähe des Ladesystems 30 befindet. In anderen Ausführungsformen kann es zusätzliche Schritte nach Schritt 252 geben, die testen, ob die aufladbare Vorrichtung 25 auf zusätzliche Protokoll-Pings reagiert.
In einer anderen Ausführungsform kann das Ladesystem 30 visuell dem Benutzer anzeigen, dass das System mit dem ersten Protokoll oder dem zweiten Protokoll konform ist. Zum Beispiel kann nach Erfüllung der Schritte 220 oder 252 das Ladesystem 30 eine visuelle Anzeige auf der Laderegion 24 und/oder dem Ladesystem 30 für einen Benutzer ausgeben, dass die aufladbare Vorrichtung „Qi-konform” oder „Powermat-konform” ist. Eine solche visuelle Anzeige kann die Form eines Logos oder einer Marke annehmen, die für das induktive Ladeprotokoll steht, mit dem die aufladbare Vorrichtung 25 als konform befunden wurde.
Wenn die aufladbare Vorrichtung 25 auf entweder den ersten Protokoll-Ping oder den zweiten Protokoll-Ping reagiert, fährt die Steuereinheit 40 dann mit Schritt 222 fort, um zu detektieren, ob mehrere von anderen elektronischen Vorrichtungen, einschließlich eines Fahrzeugzutritt- und -startsystems und/oder eines Fahrzeugradio-AM/FM-Bandes, im Inneren des Fahrzeugs 10 installiert sind. Im Schritt 224 konfiguriert die Steuereinheit 40 als Nächstes das Ladesystem 30 auf der Grundlage der mit 0 oder 1 markierten Betriebsmodi, wenn das Fahrzeugzutritt- und -startsystem oder das Fahrzeugradio-AM/FM-Band als nicht installiert oder inaktiv detektiert wird. Ansonsten fährt die Steuereinheit 40 mit Schritt 228 fort. Eine solche Detektion im Schritt 222 kann eine Nachricht von einem getrennten Modul im Fahrzeug sein, das der Steuereinheit 40 des Ladesystems 30 den nicht installierten oder inaktiven Zustand des Fahrzeugzutritt- und -startsystems und des Fahrzeugradios kommuniziert. In einer anderen Ausführungsform kann angenommen werden, dass, wenn die Steuereinheit 40 keine Nachrichten von den Fahrzeugmodulen empfängt, um in einem anderen Modus innerhalb einer vorbestimmten Zeit zu arbeiten, die Steuereinheit 40 dem Ladesystem 30 kommuniziert, die tragbare Vorrichtung 25 auf der Grundlage der Betriebsmodi 0 oder 1 zu laden.
Details eines Beispiels für die Betriebsmodi 0 oder 1 sind nachfolgend in Bezug auf 6 beschrieben. Wie in 6 gezeigt, instruiert die Steuereinheit 40, wenn der über den Fahrzeugbus 50 an die Steuereinheit 40 kommunizierte Betriebsmodus des Fahrzeugs anzeigt, dass kein serienmäßiges Fahrzeugzutritt- und -startsystem (Modus 1) vorliegt oder das Fahrzeug ausgeschaltet ist, das AM/FM-Band aus ist oder kein Fahrzeugzutritt- und -startsystem aktiviert ist (Modus 2), das induktive Ladegerät 26, die tragbare Vorrichtung 25 abhängig von der Art des Protokolls, mit welchem das System 30 arbeitet, bei voller NF-Bandbreite aufzuladen. Wenn zum Beispiel das System 30 auf einem Qi Wireless Power Consortium (WPC) Protokoll arbeitet, so würde das Ladesystem 30 instruiert, die tragbare Vorrichtung 25 mit einem Niederfrequenzband von 90 kHz bis 205 kHz während der Betriebsmodi 0 oder 1 aufzuladen. Die Betriebsfrequenz muss während der Detektion der Betriebsmodi 0 oder 1 nicht angepasst werden, weil die Verringerung der Frequenzbandinterferenz zwischen den Fahrzeugmodulen und dem Ladesystem 30 keine Rolle spielt, wenn die Fahrzeugmodule nicht installiert oder inaktiv sind.
