KR102479336B1 - Method and apparatus for aligning position using low frequency antenna in wireless charging system - Google Patents
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Abstract
무선 통신을 이용하여 송신 패드에 위치하는 안테나(antenna)를 포함하는 자기장 검출 장치와 연결하는 단계, 수신 패드에 위치하는 안테나를 이용하여 자기장을 출력하는 단계, 상기 자기장 검출 장치로부터 자기장 측정치를 수신하는 단계 및 상기 자기장 측정치 및 기저장된 기준 값을 비교하여 상기 송신 패드 및 상기 수신 패드 간의 위치 차이 정보를 획득하는 단계를 포함하는 위치 정렬 방법이 개시된다. 본 발명은 무선 전력 전송을 수행하는 송신 패드 및 수신 패드 간의 위치 정렬을 위해 수신 패드에 위치하는 안테나를 포함하는 위치 정렬 장치에 의해 수행되는 위치 정렬 방법으로 무선 충전 효율을 극대화 또는 최적화할 수 있다.Connecting to a magnetic field detection device including an antenna located on a transmitting pad using wireless communication, outputting a magnetic field using an antenna located on a receiving pad, and receiving a magnetic field measurement value from the magnetic field detection device and obtaining position difference information between the transmitting pad and the receiving pad by comparing the magnetic field measurement value and a pre-stored reference value. The present invention is a position alignment method performed by a position alignment device including an antenna located in a reception pad for position alignment between a transmission pad and a reception pad performing wireless power transmission, and can maximize or optimize wireless charging efficiency.
Description
본 발명은 자기장 신호 강도를 이용하여 위치를 정렬하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저주파수 안테나의 자기장 신호 강도를 이용하여 무선 충전 시스템의 위치를 정렬하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for aligning a position using a magnetic field signal strength, and more particularly, to a method and apparatus for aligning a position of a wireless charging system using a magnetic field signal strength of a low-frequency antenna.
최근 개발되고 있는 전기 자동차(Electric Vehicle, EV)는 배터리의 동력으로 모터를 구동하여, 종래의 가솔린 엔진 자동차에 비해 배기 가스 및 소음 등과 같은 공기 오염원이 적으며, 고장이 적고, 수명이 길고, 운전 조작이 간단하다는 장점이 있다.An electric vehicle (EV), which has been recently developed, drives a motor with battery power, and has fewer air pollutants such as exhaust gas and noise than conventional gasoline engine vehicles, has fewer breakdowns, has a longer lifespan, and operates It has the advantage of simple operation.
전기 자동차는 구동원에 따라 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그인 하이브리드 전기 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 및 전기 자동차(EV)로 분류된다. HEV에는 주전력인 엔진과 보조 전력인 모터를 가지고 있다. PHEV는 주전력인 모터와 배터리가 방전될 때 사용되는 엔진을 가지고 있다. EV는 모터를 가지고 있으나, 엔진은 가지고 있지 않다.Electric vehicles are classified into hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and electric vehicles (EVs) according to driving sources. HEVs have an engine for main power and a motor for auxiliary power. PHEVs have a main powered motor and an engine that is used when the battery is discharged. An EV has a motor, but no engine.
전기 자동차의 모터를 구동하기 위한 배터리의 무선 충전는 차징 스테이션의 1차 코일과 전기 자동차의 2차 코일이 자기 공명 방식으로 결합되어 수행될 수 있다. 또한, 자기 공진 무선 전력 전송 시스템에서는 1차 코일과 2차 코일이 정렬되지 않으면, 무선 전력 전달의 효율이 크게 저하될 수 있으므로, 무선 충전의 효율을 높이기 위해 1차 코일과 2차 코일의 정렬이 요구될 수도 있다.Wireless charging of a battery for driving a motor of an electric vehicle may be performed by coupling a primary coil of a charging station and a secondary coil of the electric vehicle through a magnetic resonance method. In addition, in the self-resonant wireless power transmission system, if the primary coil and the secondary coil are not aligned, the efficiency of wireless power transfer can be greatly reduced. may be requested.
종래의 정렬 방법으로는 후방 카메라를 이용하여 2차 코일이 장착된 전기 자동차를 그라운드 어셈블리(Ground Assembly, GA)의 1차 코일에 정렬시키는 방법이 있다. 또한, 다른 종래의 정렬 방법으로는 전기 자동차가 주차 영역에 범프(bump)에 의해 주차된 후, 움직일 수 있는 충전 패드(movable charging pad)를 이동시켜, 충전 패드의 1차 코일과 전기 자동차의 2차 코일을 정렬하는 방법이 있다.As a conventional alignment method, there is a method of aligning an electric vehicle equipped with a secondary coil with a primary coil of a ground assembly (GA) using a rear camera. In addition, in another conventional alignment method, after an electric vehicle is parked by a bump in a parking area, a movable charging pad is moved, and the primary coil of the charging pad and the second coil of the electric vehicle are moved. There is a way to align the secondary coil.
다만, 종래의 기술은 코일의 정렬에 사용자의 개입, 정렬 및 사용자의 불편 및 정렬의 큰 편차를 초래하며, 이는 약간의 코일 오정렬로 인해 과도한 시스템 성능 저하를 유발할 수 있다. 따라서, 코일의 오정렬에 민감한 자기 공진 형 무선 전력 전송 시스템에서 상술한 종래 기술을 이용하면, 최적의 전력 전달 효율을 실현하기 어렵고, 시스템의 안정성 및 신뢰성이 낮아질 수 있다.However, the prior art causes user intervention in coil alignment, alignment and user inconvenience, and large deviations in alignment, which may cause excessive system performance deterioration due to slight coil misalignment. Therefore, if the above-described prior art is used in a self-resonant wireless power transmission system that is sensitive to coil misalignment, it is difficult to realize optimal power transfer efficiency, and stability and reliability of the system may be lowered.
따라서, 무선 전력 전달 시스템에서 전기 자동차에 탑재된 고전압 배터리를 충전하기 위해 차징 스테이션의 그라운드 어셈블리의 1차 코일 및 전기 자동차의 2차 코일을 정밀하게 정렬하는 방법이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for a method of precisely aligning a primary coil of a ground assembly of a charging station and a secondary coil of an electric vehicle to charge a high voltage battery mounted in an electric vehicle in a wireless power transfer system.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 저주파수 안테나의 자기장 신호 강도를 이용한 위치 정렬 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention to solve the above problems is to provide a position alignment method using a magnetic field signal strength of a low frequency antenna.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 저주파수 안테나의 자기장 신호 강도를 이용한 위치 정렬 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention to solve the above problems is to provide a position alignment device using a magnetic field signal strength of a low frequency antenna.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 패드에 위치하는 안테나를 포함하는 위치 정렬 장치에 의해 수행되는 위치 정렬 방법은, 무선 통신을 이용하여 송신 패드에 위치하는 안테나를 포함하는 자기장 검출 장치와 연결하는 단계, 수신 패드에 위치하는 안테나를 이용하여 자기장을 출력하는 단계, 자기장 검출 장치로부터 자기장 측정치를 수신하는 단계 및 자기장 측정치 및 기저장된 기준 값을 비교하여 송신 패드 및 수신 패드 간의 위치 차이 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, a position alignment method performed by a position alignment device including an antenna located on a receiving pad according to an embodiment of the present invention is a magnetic field including an antenna located on a transmitting pad using wireless communication. Connecting to a detection device, outputting a magnetic field using an antenna located on a receiving pad, receiving a magnetic field measurement value from a magnetic field detection device, and comparing the measured magnetic field value and a pre-stored reference value to the position between the transmitting pad and the receiving pad It may include acquiring difference information.
여기서, 무선 통신을 이용하여 송신 패드에 위치하는 안테나를 포함하는 자기장 검출 장치와 연결하는 단계는, 무선 통신을 이용하여 일정한 반경 내의 적어도 하나의 송신 패드에 연결된 자기장 검출 장치를 검색하는 단계 및 적어도 하나의 자기장 검출 장치 중 수신 전계 강도 지시자(Received Signal Strength Indicator, RSSI), 전파 시간(Time of Flight, ToF), 전파 시간 차이(Time Difference of Flight, TDoF), 도달 시간(Time of Arrival, ToA) 및 도달 시간 차이(Time Difference of Arrival) 중 적어도 하나를 기초로 어느 하나의 자기장 검출 장치를 선택하여 연결하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of connecting with a magnetic field detection device including an antenna located in a transmission pad using wireless communication includes the steps of searching for a magnetic field detection device connected to at least one transmission pad within a certain radius using wireless communication, and at least one Among the magnetic field detection devices of Received Signal Strength Indicator (RSSI), Time of Flight (ToF), Time Difference of Flight (TDoF), Time of Arrival (ToA) and The method may include selecting and connecting any one magnetic field detection device based on at least one of the time difference of arrival.
여기서, 수신 패드에 위치하는 안테나를 이용하여 자기장을 출력하는 단계는, 수신 패드에 위치하는 안테나의 정상 구동 여부를 검증하는 단계 및 안테나가 정상 구동하는 경우, 안테나를 구동시켜 고유의 자기장을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of outputting the magnetic field using the antenna located on the receiving pad includes the step of verifying whether the antenna located on the receiving pad is normally driven, and when the antenna is normally driven, driving the antenna to output a unique magnetic field. steps may be included.
여기서, 수신 패드에 위치하는 안테나 및 송신 패드에 위치하는 안테나는, 저주파수(low frequency) 대역을 사용하는 페라이트 로드 안테나(ferrite rod antenna)일 수 있다.Here, the antenna located on the receiving pad and the antenna located on the transmitting pad may be ferrite rod antennas using a low frequency band.
여기서, 위치 차이 정보는, 수신 패드를 기준으로 가로 방향을 나타내는 x축의 이격 거리, 세로 방향을 나타내는 y축의 이격 거리, 수신 패드와 수직인 방향을 나타내는 z축의 이격 거리 및 수신 패드의 가로 방향 및 송신 패드의 가로 방향 간의 틀어짐 정도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the position difference information is the x-axis separation distance representing the horizontal direction relative to the receiving pad, the y-axis separation distance representing the vertical direction, the z-axis separation distance representing the direction perpendicular to the receiving pad, and the transverse direction and transmission of the receiving pad It may include at least one of degrees of distortion between the horizontal directions of the pad.
여기서, 수신 패드에 위치하는 안테나는, 수신 패드를 좌측 및 우측으로 2등분한 제1 구역 및 제2 구역에 하나씩 위치하는 2개의 안테나를 포함할 수 있다.Here, the antennas positioned on the receiving pad may include two antennas positioned one by one in a first zone and a second zone divided into left and right halves of the receiving pad.
여기서, 송신 패드에 위치하는 안테나는, 송신 패드를 좌측 상단, 우측 상단, 좌측 하단 및 우측 하단으로 4등분한 제1 구역, 제2 구역, 제3 구역 및 제4 구역에 하나씩 위치하는 4개의 안테나를 포함할 수 있다.Here, the antennas located on the transmission pad are four antennas located one by one in the first zone, the second zone, the third zone, and the fourth zone by dividing the transmission pad into four parts into upper left corner, upper right corner, lower left corner, and lower right corner. can include
여기서, 자기장 측정치는, 송신 패드에 위치하는 4개의 안테나 각각이 수신 패드에 위치하는 2개의 안테나로부터 발생된 자기장을 검출하여 측정한 자기장 측정치를 포함할 수 있다.Here, the magnetic field measurement value may include a magnetic field measurement value obtained by detecting and measuring magnetic fields generated from two antennas located on the receiving pad by each of the four antennas located on the transmitting pad.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 장치는, 수신 패드에 위치하는 안테나(antenna), 적어도 하나의 프로세서(processor) 및 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory)를 포함하고, 적어도 하나의 명령은, 무선 통신을 이용하여 송신 패드에 위치하는 안테나를 포함하는 자기장 검출 장치와 연결하도록 실행되고, 수신 패드에 위치하는 안테나를 이용하여 자기장을 출력하도록 실행되고, 자기장 검출 장치로부터 자기장 측정치를 수신하도록 실행되고, 자기장 측정치 및 기저장된 기준 값을 비교하여 송신 패드 및 수신 패드 간의 위치 차이 정보를 획득하도록 실행될 수 있다.Position alignment device according to an embodiment of the present invention for achieving the other object, an antenna located on a receiving pad, at least one processor, and at least one instruction executed through the at least one processor The stored memory, and at least one instruction is executed to connect with a magnetic field detection device including an antenna located on a transmitting pad using wireless communication, and detecting a magnetic field using an antenna located on a receiving pad. It may be executed to output, may be executed to receive a magnetic field measurement from a magnetic field detection device, and may be executed to obtain position difference information between a transmitting pad and a receiving pad by comparing the magnetic field measurement value and a pre-stored reference value.
여기서, 적어도 하나의 명령은, 무선 통신을 이용하여 일정한 반경 내의 적어도 하나의 송신 패드에 연결된 자기장 검출 장치를 검색하도록 실행되고, 적어도 하나의 자기장 검출 장치 중 수신 전계 강도 지시자(Received Signal Strength Indicator, RSSI), 전파 시간(Time of Flight, ToF), 전파 시간 차이(Time Difference of Flight, TDoF), 도달 시간(Time of Arrival, ToA) 및 도달 시간 차이(Time Difference of Arrival) 중 적어도 하나를 기초로 어느 하나의 자기장 검출 장치를 선택하여 연결하도록 실행될 수 있다.Here, the at least one command is executed to search for a magnetic field detection device connected to at least one transmission pad within a certain radius using wireless communication, and a received signal strength indicator (RSSI) of the at least one magnetic field detection device. ), time of flight (ToF), time difference of flight (TDoF), time of arrival (ToA), and time difference of arrival (Time Difference of Arrival). It can be executed to select and connect one magnetic field detection device.
여기서, 적어도 하나의 명령은, 수신 패드에 위치하는 안테나의 정상 구동 여부를 검증하도록 실행되고, 수신 패드에 위치하는 안테나가 정상 구동하는 경우, 수신 패드에 위치하는 안테나를 구동시켜 고유의 자기장을 출력하도록 실행될 수 있다.Here, at least one command is executed to verify whether the antenna located on the receiving pad is normally driven, and when the antenna located on the receiving pad is normally driven, the antenna located on the receiving pad is driven to output a unique magnetic field. can be executed to
여기서, 수신 패드에 위치하는 안테나 및 송신 패드에 위치하는 안테나는, 저주파수(low frequency) 대역을 사용하는 페라이트 로드 안테나(ferrite rod antenna)일 수 있다.Here, the antenna located on the receiving pad and the antenna located on the transmitting pad may be ferrite rod antennas using a low frequency band.
여기서, 위치 차이 정보는, 수신 패드를 기준으로 가로 방향을 나타내는 x축의 이격 거리, 세로 방향을 나타내는 y축의 이격 거리, 수신 패드와 수직인 방향을 나타내는 z축의 이격 거리 및 수신 패드의 가로 방향 및 송신 패드의 가로 방향 간의 틀어짐 정도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the position difference information is the x-axis separation distance representing the horizontal direction relative to the receiving pad, the y-axis separation distance representing the vertical direction, the z-axis separation distance representing the direction perpendicular to the receiving pad, and the transverse direction and transmission of the receiving pad It may include at least one of degrees of distortion between the horizontal directions of the pad.
여기서, 수신 패드에 위치하는 안테나는, 수신 패드를 좌측 및 우측으로 2등분한 제1 구역 및 제2 구역에 하나씩 위치하는 2개의 안테나를 포함할 수 있다.Here, the antennas positioned on the receiving pad may include two antennas positioned one by one in a first zone and a second zone divided into left and right halves of the receiving pad.
여기서, 송신 패드에 위치하는 안테나는, 송신 패드를 좌측 상단, 우측 상단, 좌측 하단 및 우측 하단으로 4등분한 제1 구역, 제2 구역, 제3 구역 및 제4 구역에 하나씩 위치하는 4개의 안테나를 포함할 수 있다.Here, the antennas located on the transmission pad are four antennas located one by one in the first zone, the second zone, the third zone, and the fourth zone by dividing the transmission pad into four parts into upper left corner, upper right corner, lower left corner, and lower right corner. can include
여기서, 자기장 측정치는, 송신 패드에 위치하는 4개의 안테나 각각이 수신 패드에 위치하는 2개의 안테나로부터 발생된 자기장을 검출하여 측정한 자기장 측정치를 포함할 수 있다.Here, the magnetic field measurement value may include a magnetic field measurement value obtained by detecting and measuring magnetic fields generated from two antennas located on the receiving pad by each of the four antennas located on the transmitting pad.
본 발명에 따르면, 그라운드 어셈블리의 1차 코일과 전기 자동차의 2차 코일을 정밀하게 정렬할 수 있으므로 무선 충전 효율을 극대화 및 최적화할 수 있다.According to the present invention, since the primary coil of the ground assembly and the secondary coil of the electric vehicle can be precisely aligned, wireless charging efficiency can be maximized and optimized.
본 발명에 따르면, 사용자의 개입 없이 그라운드 어셈블리의 1차 코일과 전기 자동차의 2차 코일의 비틀어짐 정도를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다.According to the present invention, the degree of twist between the primary coil of the ground assembly and the secondary coil of the electric vehicle may be output and provided to the user without user intervention.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 전기차를 위한 무선 전력 전송의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 무선 충전 회로를 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 무선 전력 전송에서의 정렬 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 방법의 개념도이다.
도 5는 루프 안테나를 설명하는 도면이다.
도 6은 루프 안테나의 등가 회로를 설명하는 도면이다.
도 7은 페라이트 로드 안테나 및 페라이트 로드 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면이다.
도 8은 루프 안테나의 코어에 따른 방사 저항을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 VA에 연결된 위치 정렬 장치의 블록 구성도를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 GA에 연결된 자기장 검출 장치의 블록 구성도를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 장치의 상세한 블록 구성도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 장치의 상태 전환을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량이 주차 공간을 검색하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량이 주차 공간을 선택하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 이상적인 위치에서 GA 및 VA 간의 자기장 신호를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 오정렬된 위치에서 GA 및 VA 간의 자기장 신호를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 방법을 설명하는 순서도이다.1 is a conceptual diagram for explaining the concept of wireless power transmission for an electric vehicle to which an embodiment of the present invention is applied.
2 is a conceptual diagram illustrating an electric vehicle wireless charging circuit according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram for explaining a sorting concept in electric vehicle wireless power transmission according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a location alignment method according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a loop antenna.
6 is a diagram explaining an equivalent circuit of a loop antenna.
7 is a diagram showing an equivalent circuit of a ferrite rod antenna and a ferrite rod antenna.
8 is a diagram showing radiation resistance according to a core of a loop antenna.
9 is a block diagram of a position alignment device connected to a VA according to an embodiment of the present invention.
10 is a block diagram of a magnetic field detection device connected to a GA according to an embodiment of the present invention.
11 is a detailed block configuration diagram of a position alignment device according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram showing state conversion of the alignment device according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating a method for a vehicle to search for a parking space according to an embodiment of the present invention.
14 is a diagram illustrating a method for a vehicle to select a parking space according to an embodiment of the present invention.
15 is a diagram showing a magnetic field signal between a GA and a VA at an ideal position according to an embodiment of the present invention.
16 is a diagram showing a magnetic field signal between a GA and a VA at a misaligned position according to an embodiment of the present invention.
17 is a flowchart illustrating a location alignment method according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The term “and/or” includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
본 명세서에 사용되는 일부 용어를 정의하면 다음과 같다. Some terms used in this specification are defined as follows.
전기차(Electric Vehicle, EV)는 49 CFR(code of federal regulations) 523.3 등에서 정의된 자동차(automobile)를 지칭할 수 있다. 전기차는 고속도로 이용 가능하고, 차량 외부의 전원공급원으로부터 재충전 가능한 배터리 등의 차량 탑재 에너지 저장 장치에서 공급되는 전기에 의해 구동될 수 있다. 전원공급원은 주거지나 공용 전기서비스 또는 차량 탑재 연료를 이용하는 발전기 등을 포함할 수 있다. An electric vehicle (EV) may refer to an automobile defined in 49 code of federal regulations (CFR) 523.3 or the like. Electric vehicles can be used on highways and driven by electricity supplied from a vehicle-mounted energy storage device such as a rechargeable battery from a power source outside the vehicle. The power supply source may include a residence, a public electric service, or a generator using vehicle-mounted fuel.
전기차(electric vehicle, EV)는 일렉트릭 카(electric car), 일렉트릭 오토모바일(electric automobile), ERV(electric road vehicle), PV(plug-in vehicle), xEV(plug-in vehicle) 등으로 지칭될 수 있고, xEV는 BEV(plug-in all-electric vehicle 또는 battery electric vehicle), PEV(plug-in electric vehicle), HEV(hybrid electric vehicle), HPEV(hybrid plug-in electric vehicle), PHEV(plug-in hybrid electric vehicle) 등으로 지칭되거나 구분될 수 있다.An electric vehicle (EV) may be referred to as an electric car, an electric automobile, an electric road vehicle (ERV), a plug-in vehicle (PV), a plug-in vehicle (xEV), and the like. xEV is BEV (plug-in all-electric vehicle or battery electric vehicle), PEV (plug-in electric vehicle), HEV (hybrid electric vehicle), HPEV (hybrid plug-in electric vehicle), PHEV (plug-in hybrid electric vehicle), etc., or may be classified.
플러그인 전기차(Plug-in Electric Vehicle, PEV)는 전력 그리드에 연결하여 량 탑재 일차 배터리를 재충전하는 전기차로 지칭될 수 있다.A plug-in electric vehicle (PEV) can be referred to as an electric vehicle that recharges an onboard primary battery by connecting to the power grid.
플러그인 차량(Plug-in vehicle, PV)은 본 명세서에서 전기차 전력공급장치(electric vehicle supply equipment, EVSE)로부터 물리적인 플러그와 소켓을 사용하지 않고 무선 충전 방식을 통해 재충전 가능한 차량으로 지칭될 수 있다.A plug-in vehicle (PV) may be referred to herein as a vehicle that can be recharged through a wireless charging method without using a physical plug and socket from an electric vehicle supply equipment (EVSE).
중량 자동차(Heavy duty vehicles; H.D. Vehicles)는 49 CFR 523.6 또는 CFR 37.3(bus)에서 정의된 네 개 이상의 바퀴를 가진 모든 차량을 지칭할 수 있다.Heavy duty vehicles (H.D. Vehicles) may refer to any vehicle with four or more wheels as defined in 49 CFR 523.6 or CFR 37.3 (bus).
경량 플러그인 전기차(Light duty plug-in electric vehicle)는 주로 공공 거리, 도로 및 고속도로에서 사용하기 위한 재충전 가능한 배터리나 다른 에너지 장치의 전류가 공급되는 전기 모터에 의해 추진력을 얻는 3개 또는 4개 바퀴를 가진 차량을 지칭할 수 있다. 경량 플러그인 전기차는 총 중량이 4.545㎏보다 작게 규정될 수 있다.Light duty plug-in electric vehicles are three or four wheels propelled by an electric motor supplied with current from a rechargeable battery or other energy device, primarily for use on public streets, roads and highways. You can refer to a vehicle with A lightweight plug-in electric vehicle can be specified with a total weight of less than 4.545 kg.
무선 충전 시스템(Wireless power charging system, WCS)은 무선 전력 전송과 얼라인먼트 및 통신을 포함한 GA와 VA 간의 제어를 위한 시스템을 지칭할 수 있다.A wireless power charging system (WCS) may refer to a system for wireless power transfer and control between a GA and a VA including alignment and communication.
무선 전력 전송(Wireless power transfer, WPT)은 유틸리티(Utility)나 그리드(Grid) 등의 교류(AC) 전원공급 네트워크에서 전기차로 무접촉 수단을 통해 전기적인 전력을 전송하는 것을 지칭할 수 있다.Wireless power transfer (WPT) may refer to transmission of electrical power through a contactless means from an alternating current (AC) power supply network such as a utility or a grid to an electric vehicle.
유틸리티(Utility)는 전기적인 에너지를 제공하며 통상 고객 정보 시스템(Customer Information System, CIS), 양방향 검침 인프라(Advanced Metering Infrastructure, AMI), 요금과 수익(Rates and Revenue) 시스템 등을 포함하는 시스템들의 집합으로 지칭될 수 있다. 유틸리티는 가격표 또는 이산 이벤트(discrete events)를 통해 플러그인 전기차가 에너지를 이용할 수 있도록 한다. 또한, 유틸리티는 관세율, 계측 전력 소비에 대한 인터벌 및 플러그인 전기차에 대한 전기차 프로그램의 검증 등에 대한 정보를 제공할 수 있다.Utility is a set of systems that provide electrical energy and usually include Customer Information System (CIS), Advanced Metering Infrastructure (AMI), Rates and Revenue system, etc. can be referred to as Utilities make energy available to plug-in electric vehicles through price tags or discrete events. In addition, utilities can provide information on tariff rates, intervals for metered power consumption, and validation of electric vehicle programs for plug-in electric vehicles.
스마트 충전(Smart charging)은 EVSE 및/또는 플러그인 전기차가 차량 충전율이나 방전율을 그리드 용량이나 사용 비용 비율의 시간을 최적화하기 위해 전력 그리드와 통신하는 시스템으로 설명할 수 있다.Smart charging can be described as a system in which the EVSE and/or plug-in electric vehicle communicates the vehicle charge rate or discharge rate with the power grid to optimize the grid capacity or time to cost-of-use ratio.
자동 충전(Automatic charging)은 전력을 전송할 수 있는 1차측 충전기 어셈블리(primary charger assembly)에 대하여 적절한 위치에 차량을 위치시키고 인덕티브 충전하는 동작으로 정의될 수 있다. 자동 충전은 필요한 인증 및 권한을 얻은 후에 수행될 수 있다.Automatic charging may be defined as an operation of positioning a vehicle in an appropriate position with respect to a primary charger assembly capable of transmitting power and performing inductive charging. Auto-recharge can be done after obtaining the necessary authentication and authorization.
상호운용성(Interoperabilty)은 서로 상대적인 시스템의 성분들이 전체 시스템의 목적하는 동작을 수행하기 위해 함께 작동할 수 있는 상태를 지칭할 수 있다. 정보 상호운용성(Information interoperability)은 두 개 이상의 네트워크들, 시스템들, 디바이스들, 애플리케이션들 또는 성분들이 사용자가 거의 또는 전혀 불편함 없이 안전하고 효과적으로 정보를 공유하고 쉽게 사용할 수 있는 능력을 지칭할 수 있다.Interoperability can refer to a state in which components of a system relative to each other can work together to perform the desired operation of the overall system. Information interoperability can refer to the ability of two or more networks, systems, devices, applications or components to share and easily use information safely and effectively with little or no inconvenience to the user. .
유도 충전 시스템(Inductive charging system)은 두 파트가 느슨하게 결합된 트랜스포머를 통해 전기 공급 네트워크에서 전기차로 정방향에서 전자기적으로 에너지를 전송하는 시스템을 지칭할 수 있다. 본 실시예에서 유도 충전 시스템은 전기차 충전 시스템에 대응할 수 있다.An inductive charging system may refer to a system that transfers energy electromagnetically in the forward direction from an electrical supply network to an electric vehicle through a transformer in which two parts are loosely coupled. In this embodiment, the inductive charging system may correspond to an electric vehicle charging system.
유도 커플러(Inductive coupler)는 GA 코일과 VA 코일로 형성되어 전력이 전기적인 절연을 통해 전력을 전송하는 트랜스포머를 지칭할 수 있다.An inductive coupler may refer to a transformer formed of a GA coil and a VA coil to transmit power through electrical isolation.
유도 결합(Inductive coupling)은 두 코일들 간의 자기 결합을 지칭할 수 있다. 두 코일은 그라운드 어셈블리 코일(Ground assembly coil)과 차량 어셈블리 코일(Vehicle assembly coil)을 지칭할 수 있다.Inductive coupling may refer to magnetic coupling between two coils. The two coils may refer to a ground assembly coil and a vehicle assembly coil.
그라운드 어셈블리(Ground assembly, GA)는 GA 코일과 다른 적절한 부품을 포함하여 그라운드 또는 인프라스트럭처(infrastructure) 측에 배치되는 어셈블리를 지칭할 수 있다. 다른 적절한 부품은 임피던스와 공진주파수를 제어하기 위한 적어도 하나의 부품, 자기 경로(magnetic path)를 강화하기 위한 페라이트 및 전자기 차폐 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, GA는 무선 충전 시스템의 전력 소스로서 기능하는 데 필요한 전력/주파수 변환 장치, GA 컨트롤러 및 그리드로부터의 배선과 각 유닛과 필터링 회로들, 하우징 등의 사이의 배선을 포함할 수 있다.Ground assembly (GA) may refer to an assembly that is disposed on the ground or infrastructure side, including the GA coil and other suitable components. Other suitable components may include at least one component for controlling impedance and resonant frequency, ferrite and electromagnetic shielding material for enhancing a magnetic path. For example, a GA may include a power/frequency conversion device necessary to function as a power source for a wireless charging system, a GA controller, and wiring from the grid and wiring between each unit and filtering circuits, housing, and the like.
차량 어셈블리(Vehicle assembly, VA)는 VA 코일과 다른 적절한 부품을 포함하여 차량에 배치되는 어셈블리를 지칭할 수 있다. 다른 적절한 부품은 임피던스와 공진주파수를 제어하기 위한 적어도 하나의 부품, 자기 경로를 강화하기 위한 페라이트 및 전자기 차폐 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, VA는 무선 충전 시스템의 차량 부품으로서 기능하는 데 필요한 정류기/전력변환장치와 VA 컨트롤러 및 차량 배터리의 배선뿐 아니라 각 유닛과 필터링 회로들, 하우징 등의 사이의 배선을 포함할 수 있다.Vehicle assembly (VA) may refer to an assembly that is placed in a vehicle, including a VA coil and other suitable components. Other suitable components may include at least one component for controlling impedance and resonant frequency, ferrite and electromagnetic shielding material for strengthening the magnetic path. For example, the VA may include wiring between each unit and filtering circuits, housing, etc., as well as wiring of the rectifier/power converter and VA controller and vehicle battery necessary to function as a vehicle component of the wireless charging system. .