Nach der Konfiguration des induktiven Ladesystems 30 auf der Grundlage des Betriebsmodus 0 oder 1 fährt die Steuereinheit 40 mit Schritt 226 fort, um die tragbare Vorrichtung 25 bei voller NF-Bandbreite aufzuladen und dem Benutzer eine visuelle Benachrichtigung über den Prozentsatz an Ladung der aufladbaren Vorrichtung 25, der abgeschlossen ist, bereitzustellen. Die visuelle Anzeige kann auf der Laderegion 24 und/oder an anderer Stelle im Ladesystem 30 oder im Fahrzeug erfolgen. Die Steuereinheit 40 fährt als Nächstes mit Schritt 228 fort, um zu bestimmen, ob der Notrufunterstützungsanruf initiiert wurde. Wurde die Freisprechmobilnotrufunterstützungsfunktion initiiert, so kehrt die Steuereinheit 40 zurück zum Schritt 212, in welchem das Laden ausgesetzt wird, sofern der Ladezustand (SOC) des Telefons nicht unter den Wert X% fällt. Die Steuereinheit 40 fährt dann mit Schritt 210 fort, um das Aussetzen des Ladens aktiv zu halten, während der Notrufunterstützungsanruf im Gange ist. Wie vorhergehend erwähnt, sollte, während das Aussetzen des Ladens die Möglichkeit einer Frequenzinterferenz zwischen der Ladevorrichtung 25 und der andauernden oder zu initiierenden Notrufunterstützung reduziert, das Aussetzen des Ladens nicht aktiviert werden, wenn die Vorrichtung 25 nicht ausreichend Leistung aufweist, um die Notrufunterstützungsoperationen vollständig abzuschließen.
Wenn die Steuereinheit 40 im Schritt 228 bestimmt, dass der Notrufunterstützungsanruf nicht initiiert wurde, fährt die Steuereinheit 40 mit Schritt 230 fort, um zu bestimmen, ob das AM-Radio mit Tuner-Frequenzen von höher als oder gleich einem vorbestimmten Wert P kHz aktiviert ist. So kann zum Beispiel P eine Grenzfrequenz von 825 kHz sein. Mit Bezug auf 6 kann das AM-Radio, wenn es aktiviert ist, eine Nachricht an die Steuereinheit 40 senden, um zu kommunizieren, dass ein bestimmtes Band mit einem bestimmten Frequenzbereich von entweder höher als oder gleich einem vorbestimmten Wert P kHz oder niedriger als ein vorbestimmter Wert P kHz aktiv ist. Alternativ dazu kann die Betriebsfrequenz des AM-Empfängers 56 von einer Fahrzeugzutritt- und -startsteuereinheit 54 gemessen werden, und die Fahrzeugzutritt- und -startsteuereinheit 54 kann eine Nachricht über den Fahrzeugbus 50 zum Ladesystem 30 übertragen, die anzeigt, dass das AM-Radio mit einer Frequenz arbeitet, die die Betriebsfrequenz des induktiven Ladegeräts 30 stört. Wenn das AM-Band durch die Steuereinheit 40 als aktiv detektiert wird, fährt die Steuereinheit 40 mit Schritt 232 fort und passt die Betriebsfrequenz des Ladesystems 30 abhängig von den mit 2 und 3 markierten Betriebsmodi des Fahrzeugs und der Art des in den Schritten 220 und 252 bestimmten induktiven Protokolls an. Wie in einer Ausführungsform in 6 dargestellt ist, werden, wenn zum Beispiel ein AM-Radio mit einer Tuner-Frequenz von weniger als P kHz arbeitet, diese Informationen an die Steuereinheit 40 gemeldet, und wenn bestimmt wird, dass die Vorrichtung 25 auf ein zweites Protokoll reagiert, stellt die Steuereinheit 40 Instruktionen bereit, die Betriebsfrequenz um einen Faktor von vier (Spalte 2, Zeile 3) nach unten zu verschieben, wenn der Ladespule 27 des Ladegeräts 26 Leistung zugeführt wird. Die Steuereinheit 40 geht dann zurück zu Schritt 228, um zu bestimmen, ob der Notrufunterstützungsanruf initiiert wurde und setzt ihre Schleifenbewegung zwischen den Schritten 228, 230 und 232 so lange fort, bis das AM-Band als aktiv detektiert wird. Zusätzlich dazu würde, wenn das Ladesystem 30 eine Übertragungsnachricht vom Bus 50 empfängt, die anzeigt, dass das Radio sich im Nicht-AM-Modus, wie beispielsweise dem MP3-Modus oder dem FM-Modus, befindet, das Ladesystem 30 ohne Einschränkung bei voller NF-Bandbreite aufladen, und die Steuereinheit 40 würde mit Schritt 234 fortfahren.