전술한 GA는 프라이머리 디바이스(primary device, PD), 1차측 장치 등으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 VA는 세컨더리 디바이스(secondary device, SD), 2차측 장치 등으로 지칭될 수 있다.The aforementioned GA may be referred to as a primary device (PD), a primary device, and the like, and similarly, a VA may be referred to as a secondary device (SD), a secondary device, and the like.
프라이머리 디바이스(Primary device)는 세컨더리 디바이스에 무접촉 결합을 제공하는 장치 즉, 전기차 외부의 장치일 수 있다. 프라이머리 디바이스는 1차측 장치로 지칭될 수 있다. 전기차가 전력을 받을 때, 프라이머리 디바이스는 전력을 전송하는 전원 소스로서 동작할 수 있다. 프라이머리 디바이스는 하우징과 모든 커버들을 포함할 수 있다.The primary device may be a device that provides contactless coupling to the secondary device, that is, a device external to the electric vehicle. A primary device may be referred to as a primary side device. When an electric vehicle receives power, the primary device can act as a power source that transmits power. A primary device may include a housing and all covers.
세컨더리 디바이스(Secondary device)는 프라이머리 디바이스에 무접촉 결합을 제공하는 전기차 탑재 장치일 수 있다. 세컨더리 디바이스는 2차측 장치로 지칭될 수 있다. 전기차가 전력을 받을 때, 세컨더리 디바이스는 프라이머리 디바이스로부터의 전력을 전기차로 전달할 수 있다. 세컨더리 디바이스는 하우징과 모든 커버들을 포함할 수 있다.The secondary device may be an electric vehicle-mounted device that provides contactless coupling to the primary device. A secondary device may be referred to as a secondary side device. When the electric vehicle receives power, the secondary device may transfer power from the primary device to the electric vehicle. The secondary device may include a housing and all covers.
그라운드 어셈블리 컨트롤러(GA controller)는 차량으로부터의 정보를 토대로 GA 코일에 대한 출력 전력 레벨을 조절하는 GA의 일부분일 수 있다.A ground assembly controller (GA controller) may be part of the GA that adjusts the output power level to the GA coil based on information from the vehicle.
차량 어셈블리 컨트롤러(VA controller)는 충전 동안 특정 차량용 파라미터를 모니터링하고 GA와의 통신을 개시하여 출력 전력 레벨을 제어하는 VA의 일부분일 수 있다.A vehicle assembly controller (VA controller) may be part of the VA that monitors certain vehicle parameters during charging and initiates communication with the GA to control the output power level.
전술한 GA 컨트롤러는 프라이머리 디바이스 통신제어기(Primary device communication controller, PDCC)로 지칭될 수 있고, VA 컨트롤러는 전기차 통신제어기(electric vehicle communication controller, VA 제어기)로 지칭될 수 있다.The aforementioned GA controller may be referred to as a primary device communication controller (PDCC), and the VA controller may be referred to as an electric vehicle communication controller (VA controller).
마그네틱 갭(Magnetic gap)은 리츠선(litz wire)의 상부 또는 GA 코일의 마그네틱 재료의 상부의 가장 높은 평면과 상기 리츠선의 하부 또는 VA 코일의 마그네틱 재료의 가장 낮은 평면이 서로 정렬되었을 때 이들 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.The magnetic gap is the gap between the highest plane of the top of the litz wire or the top of the magnetic material of the GA coil and the bottom of the litz wire or the lowest plane of the magnetic material of the VA coil when they are aligned with each other. It can refer to a vertical distance.
주위 온도(Ambient temperature)는 직접적으로 햇빛이 비치지 않는 대상 서브시스템의 대기에서 측정된 그라운드 레벨 온도를 지칭할 수 있다.Ambient temperature may refer to the ground level temperature measured in the atmosphere of the subject subsystem not directly illuminated by sunlight.
차량 지상고(Vehicle ground clearance)는 도로 또는 도로포장과 차량 플로어 팬의 최하부 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.Vehicle ground clearance may refer to the vertical distance between a road or road pavement and the lowermost portion of a vehicle floor pan.
차량 마그네틱 지상고(Vehicle magnetic ground clearance)는 리츠선의 바닥 최하위 평면 또는 차량에 탑재된 VA 코일의 절연 재료와 도로포장 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.Vehicle magnetic ground clearance may refer to the vertical distance between the lowest plane of the floor of a Litz wire or the insulating material of a VA coil mounted on a vehicle and a road pavement.
차량 어셈블리(VA) 코일 표면 간격(Vehicle assembly coil surface distance)은 리츠선의 바닥 최하부의 평면 또는 VA 코일의 마그네틱 재료와 VA 코일의 최하위 외부 표면 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다. 이러한 거리는 보호 커버재 및 코일 포장재로 포장된 추가 아이템을 포함할 수 있다.Vehicle assembly (VA) coil surface distance may refer to the vertical distance between the lowest plane of the bottom of the Litz wire or the magnetic material of the VA coil and the lowest outer surface of the VA coil. This distance may include additional items wrapped in protective covers and coil wraps.
전술한 VA 코일은 2차 코일(secondary coil), 차량 코일(vehicle coil), 수신 코일(receiver coil) 등으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 그라운드 어셈블리 코일(ground assembly coil, GA coil)은 1차 코일(primary coil), 송신 코일(transmit coil) 등으로 지칭될 수 있다.The aforementioned VA coil may be referred to as a secondary coil, a vehicle coil, a receiver coil, and the like, and similarly, a ground assembly coil (GA coil) may be referred to as a primary coil. It may be referred to as a primary coil, a transmit coil, and the like.
노출 도전 부품(Exposed conductive component)은 사람에 의해 접촉될 수 있고 평상시 전기가 흐르지 않지만 고장 시에 전기가 흐를 수 있는 전기적인 장치(예컨대, 전기차)의 도전성 부품을 지칭할 수 있다. An exposed conductive component may refer to a conductive component of an electrical device (eg, an electric vehicle) that can be contacted by a person and does not normally flow electricity, but electricity may flow in the event of a failure.
유해 라이브 요소(Hazardous live component)는 어떤 조건하에서 유해한 전기 쇼크를 줄 수 있는 라이브 구성요소를 지칭할 수 있다.Hazardous live component may refer to a live component capable of giving a hazardous electric shock under certain conditions.
라이브 요소(Live component)는 기본적인 용도에서 전기적으로 활성화되는 모든 도체 또는 도전성 부품을 지칭할 수 있다.A live component can refer to any conductor or conductive component that is electrically energized in its primary use.
직접 접촉(Direct contact)은 생물체인 사람의 접촉을 지칭할 수 있다.Direct contact may refer to contact of a living being, a person.
간접 접촉(Indirect contact)은 절연 실패로 사람이 노출된, 도전된, 전기가 흐르는 활성 성분에 접촉하는 것을 지칭할 수 있다.(IEC 61140 참조)Indirect contact may refer to a person contacting an exposed, conductive, live active component due to an insulation failure (see IEC 61140).
얼라인먼트(Alignment)는 규정된 효율적인 전력 전송을 위해 프라이머리 디바이스에 대한 세컨더리 디바이스의 상대적인 위치를 찾는 절차 및/또는 세컨더리 디바이스에 대한 프라이머리 디바이스의 상대적인 위치를 찾는 절차를 가리킬 수 있다. 본 명세서에서 얼라인먼트는 무선 전력 전송 시스템의 위치 정렬을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Alignment may refer to a procedure for finding a relative location of a secondary device with respect to a primary device and/or a procedure for finding a relative location of a primary device with respect to a secondary device for prescribed efficient power transmission. In this specification, alignment may refer to positional alignment of a wireless power transmission system, but is not limited thereto.
페어링(Pairing)은 전력을 전송할 수 있도록 배치된 단일 전용 그라운드 어셈블리(프라이머리 디바이스)와 차량(전기차)가 연관되는 절차를 지칭할 수 있다. 본 명세서에서 페어링은 충전 스팟 또는 특정 그라운드 어셈블리와 차량 어셈블리 제어기의 연관 절차를 포함할 수 있다. 연관(Correlation/Association)은 두 피어 통신 실체들 사이의 관계 성립 절차를 포함할 수 있다.Pairing may refer to a procedure in which a vehicle (electric vehicle) is associated with a single dedicated ground assembly (primary device) arranged to be capable of transmitting power. In this specification, pairing may include a procedure for associating a charging spot or a specific ground assembly with a vehicle assembly controller. Correlation/Association may include a procedure for establishing a relationship between two peer communication entities.
명령 및 제어 통신(Command and control communication)은 무선 전력 전송 프로세스의 시작, 제어 및 종료에 필요한 정보를 교환하는 전기차 전력공급장치와 전기차 사이의 통신을 지칭할 수 있다.Command and control communication may refer to communication between an electric vehicle power supply and an electric vehicle that exchanges information necessary for initiating, controlling, and terminating a wireless power transfer process.
하이 레벨 통신(High level communication)은 명령 및 제어 통신에서 담당하는 정보를 초과하는 모든 정보를 처리할 수 있다. 하이 레벨 통신의 데이터 링크는 PLC(Power line communication)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.High level communication can handle all information beyond that covered by command and control communication. A data link of high level communication may use power line communication (PLC), but is not limited thereto.
저전력 기동(Low power excitation)은 정밀 포지셔닝과 페어링을 수행하기 위해 전기차가 프라이머리 디바이스를 감지하도록 그것을 활성화하는 것을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 그 역도 가능하다.Low power excitation may refer to, but is not limited to, activating an electric vehicle to detect a primary device to perform precise positioning and pairing, and vice versa.
SSID(Service set identifier)는 무선랜 상에서 전송되는 패킷의 해더에 붙는 32-character로 이루어진 유니크한 식별자이다. SSID는 무선 장비에서 접속하려고하는 BSS(basic service set)를 구분해준다. SSID는 기본적으로 여러 개의 무선랜을 서로 구별해준다. 따라서 특정한 무선랜을 사용하려는 모든 AP(access point)와 모든 단말(terminal)/스테이션(station) 장비들은 모두 같은 SSID를 사용할 수 있다. 유일한 SSID를 사용하지 않는 장비는 BSS에 조인하는 것이 불가능하다. SSID는 평문으로 그대로 보여지기 때문에 네트워크에 어떠한 보안 특성도 제공하지 않을 수 있다.SSID (Service set identifier) is a unique identifier consisting of 32 characters attached to the header of a packet transmitted over a wireless LAN. The SSID distinguishes a basic service set (BSS) that a wireless device is trying to access. SSID basically distinguishes several wireless LANs from each other. Therefore, all access points (APs) and all terminal/station equipment that want to use a specific wireless LAN can use the same SSID. Devices that do not use a unique SSID cannot join the BSS. Since the SSID is shown in plain text, it may not provide any security features to the network.
ESSID(Extended service set identifier)는 접속하고자 하는 네트워크의 이름이다. SSID와 비슷하지만 보다 확장된 개념일 수 있다.ESSID (Extended service set identifier) is the name of the network to be connected. It is similar to SSID, but may be a more extended concept.
BSSID(Basic service set identifier)는 통상 48bits로 특정 BSS(basic service set)를 구분하기 위해 사용한다. 인프라스트럭쳐 BSS 네트워크의 경우, BSSID는 AP 장비의 MAC(medium access control)가 될 수 있다. 독립적인(independent) BSS나 애드훅(ad hoc) 네트워크의 경우, BSSID는 임의의 값으로 생성될 수 있다.A basic service set identifier (BSSID) is usually 48 bits and is used to identify a specific basic service set (BSS). In the case of an infrastructure BSS network, the BSSID may be a medium access control (MAC) of an AP device. In the case of an independent BSS or ad hoc network, the BSSID can be generated with an arbitrary value.
차징 스테이션(charging station)은 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리와 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리를 관리하는 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리 제어기를 포함할 수 있다. 그라운드 어셈블리는 적어도 하나 이상의 무선통신기를 구비할 수 있다. 차징 스테이션은 가정, 사무실, 공공장소, 도로, 주차장 등에 설치되는 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리를 구비한 장소를 지칭할 수 있다.A charging station may include one or more ground assemblies and one or more ground assembly controllers that manage the one or more ground assemblies. The ground assembly may include at least one wireless communicator. A charging station may refer to a place having at least one ground assembly installed in a home, office, public place, road, parking lot, or the like.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 전기차를 위한 무선 전력 전송의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram for explaining the concept of wireless power transmission for an electric vehicle to which an embodiment of the present invention is applied.
도 1을 참조하면, 무선 전력 전송은 전기차(electric vehicle, 10)의 적어도 하나의 구성요소와 차징 스테이션(charging station, 20)에 의해서 수행될 수 있고, 전기차(10)에 무선으로 전력을 전송하기 위해서 이용될 수 있다.Referring to FIG. 1 , wireless power transmission may be performed by at least one component of an electric vehicle (10) and a charging station (20), and to wirelessly transmit power to the electric vehicle (10). can be used for
여기서, 전기차(10)는 일반적으로 배터리(12)와 같이 충전 가능한 에너지 저장 장치로부터 유도된 전류를 동력장치인 전기 모터의 에너지원으로 공급하는 차량(automobile)으로 정의할 수 있다. Here, the
다만, 본 발명에 따른 전기차(10)는 전기 모터와 일반적인 내연기관(internal combustion engine)을 함께 갖는 하이브리드 자동차를 포함할 수 있고, 자동차(automobile)뿐만 아니라 모터사이클(motocycle), 카트(cart), 스쿠터(scooter) 및 전기 자전거(electric bicycle)를 포함할 수 있다.However, the
또한, 전기차(10)는 무선으로 배터리(12)를 충전할 수 있도록 수신 코일이 포함된 수신 패드(11)를 포함할 수 있으며, 유선으로 배터리(12)를 충전할 수 있도록 플러그 접속구를 포함할 수도 있다. 이때, 유선으로 배터리(12)를 충전할 수 있는 전기차(10)를 플러그인 전기차(Plug-in Electric Vehicle, PEV)로 지칭할 수 있다.In addition, the
여기서, 차징 스테이션(20)은 전력망(power grid, 30) 또는 전력 백본(power backbone)에 연결될 수 있고, 전력 링크(power link)를 통하여 송신 코일이 포함된 송신 패드(21)에 교류(AC) 또는 직류(DC) 전력을 제공할 수 있다.Here, the charging
또한, 차징 스테이션(20)은 유무선 통신을 통하여 전력망(power grid, 30) 또는 전력망을 관리하는 인프라 관리 시스템(infrastructure management system) 또는 인프라 서버와 통신할 수 있고, 전기차(10)와 무선 통신을 수행할 수 있다.In addition, the charging
여기서, 무선 통신에는 블루투스(Bluetooth), 지그비(zigbee), 셀룰러(cellular), 무선 로컬 영역 네트워크(wireless local area network) 등이 있을 수 있다. Here, wireless communication may include Bluetooth, zigbee, cellular, wireless local area network, and the like.
또한, 예를 들어 차징 스테이션(20)은 전기차(10) 소유자의 집에 부속된 주차장, 주유소에서 전기차 충전을 위한 주차구역, 쇼핑 센터나 직장의 주차구역 등과 같이 다양한 장소에 위치할 수 있다.Also, for example, the charging
여기서, 전기차(10)의 배터리(12)를 무선 충전하는 과정은 먼저 전기차(10)의 수신 패드(11)가 송신 패드(21)에 의한 에너지 장(energy field)에 위치하고, 송신 패드(21)의 송신 코일과 수신 패드(11)의 수신 코일이 서로 상호작용 또는 커플링됨으로써 수행될 수 있다. 상호작용 또는 커플링의 결과로 수신 패드(11)에 기전력이 유도되고, 유도된 기전력에 의해 배터리(12)가 충전될 수 있다.Here, in the process of wirelessly charging the
또한, 차징 스테이션(20)과 송신 패드(21)는 그 전부 또는 일부를 그라운드 어셈블리(Ground Assembly, GA)로 지칭할 수 있고, 그라운드 어셈블리는 앞서 정의한 의미를 참조할 수 있다.In addition, all or part of the charging
또한, 전기차(10)의 수신 패드(11)와 다른 전기차 내부 구성요소 전부 또는 일부를 비히클 어셈블리(Vehicle Assembly, VA)로 지칭할 수 있는데, 여기서 비히클 어셈블리는 앞서 정의한 의미를 참조할 수 있다.In addition, all or part of the receiving
여기서, 송신 패드 또는 수신 패드는 비극성(non-polarized) 또는 극성(polarized)으로 구성될 수도 있다.Here, the transmission pad or the reception pad may be non-polarized or polarized.
이때, 패드가 비극성이면 패드의 중앙에 하나의 극이 있고, 바깥 주변에 반대 극을 가질 수 있다. 여기서, 자속(flux)는 패드의 중앙에서 나가고(exit), 패드의 모든 바깥 경계에서 복귀(return)하도록 형성될 수 있다.At this time, if the pad is non-polar, one pole may be present in the center of the pad, and the opposite pole may be located on the outer periphery of the pad. Here, the flux may be formed to exit at the center of the pad and return at all outer edges of the pad.
또한, 패드가 극성인 경우, 패드의 어느 한쪽 끝에 각각의 극을 가질 수 있다. 여기서, 자속은 패드의 방향(orientation)에 기초하여 형성될 수 있다. Also, if the pad is polar, it may have a respective pole at either end of the pad. Here, the magnetic flux may be formed based on the orientation of the pad.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 무선 충전 회로를 도시한 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating an electric vehicle wireless charging circuit according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 전기차 무선 충전 시스템에서 충전이 이루어지는 회로에 대한 개략적인 구성을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, a schematic configuration of a circuit in which charging is performed in an electric vehicle wireless charging system can be seen.
여기서, 도 2의 좌측 회로는 전력망에서 공급되는 전원(Vsrc), 도 1에서의 차징 스테이션(20), 송신 패드(21)의 구성 중 전부 또는 일부를 표현한 것으로 해석될 수 있고, 도 2의 우측 회로는 수신 패드 및 배터리를 포함한 전기차의 일부 또는 전부를 표현한 것으로 해석될 수 있다.Here, the circuit on the left side of FIG. 2 can be interpreted as representing all or part of the configurations of the power source (Vsrc) supplied from the power grid, the charging
먼저, 도 2의 좌측 회로는 전력망에서 공급되는 전원(Vsrc)에 대응되는 출력 전력(Psrc)를 무선 충전 전력 변환기에 제공하고, 무선 충전 전력 변환기는 송신 코일(L1)에서 희망하는 공진 주파수에서의 전자기장을 방출할 수 있도록, 제공받은 전력(Psrc)의 주파수 및 AC/DC 변환을 수행한 전력(P1)을 출력할 수 있다.First, the circuit on the left of FIG. 2 provides the output power (P src ) corresponding to the power supply (V src ) supplied from the power grid to the wireless charging power converter, and the wireless charging power converter generates the desired resonance in the transmission coil (L 1 ) In order to emit an electromagnetic field at a frequency, the frequency of the supplied power (P src ) and AC/DC converted power (P 1 ) may be output.
구체적으로, 무선 충전 전력 변환기는 전력망에서 공급된 전력(Psrc)이 AC 전력인 경우 DC 전력으로 변환하는 AC/DC 변환기 및 DC전력을 무선 충전에 적합한 공진 주파수의 전력으로 변환하는 저주파수 변환기(또는 LF 변환기) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 공진 주파수는 예를 들면, 80 내지 90 kHz 사이에 위치하도록 결정할 수 있다.Specifically, the wireless charging power converter includes an AC/DC converter for converting AC power when the power (P src ) supplied from the power grid is AC power, and a low-frequency converter for converting DC power into power of a resonant frequency suitable for wireless charging (or LF converter). The resonant frequency may be determined to be located between 80 and 90 kHz, for example.
무선 충전 전력 변환기에서 출력된 전력(P1)은 다시 송신 코일(L1), 제1 커패시터(C1) 및 제1 저항(R1)으로 구성된 회로에 공급될 수 있고, 이때 제1 커패시터(C1)는 송신 코일(L1)과 함께 충전에 적합한 공진 주파수를 갖도록 하는 소자값을 가지도록 결정될 수 있다. 또한, 여기서 제1 저항(R1)은 송신 코일(L1) 및 제1 커패시터(C1)에 의해 발생하는 전력손실을 의미할 수 있다.The power (P 1 ) output from the wireless charging power converter may be supplied again to a circuit composed of a transmission coil (L 1 ), a first capacitor (C 1 ), and a first resistor (R 1 ), where the first capacitor ( C 1 ) may be determined to have a device value to have a resonant frequency suitable for charging together with the transmission coil (L 1 ). Also, here, the first resistance (R 1 ) may mean power loss generated by the transmission coil (L 1 ) and the first capacitor (C 1 ).
여기서, 송신 코일(L1)은 수신 코일(L2)과 커플링 계수 k으로 정의되는 전자기적 커플링이 이루어져 전력이 전송되도록 하거나, 또는 전력이 수신 코일(L2)로 유도될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 전력이 전송된다는 의미는 전력이 유도된다는 의미와 혼용하여 사용될 수 있다.Here, the transmission coil (L 1 ) and the reception coil (L 2 ) Electromagnetic coupling defined by the coupling coefficient k is made so that power is transmitted, or power may be induced to the reception coil (L 2 ). Therefore, in the present invention, the meaning that power is transmitted may be used interchangeably with the meaning that power is induced.
여기서, 수신 코일로 유도되거나 전송받은 전력(P2)은 전기차 전력 변환기로 제공될 수 있다. 이때, 제2 커패시터(C2)는 수신 코일(L2)과 함께 충전에 적합한 공진 주파수를 갖도록 하는 소자값으로 결정될 수 있고, 제2 저항(R2)은 수신 코일(L2) 및 제2 커패시터(C2)에 의해 발생하는 전력손실을 의미할 수 있다.Here, the power (P 2 ) induced or transmitted to the receiving coil may be provided to the electric vehicle power converter. In this case, the second capacitor (C 2 ) may be determined as an element value that has a resonant frequency suitable for charging together with the receiving coil (L 2 ), and the second resistor (R 2 ) is the receiving coil (L 2 ) and the second capacitor (L 2 ). It may refer to power loss caused by the capacitor C 2 .
전기차 전력 변환기는 제공받은 특정 공진 주파수의 전력(P2)을 다시 전기차의 배터리(VHV)에 적합한 전압 레벨을 갖는 DC 전력으로 변환하는 LF/DC 변환기를 포함할 수 있다. The electric vehicle power converter may include a LF/DC converter that converts the provided electric power (P 2 ) of a specific resonant frequency back into DC power having a voltage level suitable for the battery (V HV ) of the electric vehicle.
전기차 전력 변환기가 제공받은 전력(P2)을 변환한 전력(PHV)을 출력하면, 출력된 전력(PHV)는 전기차에 내장된 배터리(VHV)의 충전에 사용될 수 있다.When the EV power converter outputs power (P HV ) obtained by converting the supplied power (P 2 ), the output power (P HV ) can be used to charge the battery (V HV ) built into the EV.
여기서, 도 2의 우측 회로에는 수신 코일(L2)을 배터리(VHV)와 선택적으로 접속 또는 해제하기 위한 스위치(switch)를 더 포함할 수 있다.Here, the circuit on the right side of FIG. 2 may further include a switch for selectively connecting or disconnecting the receiving coil L 2 from the battery V HV .
여기서, 송신 코일(L1)과 수신 코일(L2)의 공진 주파수(resonance frequency)는 서로 유사하거나 동일하도록 구성될 수 있으며, 송신 코일(L1)에서 발생된 전자기장에 수신 코일(L2)이 근거리에 위치할 수 있도록 구성될 수 있다.Here, the resonance frequency of the transmitting coil (L 1 ) and the receiving coil (L 2 ) may be configured to be similar or identical to each other, and the receiving coil (L 2 ) is applied to the electromagnetic field generated by the transmitting coil (L 1 ). It can be configured to be located at this short distance.
여기서, 도 2의 회로는 본 발명의 실시예들을 위해서 이용 가능한 전기차 무선 충전 시스템에서의 전력 전송에 관한 예시적 회로로 이해되어야 하며, 도 2에서의 회로에 한정하여 해석되는 것은 아니다.Here, the circuit of FIG. 2 should be understood as an exemplary circuit for power transmission in an electric vehicle wireless charging system usable for the embodiments of the present invention, and should not be construed as being limited to the circuit in FIG. 2 .
한편, 송신 코일(L1)과 수신 코일(L2)이 원거리에 위치할수록 전력 손실이 증가할 수 있으므로, 양자의 위치를 설정하는 것은 중요한 요소일 수 있다.On the other hand, since power loss may increase as the transmitting coil (L 1 ) and the receiving coil (L 2 ) are located farther away, setting the positions of both may be an important factor.
이때, 송신 코일(L1)은 도 1에서의 송신 패드(21)에 포함되고, 수신 코일(L2)은 도 1에서의 수신 패드(11)에 포함될 수 있다. 또한, 송신 코일은 GA 코일(Ground Assembly coil)로 지칭될 수도 있고, 수신 코일은 VA 코일(Vehicle Assembly coil)로 지칭될 수도 있다. 따라서, 송신 패드와 수신 패드 상호간의 위치 결정 또는 전기차와 송신 패드 상호간의 위치 결정에 관하여 이하 도면을 참조하여 설명한다.In this case, the transmitting coil L 1 may be included in the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 무선 전력 전송에서의 정렬 개념을 설명하기 위한 개념도이다.3 is a conceptual diagram for explaining a sorting concept in electric vehicle wireless power transmission according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 도 1에서의 송신 패드(21) 및 전기차(10)에 내장된 수신 패드(11) 사이의 위치 정렬 방법을 설명할 수 있다. 여기서, 위치 정렬은 앞서 설명한 용어인 얼라인먼트(alignment)에 대응될 수 있고, 따라서, GA와 VA간의 위치 정렬로 정의할 수도 있고, 송신 패드(21)와 수신 패드(11)의 위치 정렬로 한정해석되지 않는다.Referring to FIG. 3 , a position alignment method between the transmitting
여기서, 송신 패드(21)는 도 3에서는 지표면 아래에 위치한 것으로 도시하였으나, 지표면 위에 위치할 수도 있고, 지표면 아래에서 송신 패드(21)의 상면이 노출되도록 위치할 수도 있다.Here, the
또한, 전기차의 수신 패드(11)는 지표면을 기준으로 측정된 높이(z방향으로 정의)에 따라 카테고리를 달리하여 정의할 수 있고, 예를 들어 지표면에서 수신 패드(11)의 높이가 100-150(mm) 인 경우 class 1, 140-210(mm) 인 경우 class 2, 170-250(mm)인 경우 class 3와 같이 설정할 수 있다. 이때, 수신 패드(11)에 따라 class 1만을 지원하거나, class 1과 2를 지원할 수도 있는 등 부분적 지원이 가능할 수 있다. In addition, the receiving
여기서, 지표면을 기준으로 측정된 높이는 앞서 설명한 용어인 차량 마그네틱 지상고에 대응될 수 있다.Here, the height measured based on the ground surface may correspond to the vehicle magnetic ground clearance, which is the term previously described.
또한, 송신 패드(21)의 높이 방향(z방향으로 정의)의 위치는 상기 수신 패드(11)에서 지원하는 최대 클래스와 최소 클래스 사이에 위치하도록 결정할 수 있는데, 예를 들어 수신 패드(11)가 class1과 2만을 지원한다면, 수신 패드(11)를 기준으로 100-210 (mm) 사이에 송신 패드가 위치하도록 결정할 수 있다.In addition, the position of the transmitting
또한, 송신 패드(21)의 중심과 수신 패드(11)의 중심 사이의 격차는 가로 및 세로 방향(x 및 y 방향으로 정의)의 한계값 이내에 위치하도록 결정할 수 있다. 예를 들어, 가로 방향(x방향으로 정의)으로는 ±75 (mm) 이내에 위치하도록 결정할 수 있고, 세로 방향(y방향으로 정의)으로는 ±100 (mm) 이내에 위치하도록 결정할 수 있다. In addition, the gap between the center of the transmitting
여기서, 송신 패드(21)와 수신 패드(11)의 상대적 위치는 그 실험적 결과에 따라 한계값이 달라질 수 있고, 상기 수치들은 예시적인 것으로 이해되어야 한다.Here, the relative positions of the transmitting
또한, 송신 패드(21)와 수신 패드(11)는 각각 코일을 포함하는 것으로 전제하고 패드 상호간의 정렬로 설명하였으나, 더 구체적으로는 송신 패드(21)와 수신 패드(11)에 각각 내장된 송신 코일(또는 GA 코일)과 수신 코일(또는 VA 코일) 상호간의 정렬로 정의할 수도 있다.In addition, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 방법의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a location alignment method according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 방법은 그라운드 어셈블리(GA)의 1차 코일 및 차량 어셈블리(VA)의 2차 코일의 위치를 정렬하여 무선 충전 효율을 극대화 및/또는 최적화하기 위한 방법으로, GA 측의 4개의 안테나(ANT1, ANT2, ANT3 및 ANT4) 및 VA 측의 2개의 안테나(ANTa 및 ANTb) 간의 자기장 측정치를 기초로 수행될 수 있다.Referring to FIG. 4 , a position alignment method according to an embodiment of the present invention maximizes wireless charging efficiency by aligning the positions of the primary coil of the ground assembly (GA) and the secondary coil of the vehicle assembly (VA) and/or As a method for optimization, it may be performed based on magnetic field measurements between four antennas (ANT1, ANT2, ANT3, and ANT4) on the GA side and two antennas (ANTa and ANTb) on the VA side.
더욱 상세하게는, VA는 2개의 안테나를 포함할 수 있고, 2개의 안테나는 VA의 좌측 구역 및 우측 구역에 하나씩 위치할 수 있으며, 좌측 구역 및 우측 구역은 VA를 좌측 및 우측으로 2등분한 구역을 의미할 수 있고, 좌우 대칭적으로 구분한 구역을 의미할 수 있다. VA가 사각형의 구조를 가지는 경우, 2개의 안테나는 사각형의 좌측변 중앙 및 우측변 중앙에 각각 위치할 수 있으나, 구조는 설계에 따라 변경될 수 있으므로, 사각형으로 한정하지 않는다. More specifically, the VA may include two antennas, and the two antennas may be located one by one in the left zone and the right zone of the VA, and the left zone and the right zone are the zones dividing the VA into left and right halves. It may mean, and may mean a zone symmetrically divided left and right. When the VA has a quadrangular structure, the two antennas may be located at the center of the left side and the center of the right side of the quadrangle, respectively, but since the structure may be changed according to design, it is not limited to the quadrangle.