Wie vorhergehend erwähnt, fährt die Steuereinheit 40, wenn das AM-Band bei bestimmten Tuner-Frequenzen inaktiv ist, mit dem Schritt 234 fort, um zu bestimmen, ob eine Fahrzeugzutritt- und -startsystemabfrage initiiert wurde. Das Fahrzeugzutritt- und -startsystem kann mehrere automatisierte Funktionen im Inneren des Fahrzeugs 10 in Abhängigkeit von der Benutzereingabe bereitstellen, die das Ermöglichen des Aufsperrens eines Fahrzeugs durch Berührung eines Türgriffs und/oder des Startens des Fahrzeugs durch Fahrer aufweisen, aber nicht darauf beschränkt sind. Das Fahrzeugzutritt- und -startsystem kann Signalempfänger und Antennen zum Verarbeiten der Benutzereingabe und zum Genehmigen des Benutzerzugriffs aufweisen. Das Fahrzeugzutritt- und -startsystem kann durch ein getrenntes Modul, wie beispielsweise die im Fahrzeug 10 befindliche Fahrzeugzutritt- und -startsteuereinheit 54, gesteuert werden. Interaktionen zwischen der Fahrzeugzutritt- und -startsteuereinheit 54 und einem vom Fahrer gehaltenen Schlüsselanhänger können mit einem Frequenzband auftreten, das mit der Betriebsfrequenz des Ladesystems 30 in Konflikt stehen kann. So kann zum Beispiel das Fahrzeugzutritt- und -startsystem mit dem Schlüsselanhänger mit einer Frequenz von 125 kHz (Amplitudentastung-Datenimpulse) kommunizieren, und der Anhänger kann mit dem Fahrzeugzutritt- und -startsystem mit 315 MHz oder 901 MHz kommunizieren. Wenn der Anhänger zu nahe am System 30 gehalten wird, kann der Schlüsselanhänger ein 125 kHz-Signal des Fahrzeugs aufgrund der Energie von 125 kHz wahrnehmen, die vom System 30 während des Ladens emittiert wird. Zusätzlich dazu kann das Fahrzeugzutritt- und -startsystem nicht beginnen, mit dem Schlüsselanhänger zu kommunizieren, bevor eine bestimmte Bedingung START, ENTRY oder STATUS CHECK durch das System, wie beispielsweise Aktivieren eines Türgriffschalters, Drücken eines Startknopfes, Lösen einer Bremse oder Öffnen einer Tür, wahrgenommen wurde.
Im Schritt 234 kann die Fahrzeugzutritt- und -startsteuereinheit 54, wenn das Fahrzeugzutritt- und -startsystem initiiert wurde, eine Nachricht über den Bus 50 zur Steuereinheit 40 übertragen, die die Initiierung des Fahrzeugzutritt- und -startsystems anzeigt, und die Steuereinheit 40 fährt mit dem Schritt 236 fort. Wie in 6 gezeigt, kann die Steuereinheit 40, wenn die Steuereinheit 40 im Schritt 236 eine Nachricht empfängt, die anzeigt, dass die Fahrzeugzutritt- und -startsteuereinheit 54 zum ersten Mal versucht, mit einem vom Benutzer gehaltenen Schlüsselanhänger zu kommunizieren, die NF-Band-Einstellung beibehalten, aber den Betrag der Leistung, die zum Laden der tragbaren Vorrichtung 25 verwendet wird, über eine vorbestimmte Zeitdauer, reduzieren. Eine solche Leistungsreduzierung kann erfolgen, während das System 30 in einem ersten induktiven Protokoll oder einem zweiten induktiven Protokoll arbeitet, aber das Arbeiten in einem dritten induktiven Protokoll kann es dem System ermöglichen, die Vorrichtung 25 ohne Einschränkung zu laden, wie dies in 6 gezeigt ist. Wenn die Steuereinheit 40 im Schritt 236 eine Nachricht empfängt, die anzeigt, dass die Fahrzeugzutritt- und -startsteuereinheit zum zweiten Mal versucht, mit einem vom Fahrer gehaltenen Schlüsselanhänger zu kommunizieren, kann die Steuereinheit 40 die NF-Band-Einstellung beibehalten, aber das Laden der Vorrichtung vollständig über eine vorbestimmte Zeitdauer aussetzen (Betriebsmodus 8 des Fahrzeugs in 6).
In einer anderen Ausführungsform kann, wenn die Steuereinheit 40 eine Nachricht empfängt, die anzeigt, dass die Fahrzeugzutritt- und -startsteuereinheit 54 zum ersten Mal versucht, mit einem vom Benutzer gehaltenen Schlüsselanhänger zu kommunizieren, die Steuereinheit 40 ein bestimmtes Frequenzband vom Laden der Vorrichtung 25 ausschließen (Betriebsmodus 4 des Fahrzeugs in 6). Wenn der Schlüsselanhänger zum Beispiel mit der Fahrzeugsteuereinheit 54 mit 125 kHz kommuniziert, überträgt die Fahrzeugsteuereinheit 54 eine Anzeige dieser Tatsache über ein Datenpaket an die Steuereinheit 40 des induktiven Ladesystems 30. Die Steuereinheit 40 kann daraufhin arbeiten, um das Frequenzband um 125 kHz (115 bis 135 kHz-Band) zu löschen, wodurch dem Ladesystem 30 ermöglicht wird, auf einem nicht eingeschränkten Frequenzband zu arbeiten. Nach der Reduzierung oder Aussetzung der induktiven Ladeleistung (Schritte 238 oder 240) oder der Anpassung der Frequenz des Ladesystems 30 abhängig von den Betriebsmodi 2 und 3 des Fahrzeugs (Schritt 232) kehrt die Steuereinheit 40 in einer Schleife zurück zum Schritt 228, um zu bestimmen, ob ein Notrufunterstützungsanruf initiiert wurde, und bewegt sich auch weiter so lange in einer Schleife zwischen den Schritten 228, 230 und 232, bis das AM-Band als aktiv detektiert wird.
In einer anderen Ausführungsform kann eine Operation zum Ausschließen eines bestimmten Frequenzbandes von der Position des Schlüsselanhängers in Bezug auf das Fahrzeugzutritt- und -startsystem abhängen (Betriebsmodus 5 des Fahrzeugs, 6). Nachdem zum Beispiel das Fahrzeugzutritt- und -startsystem im Schritt 234 initiiert wurde, kann es die Positionskoordinaten des Schlüsselanhängers triangulieren, um zu bestimmen, ob der Schlüsselanhänger um einen vorbestimmten Abstand von der Vorrichtung 25, die vom System 30 geladen wird, beabstandet ist. Wenn bestimmt wird, dass sich der Schlüsselanhänger nicht innerhalb eines Abstands von der Vorrichtung 25 befindet, derart dass keine Gefahr einer Störung des Betriebs des Fahrzeugzutritt- und -startsystems besteht, kann das Ladesystem 30 danach damit fortfahren, auf seiner vollen NF-Bandbreite zu arbeiten. Wenn bestimmt wird, dass der Schlüsselanhänger sich innerhalb eines Abstands von der Vorrichtung 25 befindet, derart dass die Gefahr einer Störung des Betriebs des Fahrzeugzutritt- und -startsystems besteht, kann die Steuereinheit 40 damit fortfahren, das bestimmte Frequenzband vom Laden der Vorrichtung 25 auszuschließen (Fahrzeugbetrieb 5, 6).
Sowohl das Reduzieren/Aussetzen des Betrags der Leistung zum Aufladen der Vorrichtung 25 als auch das Entfernen des bestimmten Frequenzbandes, in welchem das System 30 arbeitet, erleichtern das Reduzieren der Gefahr, dass die Kommunikationsfrequenz zwischen dem Schlüsselanhänger und der Fahrzeugsteuereinheit 40 durch das Rauschen gestört wird, das durch das induktive Laden der Vorrichtung 25 verursacht wird. Das Entfernen des Bandes oder das Verringern der Leistung können indes ebenfalls den Wirkungsgrad des induktiven Ladens der Vorrichtung 25 reduzieren. Wenn somit im Schritt 234 eine Fahrzeugzutritt- und -startsystemabfrage nicht als initiiert detektiert wurde, wird das Frequenzband nicht entfernt, und die Steuereinheit 40 fährt mit Schritt 242 fort.