또한, 2개의 안테나는 VA와 연결되어 차량의 특정 부분에 위치할 수도 있으며, 이러한 경우 차량의 특정 부분의 좌측 구역 및 우측 구역에 하나씩 위치할 수 있다. 차량의 특정 부분의 좌측 구역 및 우측 구역은 차량의 특정 부분을 좌우 대칭적으로 구분한 구역을 의미할 수 있다. In addition, the two antennas may be connected to the VA and located in a specific part of the vehicle, and in this case, one may be located in the left zone and the right zone of the specific part of the vehicle. The left zone and the right zone of the specific part of the vehicle may refer to a zone in which the specific part of the vehicle is symmetrically divided left and right.
상술한 VA 및 차량의 특정 부분의 좌측 구역 및 우측 구역은 앞쪽 구역 및 뒤쪽 구역도 될 수 있으나, 이에 한정하지 않으며, 대칭성을 가지고 구분된 2개의 구역을 의미할 수 있다. 이하에서는 VA에 위치하는 것으로 가정하여 설명하겠다.The aforementioned VA and the left and right zones of a specific part of the vehicle may also be a front zone and a rear zone, but are not limited thereto, and may mean two zones symmetrically divided. Hereinafter, it will be described assuming that it is located in VA.
VA 또는 차량 어셈블리 컨트롤러(vehicle assembly controller)는 안테나를 제어할 수 있고, VA 및 GA 간의 위치 차이 정보를 산출할 수 있는 위치 정렬 장치를 포함할 수 있다. The VA or vehicle assembly controller may control the antenna and may include a position alignment device capable of calculating position difference information between the VA and the GA.
GA는 4개의 안테나를 포함할 수 있고, 4개의 안테나는 GA의 제1 구역, 제2 구역, 제3 구역 및 제 4구역에 하나씩 위치할 수 있으며, 제1 구역, 제2 구역, 제3 구역 및 제4 구역은 각각 GA의 좌측 상단 구역, 우측 상단 구역, 좌측 하단 구역 및 우측 하단 구역을 의미할 수 있으나, 이에 한정하지 않으며, GA를 동일한 크기를 가지도록 4등분한 구역들을 각각 의미할 수 있다. GA가 사각형의 구조를 가지는 경우, 4개의 안테나는 사격형의 각 모서리에 각각 위치할 수 있으나, 구조는 설계에 따라 변경될 수 있으므로, 사각형으로 한정하지 않는다. 또한, GA 또는 그라운드 어셈블리 컨트롤러(ground assembly controller)는 4개의 안테나가 검출한 자기장 정보를 기초로 자기장 측정치를 산출할 수 있고, 위치 정렬 장치로 자기장 측정치를 송신할 수 있는 자기장 검출 장치를 포함할 수 있다.The GA may include four antennas, and each of the four antennas may be located in the first area, the second area, the third area, and the fourth area of the GA, one for the first area, the second area, and the third area. And the fourth zone may mean, but is not limited to, the upper left zone, the upper right zone, the lower left zone, and the lower right zone of the GA, respectively, and the GA is divided into 4 parts to have the same size. there is. When the GA has a quadrangular structure, the four antennas may be positioned at each corner of the oblique shape, but the structure may be changed according to the design, so it is not limited to a quadrangular structure. In addition, the GA or ground assembly controller may include a magnetic field detection device capable of calculating a magnetic field measurement value based on the magnetic field information detected by the four antennas and transmitting the magnetic field measurement value to a position alignment device. there is.
여기서, VA 및/또는 GA가 포함하는 안테나는 루프 안테나(loop antenna)를 의미할 수 있고, 페라이트 로드 안테나(ferrite rod antenna)를 의미할 수도 있으나, 이에 한정하지 않는다.Here, the antenna included in VA and/or GA may mean a loop antenna or a ferrite rod antenna, but is not limited thereto.
페라이트 로드 안테나는 저주파수를 이용하는 안테나를 의미할 수 있다. 여기서, 저주파수는 ITU(International Telecommunication Union)에서 12단계로 구분한 주파수 영역 중 30~300kHz 대역을 사용하는 LF 대역을 의미할 수 있다. ITU에서 12단계로 구분한 주파수 영역은 표 1과 같다.A ferrite rod antenna may refer to an antenna using a low frequency. Here, the low frequency may mean an LF band using a 30 to 300 kHz band among frequency domains classified into 12 steps by the International Telecommunication Union (ITU). The frequency domain divided into 12 levels by the ITU is shown in Table 1.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 장치를 설명하기 전에 위치 정렬 장치에 사용되는 루프 안테나 및/또는 페라이트 로드 안테나를 도 5 내지 도 8과 함께 설명하겠다. Before describing the alignment device according to an embodiment of the present invention, a loop antenna and/or a ferrite rod antenna used in the alignment device will be described together with FIGS. 5 to 8 .
도 5는 루프 안테나를 설명하는 도면이다.5 is a diagram illustrating a loop antenna.
도 5를 참조하면, 도 5의 (a)는 권선 수가 1인 루프 안테나를 나타낸 도면이고, 도 5의 (b)는 권선 수가 복수인 루프 안테나를 나타낸 도면이다.Referring to FIG. 5, (a) of FIG. 5 is a diagram illustrating a loop antenna having one winding number, and FIG. 5 (b) is a diagram illustrating a loop antenna having a plurality of winding numbers.
루프 안테나는 폐쇄된 회로(closed-circuit)를 포함하는 안테나를 의미할 수 있다. 루프 안테나는 구조가 간단하고, 저비용이며, 안테나의 형상 변경이 용이하여 다양한 형태의 안테나로 제작할 수 있는 장점이 있다. 여기서, 다양한 형태는 원형, 삼각형, 사각형 및 타원형 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 또한, 루프 안테나는 일반적으로 원주 또는 둘레의 길이가 파장의 0.1배보다 작은 경우 전기적으로 작은 루프 안테나로 분류할 수 있고, 그 외는 전기적으로 큰 루프 안테나로 분류할 수 있다.A loop antenna may mean an antenna including a closed-circuit. The loop antenna has the advantage of being simple in structure, low cost, and easy to change the shape of the antenna, so that it can be manufactured into various types of antennas. Here, the various shapes may include, but are not limited to, circular, triangular, rectangular, and elliptical shapes. In addition, loop antennas can generally be classified as electrically small loop antennas when the length of the circumference or circumference is smaller than 0.1 times the wavelength, and otherwise can be classified as electrically large loop antennas.
도 5의 (a)는 권선 수가 1인 루프 안테나이며, 원주 또는 둘레의 길이가 파장의 0.085 배보다 작으므로, 전기적으로 작은 루프 안테나일 수 있다. 또한, 도 5의 (a)의 루프 안테나는 매우 작은 방사 저항(radiation resistance)을 가질 수 있다. 다시 말해, 방사 저항은 1 ohm보다 작을 수 있으나, 방사 저항은 권선 수를 증가하여 향상시킬 수 있다.5(a) is a loop antenna having a winding number of 1, and since the length of the circumference or circumference is less than 0.085 times the wavelength, it may be an electrically small loop antenna. Also, the loop antenna of FIG. 5(a) may have very small radiation resistance. In other words, the radiation resistance can be less than 1 ohm, but the radiation resistance can be improved by increasing the number of turns.
도 5의 (a)의 루프 안테나는 작은 루프로 협대역(narrowband)를 가질 수 있고, 전형적으로 1% 미만의 대역폭을 가질 수 있다. 루프 안테나는 루프 면에 수직한 작은 전기 쌍극자와 유사한 far field pattern을 가질 수 있고, 자기 쌍극자와 등가일 수 있다. 또한, 루프 안테나는 강자성 코어(ferromagnetic core)를 삽입하여 방사 저항을 추가적으로 향상시킬 수도 있다.The loop antenna of FIG. 5(a) may have a narrowband with a small loop, and may have a bandwidth of less than 1% typically. A loop antenna may have a far field pattern similar to a small electric dipole perpendicular to the loop plane and may be equivalent to a magnetic dipole. In addition, the loop antenna may further improve radiation resistance by inserting a ferromagnetic core.
도 5의 (b)는 권선 수가 복수인 루프 안테나로, 방사 저항이 향상될 수 있으나, 효율이 매우 낮아질 수 있다. 권선 수가 복수인 루프 안테나는 대부분 수신 안테나로 사용될 수 있고, 손실이 중요하지 않을 수 있다.5(b) is a loop antenna having a plurality of windings, and radiation resistance may be improved, but efficiency may be very low. Most loop antennas with multiple windings can be used as receive antennas, and loss may not be significant.
작은 루프 안테나는 권선 수를 복수로 하고, 페라이트 코어를 삽입하여 높은 방사 저항을 가질 수 있으나, 높은 손실 및 낮은 방사 효율을 가질 수 있다. 다만, 작은 루프 안테나는 간단한 구조이고, 작은 크기 및 무게를 가지는 장점도 가지고 있다.A small loop antenna may have a high radiation resistance by having a plurality of windings and inserting a ferrite core, but may have high loss and low radiation efficiency. However, the small loop antenna has a simple structure, and also has the advantage of having a small size and weight.
도 6은 루프 안테나의 등가 회로를 설명하는 도면이다.6 is a diagram explaining an equivalent circuit of a loop antenna.
도 6을 참조하면, 도 6의 (a)는 루프 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면이고, 도 6의 (b)는 루프 안테나의 등가 회로에서 손실 저항을 설명하기 위한 도면이다. Referring to FIG. 6, (a) of FIG. 6 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the loop antenna, and (b) of FIG. 6 is a diagram for explaining loss resistance in the equivalent circuit of the loop antenna.
도 6의 (a)의 등가 회로에서, Cr은 공진 커패시턴스(resonance capacitance)를 나타낼 수 있으며, Rl은 루프 안테나의 손실 저항(loss resistance)을 나타낼 수 있고, Rr은 방사 저항(radiation resistance)을 나타낼 수 있다. 또한, LA는 루프의 인덕턴스(inductance)를 나타낼 수 있고, XA는 LA의 리액턴스(reactance)를 나타낼 수 있다. Li는 루프 컨덕터(와이어)의 인덕턴스를 나타낼 수 있고, Xi는 Li의 리액턴스를 나타낼 수 있다. 또한, Zin은 입력 인피던스(input impedance)를 나타낼 수 있고, Z'in은 Zin과 공액 정합(conjugate matching) 관계의 인피던스를 나타낼 수 있다.In the equivalent circuit of FIG. 6(a), C r may represent resonance capacitance, R l may represent loss resistance of the loop antenna, and R r may represent radiation resistance. ) can be expressed. Also, L A may represent the inductance of the loop, and X A may represent the reactance of L A . L i may represent the inductance of the loop conductor (wire), and X i may represent the reactance of L i . In addition, Z in may represent input impedance, and Z' in may represent impedance in a conjugate matching relationship with Z in .
입력 인피던스 Zin, Zin과 공액 정합 관계의 인피던스 Z'in, 입력 인피던스 Zin과 등가인 어드미턴스(admittance) Yin 및 공진 커패시턴스 Cr은 수학식 1과 같이 산출될 수 있다. Input impedance Z in , impedance Z' in of conjugate matching relationship with Z in , admittance Y in equivalent to input impedance Z in , and resonant capacitance C r may be calculated as in
수학식 1에서, 는 주파수를 나타낼 수 있으며, Gin 및 Bin은 각각 어드미턴스 Yin의 컨덕턴스(conductance) 및 서셉턴스(susceptance)를 나타낼 수 있다.In
도 6의 (b)는 손실 저항 Rl의 값을 설명하기 위한 도면으로, 도 6의 (a)에서 2a는 루프의 직경을 나타낼 수 있으며, 2b는 와이어(wire)의 직경을 나타낼 수 있고, 2c는 각 권선 사이의 간격을 나타낼 수 있다.6(b) is a diagram for explaining the value of the loss resistance R l . In FIG. 6(a), 2a may indicate a diameter of a loop, 2b may indicate a diameter of a wire, 2c may represent the spacing between each winding.
도 6을 참조하면, Rl은 루프와 근접 효과를 고려하여, 수학식 2와 같이 산출될 수 있다.Referring to FIG. 6 , R l may be calculated as in
수학식 2에서, RS는 표면 저항을 나타낼 수 있고, RP은 근접 효과(proximity effect)에 따른 단위 길이 당 옴(ohm) 저항을 나타낼 수 있고, RO는 표피 효과(skin effect)에 따른 단위 길이 당 옴(ohm) 저항을 나타낼 수 있다. N은 권선 수를 나타낼 수 있으며, 표면 저항 RS는 와이어(wire)의 특성에 따라 결정될 수 있다.In
또한, 권선 수가 1인 루프 안테나에 있어서, 원형 루프 안테나의 루프 인덕턴스, 사각형 루프 안테나의 루프 인덕턴스 및 루프 내부 리액턴스는 수학식 3과 같이 산출될 수 있다.In addition, in a loop antenna having a winding number of 1, the loop inductance of a circular loop antenna, the loop inductance of a rectangular loop antenna, and the loop internal reactance can be calculated as in
수학식 3의 원형 루프 안테나 인덕턴스 LA1 circ에서 a는 루프의 반경을 나타낼 수 있으며, b는 와이어의 반경을 나타낼 수 있고, 는 투자율(permeability)를 나타낼 수 있다. 또한, 수학식 3의 사격형 루프 안테나 인덕턴스 LA1 sq에서 a는 한 변의 길이를 나타낼 수 있으며, b는 와이어의 반경을 나타낼 수 있고, 는 투자율(permeability)를 나타낼 수 있다. 수학식 3의 루프 내부 리액턴스 Li에서 a는 루프의 반경을 나타낼 수 있으며, b는 와이어의 반경을 나타낼 수 있고, 는 각주파수를 나타낼 수 있다. 또한, 는 와이어의 전기전도도(conductivity)를 나타낼 수 있고, 는 자유공간에서의 투자율을 나타낼 수 있다.In the circular loop antenna inductance L A1 circ of
도 7은 페라이트 로드 안테나 및 페라이트 로드 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면이다.7 is a diagram showing an equivalent circuit of a ferrite rod antenna and a ferrite rod antenna.
도 7을 참조하면, 도 7의 (a)는 페라이트 로드 안테나를 나타낸 도면이고, 도 7의 (b)는 페라이트 로드 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면이다.Referring to FIG. 7, (a) of FIG. 7 is a diagram illustrating a ferrite rod antenna, and (b) of FIG. 7 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the ferrite rod antenna.
작은 자기장 루프 안테나(small magnetic wave loop antenna)는 높은 자기 투자율(magnetic permeability)을 가지는 페라이트 코어(ferrite core)를 삽입하여 방사 저항 및 방사 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 작은 자기장 루프 안테나는 높은 자기 투자율로 인해 큰 자속(magnetic flux)을 가질 수 있고, 높은 유도 전압(induced voltage)을 가질 수 있다. 자기적 특성은 자기 투자율 및 기하학적 구조에 따라 결정될 수 있다. 또한, 자속은 유효 상대 투자율(effective relative permeability)에 의해 표현될 수 있다. A small magnetic wave loop antenna may improve radiation resistance and radiation efficiency by inserting a ferrite core having high magnetic permeability. In addition, a small magnetic field loop antenna may have a large magnetic flux due to a high magnetic permeability and may have a high induced voltage. Magnetic properties may be determined according to magnetic permeability and geometry. Also, magnetic flux can be expressed by effective relative permeability.