Die Steuereinheit 40 bestimmt als Nächstes im Schritt 242, ob die aufladbare Vorrichtung 25 auf dem Ladesystem 30 falsch ausgerichtet wurde. Eine falsche Ausrichtung kann detektiert werden, wenn die Vorrichtung 25 in eine Position verrutscht, die dazu führt, dass die Sender- und Empfängerspulen um bis zu 12 mm ohne eine Beendigung des Ladevorgangs aufgrund des Fehlens einer detektierten Kommunikation zwischen Sender und Empfänger versetzt werden. Eine falsche Ausrichtung kann entstehen, weil die aufladbare Vorrichtung 25 von einer optimalen Ladeposition abrutscht, wenn sich das Fahrzeug bewegt. Abhängig von der Form des Telefons und dem Betrag des Versatzes kann eine falsche Ausrichtung dazu führen, dass während des Ladens höhere EMF-Energie vom Ladesystem 30 aufgrund von weniger optimaler Sperre solcher EMF-Energie durch die Telefonempfängeranordnung (d. h. Empfängerspule und Ferritplatte) ausgestrahlt wird. Eine höhere EMF-Energie, die vom System 30 ausgestrahlt wird, kann die Möglichkeit einer Interferenz mit anderen Systemen erhöhen. Somit fährt, wenn die Steuereinheit 40 detektiert, dass die Vorrichtung 25 falsch ausgerichtet ist, die Steuereinheit 40 mit Schritt 244 fort, um die NF-Band-Einstellung beizubehalten, aber reduziert den Betrag der Leistung, mit der die Vorrichtung 25 geladen wird, um einen vorbestimmten Prozentsatz (Betriebsmodus 6, 6). Das Reduzieren des Ladungsbetrags reduziert den Betrag an EMF-Energie, die vom Ladesystem 30 ausstrahlt. Die Steuereinheit 40 kehrt dann in einer Schleife zurück zu Schritt 228, um zu bestimmen, ob ein Notrufunterstützungsanruf initiiert wurde.
Wenn die Steuereinheit 40 bestimmt, dass die Vorrichtung 25 nicht falsch ausgerichtet ist, fährt sie mit Schritt 246 fort, um visuell eine Aktualisierung des Ladezustands für den Benutzer anzuzeigen. Eine solche visuelle Anzeige kann einen neuen Prozentsatz der Ladung, die für die Vorrichtung 25 abgeschlossen wurde, zeigen. Die Steuereinheit 40 fährt daraufhin mit Schritt 248 fort, um zu bestimmen, ob das Laden der Vorrichtung 25 abgeschlossen wurde. Falls nicht, kehrt die Steuereinheit 40 in einer Schleife zurück zu Schritt 246, um den Ladezustand der Anzeige zu bestimmen. Wenn das Laden der Vorrichtung 25 abgeschlossen wurde, fährt die Steuereinheit 40 mit Schritt 250 fort, um dem Benutzer visuell anzuzeigen, dass das Ladeereignis abgeschlossen wurde, und fährt dann fort, den Prozess zu beenden.
Nun wird unter Bezugnahme auf 8 ein Verfahren 300 gezeigt, das durch die Steuereinheit 40 ausgeführt werden kann und das allgemein verwendet wird, wenn der Empfänger 56 des Radios im AM-Band arbeitet und das Ladegerät 30 die aufladbare Vorrichtung 25 auflädt. Der Betrieb des Empfängers 56 im AM-Band kann eine Anzahl von Herausforderungen aufweisen, während das Ladegerät 30 betrieben wird. Ganzzahlige Vielfache oder Oberschwingungen der Ladebandfrequenz des Ladegeräts 30 können eine Interferenz bilden, auf der der Empfänger 56 sich sperren wird. Wenn zum Beispiel die Grundladefrequenz des Ladegeräts 30 110 kHz beträgt, wird das Laden Oberschwingungen mit abnehmender Amplitude in ganzzahligen Vielfachen von 110 kHz, wie beispielsweise 220 kHz, 330 kHz, 440 kHz, 550 kHz usw., ausstrahlen. Diese ganzzahligen Vielfache können sich ausdehnen und durch das AM-Band strahlen, was dazu führt, dass der Empfänger 56 sich darauf sperrt und den Fahrer oder den anderen Benutzer in dem Fahrzeug 10 daran hindert, das AM-Band wirksam abzutasten.
Das Verfahren 300 beginnt mit dem Schritt 304 zum Detektieren der Aktivierung des AM-Bandes, wenn das Ladegerät 30 aktiv ist. Das AM-Band kann über eine/n physische/n Taste, Schalter, Knopf, eine virtuelle Taste auf einer Mensch-Maschine-Schnittstelle oder dergleichen, einen Sprachbefehl, als Teil einer anderen Folge von Ereignissen oder andere Aktivierungsverfahren aktiviert werden. Das AM-Band kann in mehreren Modi aktiviert werden, die einen Abtastmodus und einen Abstimmmodus aufweisen. In dem Abtastmodus initiiert der Fahrer oder Benutzer den AM-Band-Abtastmodus und der AM/FM-Empfänger 56 beginnt automatisch das Abtasten durch die AM-Frequenzen (z. B. in einer aufsteigenden oder absteigenden Folge) von einem Ausgangspunkt (z. B. einer vorbestimmten AM-Frequenz oder der zuletzt verwendeten Frequenz) und stoppt oder stellt sich (z. B. entweder kurz oder dauerhaft) auf eine Frequenz ein, die ein Signal aufweist. Im Abstimmmodus kann der Fahrer oder Benutzer die Frequenzen oder das AM-Band manuell durchgehen und auf einer gewünschten Frequenz einstellen. Nachdem der Empfänger 56 in dem AM-Band aktiviert wurde, sendet der Empfänger 56 ein Signal an die Steuereinheit 40, das die Aktivierung des AM-Bandes anzeigt. Es versteht sich, dass, obgleich das Verfahren 300 als initiiert erklärt wird, wenn das AM-Band während des Ladens der aufladbaren Vorrichtung 25 aktiviert wird, das Verfahren 300 auch durch Aufladen der aufladbaren Vorrichtung 25, während der Empfänger 56 im AM-Band bereits aktiv ist, initiiert werden kann.
Nachdem die Steuereinheit 40 die Aktivierung des AM-Bandes detektiert hat, wird der Schritt 308 zum Anpassen der Ladebandfrequenz und/oder der Leistung des Ladegeräts 30 durchgeführt. In verschiedenen Ausführungsformen wird unmittelbar, nachdem die Steuereinheit 40 die Auswahl des Abtastmodus oder des Abstimmmodus in dem AM-Band ermittelt, die Ladebandfrequenz des Ladegeräts 30, wie vorhergehend erklärt, um einen vorbestimmten Betrag (z. B. 2,5 kHz) (z. B. auf eine höhere oder niedrigere Frequenz) verschoben. In anderen Ausführungsformen kann die Verschiebung der Ladebandfrequenz des Ladegeräts 30 verzögert werden. Zusätzlich oder alternativ zu einer Frequenzverschiebung der Ladebandfrequenz kann das Ladegerät 30 die Ladeleistung, die sie an die aufladbare Vorrichtung 25 liefert, bei der Anzeige, dass das AM-Band aktiviert ist, reduzieren. Die von dem Ladegerät 30 auf die aufladbare Vorrichtung 25 übertragene Leistung kann vollständig beseitigt (d. h. kein Laden) oder auf etwa die Mindestleistung reduziert werden, die erforderlich ist, um das Laden der aufladbaren Vorrichtung 25 aufrecht zu erhalten, wie vorhergehend erklärt.
In einigen Ausführungsformen des Abstimmmodus wird vor dem Verschieben des Ladebands die Frequenz des Ladegeräts 30 verzögert, um zu bestimmen, ob die Abstimmfrequenzen sich in einem vorbestimmten Abschnitt des AM-Bandes befinden. Der vorbestimmte Abschnitt des AM-Bandes kann einen Bereich von AM-Bandfrequenzen abdecken, in dem ganzzahlige Vielfache der Ladebandfrequenz wahrscheinlich vorhanden sind und Interferenz mit dem Empfänger 56 verursachen. Beispiele für Bereiche für den vorbestimmten Abschnitt des AM-Bandes liegen in einem Bereich von etwa 100 kHz bis etwa 1500 kHz, von etwa 200 kHz bis etwa 1000 kHz und von etwa 540 kHz bis etwa 900 kHz. Wenn die ermittelten Abstimmfrequenzen des Abstimmmodus in den vorbestimmten Abschnitt des AM-Bandes fallen, kann die Steuereinheit dann die Ladebandfrequenz des Ladegeräts 30 unmittelbar verschieben, wie vorhergehend beschrieben. In verschiedenen Ausführungsformen kann, wenn die Abstimmfrequenzen sich auf einem Schwellenwert (z. B. mit etwa 100 kHz der oberen oder unteren Frequenzen des vorbestimmten Abschnitts) oder außerhalb des vorbestimmten Abschnitts befinden, das Ladegerät 30 die Standard- oder normale Ladebandfrequenz und -leistung beibehalten.