도 7의 (a)의 페라이트 코어를 삽입한 페라이트 로드 안테나는 도 7의 (b)의 회로와 등가 관계일 수 있다.The ferrite rod antenna in which the ferrite core of FIG. 7 (a) is inserted may have an equivalent relationship with the circuit of FIG. 7 (b).
도 7의 (b)를 참조하면, 등가 회로의 RLC 공진 주파수는 커패시터의 커패시턴스를 조절하는 것에 의해 조정될 수 있다. 도 7의 (b)에서 공진 주파수 , 페라이트 코어 코일의 인덕턴스 및 큐 인자(Quality factor) Q는 수학식 4와 같이 산출될 수 있다.Referring to (b) of FIG. 7 , the RLC resonant frequency of the equivalent circuit can be adjusted by adjusting the capacitance of the capacitor. Resonant frequency in (b) of FIG. , the inductance of the ferrite core coil And the quality factor Q can be calculated as in
수학식 4에서, C는 커패시터의 커패시턴스를 나타낼 수 있으며, 는 자유 공간에서의 투자율을 나타낼 수 있고, 는 페라이트 로드의 길이, 반경, 크기 및 고일의 위치에 따른 상대 투자율(relative permeability)을 나타낼 수 있고, N은 권선 수를 나타낼 수 있다. 또한, lf는 페라이트 로드의 길이를 나타낼 수 있으며, rf는 페라이트 로드의 반경을 나타낼 수 있고, 는 half-power half-bandwidth의 주파수를 나타낼 수 있다.In
도 8은 루프 안테나의 코어에 따른 방사 저항을 나타낸 도면이다.8 is a diagram showing radiation resistance according to a core of a loop antenna.
도 8을 참조하면, 페라이트 코어를 가지는 루프 안테나는 자유 공간인 공심을 가지는 루프 안테나보다 방사 저항이 향상된 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 8 , it can be confirmed that the loop antenna having a ferrite core has improved radiation resistance than that of the loop antenna having an air core, which is a free space.
페라이트 로드 안테나는 크기의 감소로 인해 차량, 휴대용 라디오 및 항공기 등에 사용될 수 있고, 거의 반사가 없으며, 전계 강도의 완만한 감소로 양호한 범위 제어가 가능할 수 있다. 또한, 페라이트 로드 안테나는 높은 보급률을 가질 수 있고, 공진 주파수 입력 단계에 따른 낮은 무부하 전류(quiescent current)를 요구할 수 있고, 높은 주파수에 비해 디튜닝(detuning)에 덜 민감할 수 있다. 다만, 페라이트 로드 안테나는 Q 인자가 매우 높으므로, 요구되는 신호 변조의 일부를 필터링할 수 있다.Ferrite rod antennas can be used in vehicles, portable radios and aircraft, etc. due to their reduced size, have almost no reflection, and can achieve good range control with a gentle decrease in field strength. In addition, the ferrite rod antenna may have a high penetration rate, may require a low quiescent current according to a resonant frequency input step, and may be less sensitive to detuning than a high frequency antenna. However, since the ferrite rod antenna has a very high Q factor, it is possible to filter out part of the required signal modulation.
이하, 상술한 페라이트 코어 안테나가 사용될 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 장치를 설명하겠다.Hereinafter, a position alignment device according to an embodiment of the present invention in which the above-described ferrite core antenna can be used will be described.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 VA에 연결된 위치 정렬 장치의 블록 구성도를 나타낸 도면이다.9 is a block diagram of a position alignment device connected to a VA according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 VA(11)에 연결된 위치 정렬 장치(100)는 통신부(110), 처리부(120) 및 LF 송신부(130)를 포함할 수 있다. 또한, 위치 정렬 장치(100)의 LF 송신부(130)는 VA가 사각형의 구조를 가지는 경우, 사각형의 좌측변 중앙에 하나의 안테나 ANT a(151) 및 우측변 중앙에 하나의 안테나 ANT b(152)와 연결되어 있을 수 있으나, VA의 구조는 설계에 따라 변경될 수 있으므로, 사각형에 한정하지 않으며, 안테나의 위치는 이에 따라 변경될 수 있다. 여기서, 위치 정렬 장치(100)의 구성은 명칭에 한정되지 않으며, 기능에 의해 정의될 수 있다. 또한, 복수의 기능을 하나의 구성이 수행할 수 있으며, 하나의 기능을 복수의 구성이 수행할 수 있다.Referring to FIG. 9 , the
통신부(110)는 후술하는 자기장 검출 장치(200)와 통신할 수 있는 통신 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 모듈은 WIFI 통신을 수행할 수 있는 통신 모듈을 포함할 수 있고, 3G 통신 및 4G 통신을 수행할 수 있는 통신 모듈도 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 통신부(110)는 통신 모듈을 통해 GA가 위치하는 주차 공간을 검색할 수 있으며, GA 및 VA의 위치 정렬을 위해 해당 GA에 연결된 자기장 검출 장치(200)와 통신 연결을 할 수 있고, 자기장 검출 장치(200)로부터 자기장 측정치를 수신할 수 있다. 또한, 통신부(110)는 주차 공간을 선택하기 위해 수신 전계 강도 지시자(Received Signal Strength Indicator, RSSI), 전파 시간(Time of Flight, ToF), 전파 시간 차이(Time Difference of Flight, TDoF) 도달 시간(Time of Arrival, ToA) 및 도달 시간 차이(Time Difference of Arrival) 중 적어도 하나의 값을 측정할 수도 있다. 주차 공간 검색 및 선택과 관련된 동작은 도 13 및 도 14와 함께 구체적으로 후술하겠다.The
처리부(120)는 후술하는 LF 송신부(130)에 연결된 안테나가 정상 구동하는지 검증할 수 있고, 안테나를 구동시킬 수 있고, 통신부(110)가 수신한 자기장 측정치를 이용하여 기저장된 기준 값과 비교할 수 있고, 비교 결과를 기초로 GA 및 VA 간의 위치 차이 정보를 산출할 수 있다. The
LF 송신부(130)는 처리부(120)의 동작에 따라 연결된 안테나의 정상 구동하는지 검증할 수 있고, 안테나를 구동시킬 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(110), 처리부(120) 및 LF 송신부(130)의 동작은 도 11과 함께 구체적으로 후술하겠다.Operations of the
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 장치(100)는 적어도 하나의 프로세서 및 프로세서를 통해 상술한 동작이 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하고 있는 메모리를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있고, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU), 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit, GPU) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있고, 읽기 전용 메모리(Read Only Memory, ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory, RAM)로 구성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 GA에 연결된 자기장 검출 장치의 블록 구성도를 나타낸 도면이다.10 is a block diagram of a magnetic field detection device connected to a GA according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 GA(21)에 연결된 자기장 검출 장치(200)는 통신부(210), 처리부(220) 및 LF 수신부(230)를 포함할 수 있다. 또한, 자기장 검출 장치(200)의 LF 수신부(230)는 GA가 사각형의 구조를 가지는 경우, 사각형의 각 모서리에 4개의 안테나 ANT 1(251), ANT 2(252), ANT 3(253) 및 ANT 4(254)와 연결되어 있을 수 있으나, GA의 구조는 설계에 따라 변경될 수 있으므로, 사각형에 한정하지 않으며, 안테나의 위치는 이에 따라 변경될 수 있다. 여기서, 자기장 검출 장치(200)의 구성은 명칭에 한정되지 않으며, 기능에 의해 정의될 수 있다. 또한, 복수의 기능을 하나의 구성이 수행할 수 있으며, 하나의 기능을 복수의 구성이 수행할 수 있다.Referring to FIG. 10 , the magnetic
통신부(210)는 위치 정렬 장치(100)와 통신할 수 있는 통신 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 모듈은 WIFI 통신을 수행할 수 있는 통신 모듈을 포함할 수 있고, 3G 통신 및 4G 통신을 수행할 수 있는 통신 모듈도 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 통신부(210)는 통신 모듈을 통해 주차 공간 정보를 VA로 송신할 수 있다. 주차 공간 정보를 제공하는 동작은 도 13 및 도 14와 함께 구체적으로 후술하겠다.The
또한, 통신부(210)는 GA 및 VA의 위치 정렬을 위해 위치 정렬 장치(100)와 연결할 수 있고, 처리부(220)가 측정한 자기장 측정치를 위치 정렬 장치(100)로 송신할 수 있다.In addition, the
처리부(220)는 후술하는 LF 수신부(230)로부터 검출한 자기장 정보를 기초로 자기장 측정치를 측정할 수 있다. 여기서, 자기장 정보는 안테나 별로 존재할 수 있으므로, 4개의 안테나(ANT 1, ANT 2, ANT 3 및 ANT 4)가 위치 정렬 장치(100)에 연결된 2개의 안테나(ANT a 및 ANT b)의 자기장을 검출할 수 있고, 이에 따라 8개의 자기장 정보가 존재할 수 있다. 또한, 처리부(220)는 8개의 자기장 정보를 기초로 각 4개의 안테나(ANT 1, ANT 2, ANT 3 및 ANT 4)를 기준으로 4개의 자기장 측정치를 측정할 수 있다. 자기장 측정과 관련하여 도 15 및 도 16과 함께 구체적으로 후술하겠다. 처리부(220)는 4개의 자기장 측정치를 통신부(210)에 제공할 수 있다.The
LF 수신부(230)는 GA에 위치하는 4개의 안테나(ANT 1, ANT 2, ANT 3 및 ANT 4)와 연결되어 있을 수 있으며, 4개의 안테나가 검출한 위치 정렬 장치(100)의 2개의 안테나(ANT a 및 ANT b)가 출력하는 자기장에 대한 정보를 획득할 수 있다. LF 수신부(230)는 획득한 자기장에 대한 정보를 처리부(220)에 제공할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 검출 장치(200)는 적어도 하나의 프로세서 및 프로세서를 통해 상술한 동작이 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하고 있는 메모리를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있고, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU), 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit, GPU) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있고, 읽기 전용 메모리(Read Only Memory, ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory, RAM)로 구성될 수 있다.The magnetic
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 장치의 상세한 블록 구성도이다.11 is a detailed block configuration diagram of a position alignment device according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 장치(100)의 처리부(120)는 연산부(121) 및 시리얼 인터페이스(122)를 포함할 수 있고, LF 송신부(130)는 안테나 제어부(131), 시리얼 인터페이스(132) 및 안테나 드라이버(133)를 포함할 수 있다. 또한, 안테나 드라이버(133)는 적어도 하나의 안테나와 연결되어 있을 수 있다. 여기서, 처리부(120) 및 LF 송신부(130)의 구성은 명칭에 한정되지 않으며, 기능에 의해 정의될 수 있다. 또한, 복수의 기능을 하나의 구성이 수행할 수 있으며, 하나의 기능을 복수의 구성이 수행할 수 있다.Referring to FIG. 11 , the
연산부(121)는 통신부(110)에 의해 특정 GA에 연결된 자기장 검출 장치(200)와 연결된 경우, 안테나를 구동시키도록 LF 데이터를 후술하는 안테나 제어부(131)로 제공할 수 있다. 다만, 연산부(121)의 LF 데이터 제공 이전에 후술하는 시리얼 인터페이스(122)의 안테나 정상 구동 여부를 검증할 수 있다. 여기서, LF 데이터는 preamble, synchronization 및 wake up ID를 포함할 수 있다.When connected to the magnetic
또한, 연산부(121)는 통신부(110)가 수신한 4개의 자기장 측정치를 이용하여 GA 및 VA 간의 위치 차이 정보를 산출할 수 있다. 다시 말해, 연산부(121)는 4개의 자기장 측정치 각각 및 기저장된 기준 값 간의 차이를 기초로 위치 차이 정보를 산출할 수 있다. 여기서, 기저장된 기준 값은 GA 및 VA 간의 위치가 이상적인 위치인 경우의 자기장 측정치를 의미할 수 있으며, 기저장된 기준 값은 수신한 4개의 자기장 측정치 각각과 대응되는 4개의 값을 포함할 수 있다.In addition, the
연산부(121)가 산출하는 위치 차이 정보는 GA 및 VA 간의 x축 기준의 이격 거리, y축 기준의 이격 거리 및 z축 기준의 이격 거리를 포함할 수 있으며, x축 기준의 이격 거리, y축 기준의 이격 거리 및 각도(틀어짐 정도)를 포함할 수도 있다. 여기서, x축은 수신 패드를 기준으로 가로 방향을 나타낼 수 있으며, y축은 세로 방향을 나타낼 수 있고, z축은 수신 패드와 수직인 방향을 나타낼 수 있다. 또한, 각도(틀어짐 정도)는 수신 패드의 가로 방향 및 송신 패드의 가로 방향 간의 틀어짐 정도를 나타낼 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않으며, 특정한 기준을 설정한 경우, 특정한 기준에 따라 정의될 수도 있다.The position difference information calculated by the
연산부(121)는 산출한 위치 차이 정보를 사용자에게 제공할 수 있으며, 사용자는 위치 차이 정보를 참고하여, GA 및 VA 간의 위치가 정렬되도록 차량의 주차 위치를 결정할 수 있다. 또한, 연산부(121)는 산출한 위치 차이 정보를 기초로 이미지 또는 영상을 생성하여 사용자에게 제공할 수도 있으나, 사용자에게 위치 차이 정보를 제공하는 방법은 이에 한정하지 않는다.The
처리부(120)의 시리얼 인터페이스(122)는 상술한 연산부(121)의 안테나 구동을 위한 LF 데이터 제공 이전에 적어도 하나의 안테나가 정상적으로 구동하는지 검증할 수 있다. 처리부(120)의 시리얼 인터페이스(122)는 검증을 위해 LF 송신부(130)의 시리얼 인터페이스(132)와 SPI(Serial Peripheral interface) 통신을 수행할 수 있다. 다시 말해, 처리부(120)의 시리얼 인터페이스(122)는 LF 송신부(130)의 시리얼 인터페이스(132)로 SPI 데이터를 송신할 수 있으며, LF 송신부(130)의 시리얼 인터페이스(132)로부터 SPI 데이터를 수신할 수 있고, 수신한 SPI 데이터를 기초로 안테나의 정상 구동 여부를 검증할 수 있다. 안테나가 정상 구동 하는 경우, 연산부(121)에 의해 안테나를 구동시키기 위한 LF 데이터가 제공될 수 있으나, 안테나가 정상 구동하지 않는 경우, 처리부(120)의 시리얼 인터페이스(122)는 피드백(feedback)을 통해 내부적인 진단을 수행할 수 있다. 다시 말해, SPI 데이터는 안테나의 정상 구동 여부를 검증하기 위한 enable 신호일 수 있다. The
안테나 제어부(131)는 연산부(121)로부터 LF 데이터를 수신한 경우, 안테나 드라이버(133)를 통해 적어도 하나의 안테나의 구동을 제어할 수 있다. 또한, 안테나 제어부(131)는 LF 송신부(130)의 시리얼 인터페이스(132)의 요청에 따라 안테나가 정상 구동하는지를 검증하기 위해 안테나 드라이버(133)를 통해 안테나의 구동을 제어할 수도 있다.When receiving LF data from the
LF 송신부(130)의 시리얼 인터페이스(132)는 처리부(120)의 시리얼 인터페이스(122)로부터 SPI 데이터를 수신한 경우, 안테나가 정상 구동하는지에 대하여 안테나 제어부(131) 및/또는 안테나 드라이버(133)를 통해 검증할 수 있다. 또한, LF 송신부(130)의 시리얼 인터페이스(132)는 검증 결과를 SPI 데이터로 처리부(120)의 시리얼 인터페이스(122)로 송신할 수 있다. When the
안테나 드라이버(133)는 적어도 하나의 안테나와 연결되어 있을 수 있으며, 안테나 제어부(131)의 신호에 따라 적어도 하나의 안테나를 구동시킬 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 안테나는 100 kHz에서 150 kHz 사이의 저주파(low frequency) 대역을 가지는 자기장을 출력하는 페라이트 로드 안테나일 수 있으며, 약 5 m의 반경을 가질 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 또한, 적어도 하나의 안테나는 고유의 자기장을 출력할 수 있다.The