Als Nächstes bestimmt im Schritt 312 die Steuereinheit 40, ob der Empfänger 56 sich auf eine Frequenz eingestellt hat oder nicht. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuereinheit 40 bestimmen, dass der Empfänger 56 sich auf eine Frequenz eingestellt hat, wenn der Empfänger 56 sich für eine vorbestimmte Zeitdauer auf diese Frequenz abgestimmt hat. Zum Beispiel kann die vorbestimmte Zeitdauer zwischen etwa 0,11 Sekunden und etwa 25 Sekunden, zwischen etwa 1 Sekunde und etwa 20 Sekunden und in einer spezifischen Ausführungsform etwa 15 Sekunden betragen.
Als Nächstes bestimmt die Steuereinheit 40 im Schritt 316, nachdem die Steuereinheit 40 bestimmt hat, dass der Empfänger 56 sich auf eine Frequenz eingestellt hat, ob die ausgewählte Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Ladebandfrequenz ist. Wenn die Frequenz, auf die sich der Empfänger 56 eingestellt hat, ein ganzzahliges Vielfaches der Ladebandfrequenz des Ladegeräts 30 ist, kann die Steuereinheit 40 das Ladegerät 30 auf der/dem eingestellten Frequenz und/oder Leistungspegel halten.
Wenn die Steuereinheit 40 bestimmt, dass die eingestellte Frequenz kein ganzzahliges Vielfaches der Ladebandfrequenz ist, geht die Steuereinheit 40 zu Schritt 320 über. Im Schritt 320 passt die Steuereinheit 40 die Ladebandfrequenz und/oder die Leistung wieder an die normalen oder optimalen Ladebedingungen für das Ladegerät 30 und die aufladbare Vorrichtung 25 an. In einigen Ausführungsformen kann die Ladefrequenz und/oder Leistung des Ladegeräts 30 basierend auf der eingestellten Frequenz des Empfängers 56 nicht zurück auf die optimale Konfiguration verschoben werden, sondern kann geändert werden.
Demgemäß reduziert oder verhindert das kabellose induktive Ladesystem 30 vorteilhafterweise, dass die Emission von Energie mit gewissen Ladefrequenzen gestrahlt wird oder bei gewissen Leistungspegeln in einer Laderegion arbeitet. Dies verhindert vorteilhafterweise, dass das durch das Ladegerät während des kabellosen Ladens erzeugte elektromagnetische Feld den Betrieb anderer Vorrichtungen oder Systeme in seiner Nähe stört. Das kabellose Ladesystem 30 ist besonders gut zur Verwendung in einem Fahrzeug geeignet, in dem viele elektronische Vorrichtungen vorhanden sind, die auf einem ähnlichen Frequenzband wie das kabellose System arbeiten. Das System kann aber auch in anderen Anwendungen zweckdienlich sein. Es versteht sich, dass, wenn das Objekt nicht mehr als für andere Vorrichtungen Interferenz verursachend detektiert wird, das kabellose Laden erhöht und wieder aufgenommen werden kann.
Es versteht sich, dass Varianten und Abwandlungen an der vorhergenannten Struktur vorgenommen werden können, ohne dabei von den Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es versteht sich des Weiteren, dass solche Gedanken von den folgenden Ansprüchen abgedeckt werden sollen, sofern diese Ansprüche durch ihre Formulierung nicht ausdrücklich etwas Anderes angeben.

Claims

Verfahren zur Interferenzreduzierung in einem induktiven Ladesystem, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: induktives Laden einer aufladbaren Vorrichtung mit einem induktiven Ladegerät; Detektieren des Betriebs eines Empfängers in einem AM-Band; und Anpassen von mindestens einem Frequenzband, das durch das Ladegerät verwendet wird, und einem Betrag der Leistung, die der aufladbaren Vorrichtung durch das Ladegerät bereitgestellt wird, auf der Grundlage des Betriebs des Empfängers in dem AM-Band.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Empfänger mindestens einen Abtast- oder einen abstimmbaren Betriebsmodus in dem AM-Band aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Detektieren ferner den Schritt umfasst, dass der Empfänger sich für mehr als eine vorbestimmte Zeitdauer auf eine Frequenz in dem AM-Band einstellt.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner den Schritt zum Bestimmen aufweist, ob die eingestellte Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches des Frequenzbandes ist, bei dem das induktive Ladegerät die aufladbare Vorrichtung auflädt.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner den Schritt zum Anpassen von mindestens einem der Frequenzbänder, die durch das Ladegerät verwendet werden, und dem Betrag der der aufladbaren Vorrichtung durch das Ladegerät bereitgestellten Leistung aufweist, wenn die eingestellte Frequenz kein ganzzahliges Vielfaches des Frequenzbandes ist, bei dem das induktive Ladegerät die aufladbare Vorrichtung auflädt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Anpassung von mindestens einem von den Frequenzbändern, die durch das Ladegerät verwendet werden, und dem Betrag der der aufladbaren Vorrichtung durch das Ladegerät bereitgestellten Leistung zurück auf eine normale Betriebsfrequenz und eine normale Betriebsleistung angepasst wird, wenn die eingestellte Frequenz kein ganzzahliges Vielfaches des Frequenzbandes des Betriebs des Ladegeräts ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Anpassung des Betrags der Leistung, die der aufladbaren Vorrichtung durch das Ladegerät bereitgestellt wird, den Betrag der bereitgestellten Leistung auf etwa eine Mindestleistung senkt, die erforderlich ist, um das Laden der aufladbaren Vorrichtung aufrecht zu erhalten.
Ladesystem zur Interferenzreduzierung während des induktiven Ladens einer aufladbaren Vorrichtung, das Folgendes aufweist: ein induktiv betriebenes Ladegerät; und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, um die Auswahl eines AM-Abstimmmodus eines Empfängers in der Nähe des Ladegeräts zu detektieren und ein Frequenzband, das durch das Ladegerät verwendet wird, anzupassen, wenn der Empfänger auf eine Frequenz innerhalb eines vorbestimmten Abschnitts des AM-Bandes abgestimmt ist.
Ladesystem nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit einen Betrag der Leistung, die der aufladbaren Vorrichtung durch das Ladegerät bereitgestellt wird, anpasst.
Ladesystem nach Anspruch 9, wobei die Anpassung des Betrags der Leistung, die der aufladbaren Vorrichtung durch das Ladegerät bereitgestellt wird, auf etwa eine Mindestleistung erfolgt, die erforderlich ist, um das Laden der aufladbaren Vorrichtung aufrecht zu erhalten.
Ladesystem nach einem der Ansprüche 8–10, wobei der vorbestimmte Abschnitt des AM-Bandes sich von etwa 200 kHz bis etwa 1000 kHz erstreckt.
Ladesystem nach Anspruch 11, wobei der vorbestimmte Abschnitt des AM-Bandes sich von etwa 540 kHz bis etwa 900 kHz erstreckt.
Ladesystem nach einem der Ansprüche 8–12, wobei die Steuereinheit ferner detektiert, dass der Empfänger sich für mehr als eine vorbestimmte Zeitdauer auf eine Frequenz in dem vorbestimmten Abschnitt des AM-Bandes einstellt.
Ladesystem nach Anspruch 13, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob die eingestellte Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches des Frequenzbandes ist, bei dem das Ladegerät die aufladbare Vorrichtung auflädt.
Fahrzeugeigenes System zur Interferenzreduzierung während des induktiven Ladens einer aufladbaren Vorrichtung, das Folgendes aufweist: eine Laderegion, die in einem Fahrzeug bereitgestellt ist; ein induktiv betriebenes Ladegerät; und eine Steuereinheit in Kommunikation mit dem induktiven Ladegerät, wobei die Steuereinheit den Betrieb eines Fahrzeugempfängers in einem Abtastmodus eines AM-Frequenzbandes in der Nähe des Ladegeräts detektiert und ein Frequenzband, das durch das Ladegerät verwendet wird, anpasst.
System nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit einen Betrag der Leistung, die der aufladbaren Vorrichtung durch das Ladegerät bereitgestellt wird, auf etwa eine Mindestleistung anpasst, die erforderlich ist, um das Laden der aufladbaren Vorrichtung aufrecht zu erhalten.
System nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Steuereinheit detektiert, dass der Empfänger sich für mehr als eine vorbestimmte Zeitdauer auf eine Frequenz in dem vorbestimmten Abschnitt des AM-Bandes einstellt.
System nach Anspruch 17, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob die eingestellte Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches des Frequenzbandes ist, bei dem das Ladegerät die aufladbare Vorrichtung auflädt.
System nach Anspruch 18, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um das Frequenzband, das durch das Ladegerät verwendet wird, und den Betrag der der aufladbaren Vorrichtung durch das Ladegerät bereitgestellten Leistung anzupassen, wenn die eingestellte Frequenz kein ganzzahliges Vielfaches des Frequenzbandes ist, bei dem das induktive Ladegerät die aufladbare Vorrichtung auflädt.
System nach einem der Ansprüche 15–19, wobei das Ladegerät die aufladbare Vorrichtung induktiv bei einer Ladefrequenz auflädt, die Oberschwingungen im AM-Frequenzband aufweist.