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 장치의 상태 전환을 나타낸 도면이다.12 is a diagram showing state conversion of the alignment device according to an embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 장치(100)의 상태는 기본적으로 대기 상태를 유지할 수 있다. 대기 상태의 위치 정렬 장치(100)는 자기장 검출 장치(200)와 연결을 수행한 경우, 안테나를 이용하여 자기장을 출력할 이벤트(LF 이벤트)가 발생하였다고 판단하여, 내부적으로 처리부(120)의 시리얼 인터페이스(122) 및 LF 송신부(130)의 시리얼 인터페이스(132) 간의 시리얼(SPI) 통신을 수행할 수 있다. SPI 통신에서 에러(error)가 발생한 경우, 위치 정렬 장치(100)는 대기 상태로 되돌아갈 수 있다. 다만, 위치 정렬 장치(100)는 내부적인 진단 및/또는 피드백을 통해 문제점이 해결되어 SPI 통신이 완료된 경우, 대기 상태로 되돌아가지 않을 수 있다. 위치 정렬 장치(100)는 SPI 통신이 완료된 경우, 안테나를 통해 저주파 자기장을 출력하는 LF 출력 상태가 될 수 있으며, 자기장 검출 장치(200)로부터 자기장 측정치를 수신한 경우, 다시 대기 상태로 되돌아갈 수 있다. 다만, LF 출력 상태에서 대기 상태로 되돌아가는 이벤트는 이에 한정되지 않으며, 시간 또는 반복 횟수에 따라 정의될 수도 있다.Referring to FIG. 12 , the
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량이 주차 공간을 검색하는 방법을 나타낸 도면이다.13 is a diagram illustrating a method for a vehicle to search for a parking space according to an embodiment of the present invention.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주차 공간 검색은 위치 정렬 장치(100)의 통신부(110)에 의해 수행될 수 있다. 다만, VA가 다른 통신 모듈을 포함하는 경우, 다른 통신 모듈에 의해 수행될 수도 있다.Referring to FIG. 13 , a search for a parking space for a vehicle according to an embodiment of the present invention may be performed by the
상술한 바와 같이 위치 정렬 장치(100)의 통신부(110)는 WIFI, 3G 및 4G 중 적어도 하나의 통신을 수행할 수 있는 통신 모듈을 포함할 수 있으나, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 WIFI로 한정하겠다.As described above, the
위치 정렬 장치(100)는 WIFI 통신을 통해 현재 차량의 위치에서 주차 공간을 검색할 수 있으며, 검색된 적어도 하나의 주차 공간 중 하나의 주차 공간을 선택할 수 있다. 주차 공간의 선택에 대한 설명은 도 14와 함께 후술하겠다. 여기서, 위치 정렬 장치(100)가 주차 공간을 검색하는 방법은 운전자에 의해 검색을 시작하도록 할 수 있고, 자동적으로 검색하도록 할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 또한, 주차 공간 검색은 100 m의 범경 내에서 수행될 수 있다. The
각 주차 공간은 GA를 포함할 수 있고, 각 GA는 하나의 자기장 검출 장치(200)를 포함할 수 있다. 따라서, 각 주차 공간은 자기장 검출 장치(200)의 통신부(210)를 통해 주차 공간 정보를 제공할 수 있는 WIFI 영역을 가질 수 있다. 여기서, WIFI 영역은 자기장 검출 장치(200)의 통신부(210)에 의해 생성될 수 있으나, GA가 다른 통신 모듈을 포함하는 경우, 다른 통신 모듈에 의해 수행될 수도 있다.Each parking space may include a GA, and each GA may include one magnetic
자기장 검출 장치(200)의 통신부(210) 또는 다른 통신 모듈은 현재 주차 공간에 차량이 존재하는지 여부를 위치 정렬 장치(100)의 통신부(210) 또는 다른 통신 모듈에게 제공할 수 있고, 주차 공간에 차량이 존재하는 경우, 통신 수행하지 않으며 차량이 존재하지 않는 경우에만 통신을 수행할 수 있으나, 차량의 존재 여부를 제공하는 방법은 이에 한정하지 않는다.The
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량이 주차 공간을 선택하는 방법을 나타낸 도면이다.14 is a diagram illustrating a method for a vehicle to select a parking space according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량이 복수의 주차 공간을 검색한 경우, 하나의 주차 공간을 선택하는 방법은 수신 전계 강도 지시자(Received Signal Strength Indicator, RSSI), 전파 시간(Time of Flight, ToF), 전파 시간 차이(Time Defference of Flight, TDoF), 도달 시간(Time of Arrival, ToA) 및 도달 시간 차이(Time Difference of Arrival) 중 적어도 하나의 값을 이용할 수 있다. 여기서, RSSI은 수신한 무선 신호에 존재하는 전력을 측정한 값을 의미할 수 있으며, ToF는 신호가 전파되는 시간을 의미할 수 있고, TDoF는 신호가 전파되는 시간의 차이를 의미할 수 있다. 또한, ToA는 신호가 도달한 시간을 의미할 수 있고, TDoA는 신호가 도달한 시간 차이를 의미할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when a vehicle searches for a plurality of parking spaces, a method for selecting one parking space includes a Received Signal Strength Indicator (RSSI), Time of Flight (ToF) , time difference of flight (TDoF), time of arrival (ToA), and time difference of arrival (Time Difference of Arrival). Here, RSSI may mean a value obtained by measuring power present in a received radio signal, ToF may mean a signal propagation time, and TDoF may mean a difference in signal propagation time. In addition, ToA may mean a time at which a signal arrives, and TDoA may mean a time difference at which a signal arrives.
이하에서는, 하나의 주차 공간을 선택하기 위해 RSSI를 이용하는 것으로 가정하여 설명하며, ToF 및 TdoF를 이용하는 경우에도 RSSI를 이용하는 경우와 유사하게 하나의 주차 공간을 선택할 수 있다.Hereinafter, it is assumed that RSSI is used to select one parking space, and even when ToF and TdoF are used, one parking space can be selected similarly to the case of using RSSI.
도 14를 참조하면, 차량은 주차 공간을 검색하는 경우 두 개의 주차 공간 (GA 2 및 GA 3)이 존재한다는 결과를 수신할 수 있다. 이 경우, 위치 정렬 장치(100)의 통신부(110)는 두 개의 주차 공간에 대한 두 개의 신호에 대하여 RSSI를 측정할 수 있으며, RSSI가 더 큰 신호를 송신하는 주차 공간을 선택할 수 있다. 다시 말해, 위치 정렬 장치(100)는 GA 2의 신호에 대한 RSSI 2가 GA 3의 신호에 대한 RSSI 3보다 크므로, GA 2가 차량에 더 가깝다고 판단할 수 있으며, GA 2를 선택할 수 있다. 위치 정렬 장치(100)는 주차 공간이 2개 이상인 경우, RSSI가 가장 큰 GA를 선택할 수도 있다.Referring to FIG. 14 , when searching for a parking space, the vehicle may receive a result indicating that there are two parking spaces (
이후, 위치 정렬 장치(100)는 GA 2에 연결된 자기장 검출 장치(200)와 연결하여 저주파 안테나를 구동시킬 수 있고, 자기장 검출 장치(200)로부터 자기장 측정치를 수신하여 GA 및 VA 간의 위치 차이 정보를 출력할 수 있다.Thereafter, the
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 이상적인 위치에서 GA 및 VA 간의 자기장 신호를 나타낸 도면이다.15 is a diagram showing a magnetic field signal between a GA and a VA at an ideal position according to an embodiment of the present invention.
도 15를 참조하여, GA 및 VA가 이상적인 위치에 있는 경우 자기장 검출 장치(200)에 연결된 4개의 안테나(ANT 1, ANT 2, ANT 3 및 ANT 4) 및 위치 정렬 장치(100)에 연결된 2개의 안테나(ANT a 및 ANT b) 간의 자기장을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 15, when GA and VA are in ideal positions, four antennas (
자기장 검출 장치(200)의 안테나 ANT 1(251)은 위치 정렬 장치(100)의 안테나 ANT a(151)가 출력하는 자기장 및 ANT b(152)가 출력하는 자기장을 기초로 Flux 1을 검출할 수 있다.The antenna ANT 1 (251) of the magnetic
자기장 검출 장치(200)의 안테나 ANT 2(252)는 위치 정렬 장치(100)의 안테나 ANT a(151)가 출력하는 자기장 및 ANT b(152)가 출력하는 자기장을 기초로 Flux 2를 검출할 수 있다.The antenna ANT 2 (252) of the magnetic
마찬가지로 자기장 검출 장치(200)의 안테나 ANT 3(253)은 Flux 3을 검출할 수 있고, ANT 4s(254)는 Flux 4를 검출할 수 있다.Similarly, the antenna ANT 3 (253) of the magnetic
다시 말해, Flux 1 내지 4는 수학식 5와 같이 산출될 수 있다.In other words,
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 장치(100)는 미리 저장된 이상적인 위치의 자기장 측정치인 기준 값을 기초로 GA 및 VA 간의 위치 차이 정보를 산출할 수 있으므로, 상술한 Flux 1 내지 4는 기저장된 기준 값으로 이용될 수 있다.Since the
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 오정렬된 위치에서 GA 및 VA 간의 자기장 신호를 나타낸 도면이다.16 is a diagram showing a magnetic field signal between a GA and a VA at a misaligned position according to an embodiment of the present invention.
도 16을 참조하여, GA 및 VA가 오정렬된 위치에 있는 경우 자기장 검출 장치(200)에 연결된 4개의 안테나(ANT 1, ANT 2, ANT 3 및 ANT 4) 및 위치 정렬 장치(100)에 연결된 2개의 안테나(ANT a 및 ANT b) 간의 자기장을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 16, when GA and VA are misaligned, four antennas (
자기장 검출 장치(200)의 안테나 ANT 1(251)은 위치 정렬 장치(100)의 안테나 ANT a(151)가 출력하는 자기장 및 ANT b(152)가 출력하는 자기장을 기초로 Flux 1'을 검출할 수 있다.The antenna ANT 1 (251) of the magnetic
자기장 검출 장치(200)의 안테나 ANT 2(252)는 위치 정렬 장치(100)의 안테나 ANT a(151)가 출력하는 자기장 및 ANT b(152)가 출력하는 자기장을 기초로 Flux 2'를 검출할 수 있다.The antenna ANT 2 (252) of the magnetic
마찬가지로 자기장 검출 장치(200)의 안테나 ANT 3(253)은 Flux 3'을 검출할 수 있고, ANT 4s(254)는 Flux 4'를 검출할 수 있다.Similarly, the antenna ANT 3 (253) of the magnetic
다시 말해, Flux 1' 내지 4'는 수학식 6와 같이 산출될 수 있다.In other words, Flux 1' to 4' can be calculated as in Equation 6.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 검출 장치(200)는 오정렬된 위치에 따른 상술한 Flux 1' 내지 4' 값을 위치 정렬 장치(100)로 송신할 수 있으며, 위치 정렬 장치(100)는 Flux 1' 내지 4' 값과 Flux 1 내지 4 값을 비교하여 위치 차이 정보를 산출할 수 있다.The magnetic
다시 말해, 위치 정렬 장치(100)의 연산부(121)는 Flux 1' 내지 4' 값 및 Flux 1 내지 4 값을 기초로 특정 알고리즘을 수행하여 위치 차이 정보를 산출할 수 있고, Flux 1 및 Flux 1' 간의 차이, Flux 2 및 Flux 2' 간의 차이, Flux 3 및 Flux 3' 간의 차이 및 Flux 4 및 Flux 4' 간의 차이를 기초로 위치 차이 정보를 산출할 수도 있다.In other words, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 장치(100)는 GA 및 VA 간에 일정한 거리만큼 떨어진 위치를 기준으로 설정할 수 있으며, 이에 따른 기준 값 및 현재 자기장 측정치를 기초로 위치 차이 정보를 산출할 수도 있다.In addition, the
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 방법을 설명하는 순서도이다.17 is a flowchart illustrating a location alignment method according to an embodiment of the present invention.
도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정렬 방법은 우선, 위치 정렬 장치(100)가 적어도 하나의 GA에 연결된 자기장 검출 장치를 검색할 수 있고, 검색한 자기장 검출 장치 중 특정한 하나와 연결할 수 있다(S1710). 여기서, 위치 정렬 장치(100)는 검색한 적어도 하나의 자기장 검출 장치 중 수신 전계 강도 지시자(RSSI), 전파 시간(ToF) 및 전파 시간 차이(TdoF) 중 적어도 하나를 기초로 어느 하나의 자기장 검출 장치를 선택하여 연결할 수 있다. 이후, 위치 정렬 장치(100)는 안테나의 정상 구동 여부를 SPI 통신을 통해 검증할 수 있고(S1720), 안테나가 정상적으로 구동하는 경우, 위치 정렬 장치(100)는 안테나를 구동하여 자기장을 출력할 수 있다(S1730). 여기서, 안테나는 LF 안테나(low frequency antenna)일 수 있다. 또한, 위치 정렬 장치(100)는 자기장 검출 장치(200)로부터 자기장 측정치를 수신할 수 있고(S1740), 수신한 자기장 측정치 및 기 저장된 기준 값을 기초로 위치 추정 알고리즘을 수행하여(S1750), GA 및 VA 간의 위치 차이 정보를 산출하고, 출력할 수 있다(S1760). 여기서, 자기장 측정치는 자기장 검출 장치(200)에 연결된 4개의 안테나에서 검출한 자기정 정보를 기초로 산출된 4개의 자기장 측정치를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 17 , in the alignment method according to an embodiment of the present invention, first, the
본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. The operation of the method according to the embodiment of the present invention can be implemented as a computer readable program or code on a computer readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. In addition, computer-readable recording media may be distributed to computer systems connected through a network to store and execute computer-readable programs or codes in a distributed manner.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.In addition, the computer-readable recording medium may include hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, and flash memory. The program command may include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like as well as machine code generated by a compiler.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다. Although some aspects of the present invention have been described in the context of an apparatus, it may also represent a description according to a corresponding method, where a block or apparatus corresponds to a method step or feature of a method step. Similarly, aspects described in the context of a method may also be represented by a corresponding block or item or a corresponding feature of a device. Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device such as, for example, a microprocessor, programmable computer, or electronic circuitry. In some embodiments, one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.
실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.In embodiments, a programmable logic device (eg, a field programmable gate array) may be used to perform some or all of the functions of the methods described herein. In embodiments, a field programmable gate array may operate in conjunction with a microprocessor to perform one of the methods described herein. Generally, methods are preferably performed by some hardware device.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that you can.
10: 전기차 11: 수신 패드
12: 배터리 20: 차징 스테이션
21: 송신 패드 30: 전력망
100: 위치 정렬 장치 200: 자기장 검출 장치10: electric car 11: receiving pad
12: battery 20: charging station
21: transmission pad 30: power grid
100: position alignment device 200: magnetic field detection device
Claims (16)
무선 통신을 이용하여 상기 송신 패드에 위치하는 안테나를 포함하는 자기장 검출 장치와 연결하는 단계;
상기 수신 패드에 위치하는 안테나를 이용하여 자기장을 출력하는 단계;
상기 자기장 검출 장치로부터 자기장 측정치를 수신하는 단계; 및
상기 자기장 측정치들 및 기저장된 기준 값들을 비교하여 상기 송신 패드 및 상기 수신 패드 간의 위치 차이 정보를 획득하는 단계를 포함하며,
상기 수신 패드에 위치하는 안테나는, 상기 수신 패드를 좌측 및 우측으로 2등분한 제1 구역 및 제2 구역에 하나씩 위치하는 2개의 안테나를 포함하며,
상기 송신 패드에 위치하는 안테나는, 상기 송신 패드의 좌측 상단 구역, 우측 상단 구역, 좌측 하단 구역, 및 우측 하단 구역에 위치하는 4개의 안테나를 포함하고,
상기 좌측 상단 구역, 상기 우측 상단 구역, 상기 좌측 하단 구역, 및 상기 우측 하단 구역은 동일한 크기를 가지며,
상기 자기장 측정치들은,
상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 제1 안테나와 상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 제2 안테나로부터 발생된 자기장을 기초로 하여 상기 송신 패드에 위치하는 상기 4개의 안테나 중 제1 안테나에 의해 검출된 제1 자속의 측정값과;
상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 상기 제1 안테나와 상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 상기 제2 안테나로부터 발생된 자기장을 기초로 하여 상기 송신 패드에 위치하는 상기 4개의 안테나 중 제2 안테나에 의해 검출된 제2 자속의 측정값과;
상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 상기 제1 안테나와 상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 상기 제2 안테나로부터 발생된 자기장을 기초로 하여 상기 송신 패드에 위치하는 상기 4개의 안테나 중 제3 안테나에 의해 검출된 제3 자속의 측정값과;
상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 상기 제1 안테나와 상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 상기 제2 안테나로부터 발생된 자기장을 기초로 하여 상기 송신 패드에 위치하는 상기 4개의 안테나 중 제4 안테나에 의해 검출된 제4 자속의 측정값;
을 포함하는, 위치 정렬 방법.A position alignment method performed by a position alignment device including an antenna positioned at a receiving pad for position alignment between a transmitting pad and a receiving pad performing wireless power transmission, the method comprising:
connecting to a magnetic field detection device including an antenna located on the transmission pad using wireless communication;
outputting a magnetic field using an antenna positioned on the receiving pad;
receiving a magnetic field measurement from the magnetic field detection device; and
Comparing the magnetic field measurement values and pre-stored reference values to obtain position difference information between the transmitting pad and the receiving pad,
The antenna located on the receiving pad includes two antennas, each located in a first zone and a second zone divided into left and right halves of the receiving pad,
The antennas located on the transmission pad include four antennas located in the upper left area, the upper right area, the lower left area, and the lower right area of the transmission pad,
The upper left region, the upper right region, the lower left region, and the lower right region have the same size;
The magnetic field measurements are
A first of the four antennas located on the transmitting pad based on a magnetic field generated from a first of the two antennas located on the receiving pad and a second antenna of the two antennas located on the receiving pad a measured value of the first magnetic flux detected by the antenna;
Of the four antennas located on the transmission pad based on the magnetic field generated from the first antenna among the two antennas located on the receiving pad and the second antenna among the two antennas located on the receiving pad a measured value of the second magnetic flux detected by the second antenna;
Among the four antennas located on the transmission pad based on the magnetic field generated from the first antenna among the two antennas located on the receiving pad and the second antenna among the two antennas located on the receiving pad a measured value of the third magnetic flux detected by the third antenna;
Among the four antennas located on the transmission pad based on the magnetic field generated from the first antenna among the two antennas located on the receiving pad and the second antenna among the two antennas located on the receiving pad a measured value of the fourth magnetic flux detected by the fourth antenna;
Including, position alignment method.
상기 무선 통신을 이용하여 상기 송신 패드에 위치하는 안테나를 포함하는 자기장 검출 장치와 연결하는 단계는,
상기 무선 통신을 이용하여 일정한 반경 내의 적어도 하나의 자기장 검출 장치를 검색하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 자기장 검출 장치 중 수신 전계 강도 지시자(Received Signal Strength Indicator, RSSI), 전파 시간(Time of Flight, ToF), 전파 시간 차이(Time Defference of Flight, TDoF), 도달 시간(Time of Arrival, ToA) 및 도달 시간 차이(Time Difference of Arrival) 중 적어도 하나를 기초로 어느 하나의 자기장 검출 장치를 선택하여 연결하는 단계를 포함하는, 위치 정렬 방법.The method of claim 1,
The step of connecting with a magnetic field detection device including an antenna located on the transmission pad using the wireless communication,
Searching for at least one magnetic field detection device within a predetermined radius using the wireless communication; and
Among the at least one magnetic field detection device, a received signal strength indicator (RSSI), time of flight (ToF), time difference of flight (TDoF), time of arrival (Time of Arrival, A position alignment method comprising selecting and connecting any one magnetic field detection device based on at least one of ToA) and time difference of arrival.
상기 수신 패드에 위치하는 안테나를 이용하여 자기장을 출력하는 단계는,
상기 수신 패드에 위치하는 안테나의 정상 구동 여부를 검증하는 단계; 및
상기 안테나가 정상 구동하는 경우, 상기 안테나를 구동시켜 고유의 자기장을 출력하는 단계를 포함하는, 위치 정렬 방법.The method of claim 1,
The step of outputting a magnetic field using an antenna located on the receiving pad,
verifying whether an antenna positioned on the receiving pad is normally driven; and
and outputting a unique magnetic field by driving the antenna when the antenna is normally driven.
상기 수신 패드에 위치하는 안테나 및 상기 송신 패드에 위치하는 안테나는,
저주파수(low frequency) 대역을 사용하는 페라이트 로드 안테나(ferrite rod antenna)인, 위치 정렬 방법.The method of claim 1,
An antenna located on the receiving pad and an antenna located on the transmitting pad,
A position alignment method, which is a ferrite rod antenna using a low frequency band.
상기 위치 차이 정보는,
상기 수신 패드를 기준으로 가로 방향을 나타내는 x축의 이격 거리, 세로 방향을 나타내는 y축의 이격 거리, 상기 수신 패드와 수직인 방향을 나타내는 z축의 이격 거리 및 상기 수신 패드의 가로 방향 및 상기 송신 패드의 가로 방향 간의 틀어짐 정도 중 적어도 하나를 포함하는, 위치 정렬 방법.The method of claim 1,
The position difference information,
A separation distance on the x-axis representing the horizontal direction with respect to the receiving pad, a separation distance on the y-axis representing the vertical direction, a separation distance on the z-axis representing a direction perpendicular to the receiving pad, and the horizontal direction of the receiving pad and the horizontal direction of the transmitting pad A position alignment method comprising at least one of the degree of distortion between directions.
수신 패드에 위치하는 안테나(antenna);
적어도 하나의 프로세서(processor); 및
상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory)를 포함하고,
상기 적어도 하나의 명령은,
무선 통신을 이용하여 상기 송신 패드에 위치하는 안테나를 포함하는 자기장 검출 장치와 연결하도록 실행되고,
상기 수신 패드에 위치하는 안테나를 이용하여 자기장을 출력하도록 실행되고,
상기 자기장 검출 장치로부터 자기장 측정치들을 수신하도록 실행되고,
상기 자기장 측정치들 및 기저장된 기준 값들을 비교하여 상기 송신 패드 및 상기 수신 패드 간의 위치 차이 정보를 획득하도록 실행되며,
상기 수신 패드에 위치하는 안테나는, 상기 수신 패드를 좌측 및 우측으로 2등분한 제1 구역 및 제2 구역에 하나씩 위치하는 2개의 안테나를 포함하며,
상기 송신 패드에 위치하는 안테나는, 상기 송신 패드의 좌측 상단 구역, 우측 상단 구역, 좌측 하단 구역, 및 우측 하단 구역에 위치하는 4개의 안테나를 포함하고,
상기 좌측 상단 구역, 상기 우측 상단 구역, 상기 좌측 하단 구역, 및 상기 우측 하단 구역은 동일한 크기를 가지며,
상기 자기장 측정치들은,
상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 제1 안테나와 상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 제2 안테나로부터 발생된 자기장을 기초로 하여 상기 송신 패드에 위치하는 상기 4개의 안테나 중 제1 안테나에 의해 검출된 제1 자속의 측정값과;
상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 상기 제1 안테나와 상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 상기 제2 안테나로부터 발생된 자기장을 기초로 하여 상기 송신 패드에 위치하는 상기 4개의 안테나 중 제2 안테나에 의해 검출된 제2 자속의 측정값과;
상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 상기 제1 안테나와 상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 상기 제2 안테나로부터 발생된 자기장을 기초로 하여 상기 송신 패드에 위치하는 상기 4개의 안테나 중 제3 안테나에 의해 검출된 제3 자속의 측정값과;
상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 상기 제1 안테나와 상기 수신 패드에 위치하는 상기 2개의 안테나 중 상기 제2 안테나로부터 발생된 자기장을 기초로 하여 상기 송신 패드에 위치하는 상기 4개의 안테나 중 제4 안테나에 의해 검출된 제4 자속의 측정값;
을 포함하는, 위치 정렬 장치.A position alignment device for position alignment between a transmission pad and a reception pad performing wireless power transmission,
an antenna located on the receiving pad;
at least one processor; and
A memory in which at least one instruction executed by the at least one processor is stored;
The at least one command,
It is executed to connect with a magnetic field detection device including an antenna located in the transmission pad using wireless communication,
It is executed to output a magnetic field using an antenna located on the receiving pad,
be configured to receive magnetic field measurements from the magnetic field detection device;
Comparing the magnetic field measurement values with pre-stored reference values to obtain position difference information between the transmitting pad and the receiving pad;
The antenna located on the receiving pad includes two antennas, each located in a first zone and a second zone divided into left and right halves of the receiving pad,
The antennas located on the transmission pad include four antennas located in the upper left area, the upper right area, the lower left area, and the lower right area of the transmission pad,
the upper left region, the upper right region, the lower left region, and the lower right region have the same size;
The magnetic field measurements are
A first of the four antennas located on the transmitting pad based on a magnetic field generated from a first of the two antennas located on the receiving pad and a second antenna of the two antennas located on the receiving pad a measured value of the first magnetic flux detected by the antenna;
Of the four antennas located on the transmission pad based on the magnetic field generated from the first antenna among the two antennas located on the receiving pad and the second antenna among the two antennas located on the receiving pad a measured value of the second magnetic flux detected by the second antenna;
Among the four antennas located on the transmission pad based on the magnetic field generated from the first antenna among the two antennas located on the receiving pad and the second antenna among the two antennas located on the receiving pad a measured value of the third magnetic flux detected by the third antenna;
Among the four antennas located on the transmission pad based on the magnetic field generated from the first antenna among the two antennas located on the receiving pad and the second antenna among the two antennas located on the receiving pad a measured value of the fourth magnetic flux detected by the fourth antenna;
Including, position alignment device.
상기 적어도 하나의 명령은,
상기 무선 통신을 이용하여 일정한 반경 내의 적어도 하나의 자기장 검출 장치를 검색하도록 실행되고,
상기 적어도 하나의 자기장 검출 장치 중 수신 전계 강도 지시자(Received Signal Strength Indicator, RSSI), 전파 시간(Time of Flight, ToF), 전파 시간 차이(Time Difference of Flight, TDoF), 도달 시간(Time of Arrival, ToA) 및 도달 시간 차이(Time Difference of Arrival) 중 적어도 하나를 기초로 어느 하나의 자기장 검출 장치를 선택하여 연결하도록 실행되는, 위치 정렬 장치.The method of claim 6,
The at least one command,
Searching for at least one magnetic field detection device within a certain radius using the wireless communication,
Among the at least one magnetic field detection device, a received signal strength indicator (RSSI), a time of flight (ToF), a time difference of flight (TDoF), a time of arrival (time of arrival, A position alignment device that is executed to select and connect which one magnetic field detection device based on at least one of a ToA and a Time Difference of Arrival.
상기 적어도 하나의 명령은,
상기 수신 패드에 위치하는 안테나의 정상 구동 여부를 검증하도록 실행되고,
상기 수신 패드에 위치하는 안테나가 정상 구동하는 경우, 상기 수신 패드에 위치하는 안테나를 구동시켜 고유의 자기장을 출력하도록 실행되는, 위치 정렬 장치.The method of claim 6,
The at least one command,
It is executed to verify whether the antenna located on the receiving pad is normally driven,
When the antenna located on the receiving pad is normally driven, the alignment device is executed to output a unique magnetic field by driving the antenna located on the receiving pad.
상기 수신 패드에 위치하는 안테나 및 상기 송신 패드에 위치하는 안테나는,
저주파수(low frequency) 대역을 사용하는 페라이트 로드 안테나(ferrite rod antenna)인, 위치 정렬 장치.The method of claim 6,
An antenna located on the receiving pad and an antenna located on the transmitting pad,
A position alignment device that is a ferrite rod antenna using a low frequency band.
상기 위치 차이 정보는,
상기 수신 패드를 기준으로 가로 방향을 나타내는 x축의 이격 거리, 세로 방향을 나타내는 y축의 이격 거리, 상기 수신 패드와 수직인 방향을 나타내는 z축의 이격 거리 및 상기 수신 패드의 가로 방향 및 상기 송신 패드의 가로 방향 간의 틀어짐 정도 중 적어도 하나를 포함하는, 위치 정렬 장치.The method of claim 6,
The position difference information,
A separation distance on the x-axis representing the horizontal direction with respect to the receiving pad, a separation distance on the y-axis representing the vertical direction, a separation distance on the z-axis representing a direction perpendicular to the receiving pad, and the horizontal direction of the receiving pad and the horizontal direction of the transmitting pad Position alignment device comprising at least one of the degree of misalignment between directions.
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Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
JP2012143131A (en) | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Tdk Corp | Wireless power supply device and wireless power receiving device |
JP2012200130A (en) | 2011-01-11 | 2012-10-18 | Panasonic Corp | Wireless power transmission system and positional deviation detection device |
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