KR20070030217A - 차량 인터페이스 - Google Patents

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Abstract

차량 전력 인터페이스는 능동형 유도식 전원 장치를 포함한다. 능동형 유도식 전원 장치는 원격 장치 홀더 내에 1차 권선을 갖는다. 능동형 유도식 전원 장치는 원격 장치 홀더 내에 위치된 원격 장치로 전력을 공급할 수 있다. 차량 내의 임의의 버스 데이터와 원격 장치 사이에서 통신이 가능하게 하는 통신 인터페이스가 제공될 수 있다.
차량 전력 인터페이스, 원격 장치, 배터리, 1차 권선, 2차 권선, 유도 충전

Description

차량 인터페이스 {VEHICLE INTERFACE}
본 출원은 2000년 6월 12일에 출원되고 명칭이 "유도 결합식 밸러스트를 갖는 수처리 시스템"인 미국 특허 제6,436,299호의 일부 계속 출원인 2003년 2월 4일자로 출원되고 명칭이 "유도 전력 장치"인 미국 특허 출원 번호 제10/357,932호의 일부 계속 출원이다. 미국 특허 출원 번호 제10/357,932호는 2002년 4월 26일자로 출원되고 명칭이 "유도 전력 램프 조립체"인 미국 출원 번호 제10/133,860호의 일부 계속 출원이다.
본 출원은 2002년 9월 18일자로 출원되고 명칭이 "유도 결합식 밸러스트 회로"인 미국 출원 번호 제10/246,155의 일부 계속 출원이며, 2000년 6월 12일자로 출원된 미국 특허 제6,436,299호의 일부 계속 출원인 2002년 6월 18일자로 출원되고 현재 미국 특허 제6,673,250호인 미국 특허 출원 번호 제10/175,095호(명칭: 유체 처리 시스템용 무선 주파수 식별 시스템)의 일부 계속 출원이다. 미국 특허 제6,436,299호는 U.S.C. §119(e) 하에서 1999년 6월 21일자로 출원된 명칭이 "유도 결합식 밸러스트를 갖는 수처리 시스템"인 미국 가특허 출원 번호 제60/140,159호와 1999년 6월 21일자로 출원된 명칭이 "수처리 시스템의 사용시점"인 미국 가특허 출원 번호 제60/140,090호를 우선권으로써 주장한다.
본 출원에서는 다음의 출원을 참조로 포함한다.
출원 번호 제10/689,499호의 "능동형 유도식 전원 장치", 출원 번호 제10/689,224호의 "유도 코일 조립체", 출원 번호 제10/689,154호의 "정전형 충전 저장 조립체" 및 출원 번호 제10/689,375호의 "어댑터".
본 발명은 유도식 충전 및 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 차량 내에서의 유도식 충전 및 통신 시스템에 관한 것이다.
사람들은 PDAs(개인 휴대용 정보 단말기)와 같은 개인 휴대용 전자 장비, 휴대용 뮤직 플레이어 또는 휴대용 DVD 플레이어와 같은 휴대용 오락 장치, 랩톱 컴퓨터 및 휴대폰과 같은 다양한 장치들을 휴대할 수 있다. 휴대용 전자 장치는 통신과, 정보 저장 및 검색과, 오락과 같은 다양한 기능을 제공한다. 상기 장치는 휴대할 수 있기 때문에, 종종 차량에서 휴대하여 사용된다. 상기 장치는 일반적으로 배터리 구동식이어서, 전력이 다 소모되면 불편하게 된다.
차량에서 사용하기 위한 전력 어댑터는 이러한 장치에 유용하다. 그러나, 각각의 장치는 종종 전용 전력 어댑터 및 코드(chord)를 가지고 있어, 각각의 장치를 위한 전력 어댑터를 휴대할 필요가 있었다. 각각의 휴대용 장치에 부착시키기 위한 휴대용 장치용 전력 어댑터 및 부수적인 코드는 보기 좋지 않고 차량을 어지럽게 한다. 전력 어댑터는 담배 라이터를 통해 12 볼트 DC(직류)에 통상 플러그 접속되기 때문에, 한 번에 한 개를 초과한 많은 장치를 충전시키기 힘들다. 몇 개의 휴대 장치가 차량에서 사용될 때 코드 및 어댑터는 실용적이지 않다.
최근에, 휴대 장치를 차량 내의 데이터 네트워크에 인터페이스하는 것이 제 안되었다. SAE(자동차 엔지니어 협회)는 일반적으로 ITS(지능형 전송 시스템) 표준으로 이러한 인터페이스에 대한 필요성에 대한 인식을 갖고 있다. 또한, 텍사스 인스트루먼트는 휴대용 장치가 차량 내의 전기 시스템과 인터페이스하는 것을 허용하는 1394 "파이어와이어(firewire)" 통신 표준을 기초로 하여 ADB-1394 텔레매틱스 표준을 제안했다.
그러나, 첫 번째로 휴대용 장치의 많은 타입으로 인해 각각의 휴대용 장치에 필요한 많은 상이한 형태의 데이터 인터페이스가 있어야 한다는 문제가 있다. 예로써, 몇몇 장치는 1394 인터페이스를 가질 수 있지만, 다른 것들은 USB(유니버설 시리얼 버스) 인터페이스를 갖는다. 따라서, 차량이 여러 장치와 인터페이스 하기 위해, 차랑에는 각각의 가능한 장치를 위한 플러그를 제공할 필요가 있다. 두 번째로, 다수의 장치로 인해 각각의 장치에 대한 플러그 개수는 엄청나게 많아지고 각각의 휴대용 장치를 차량에 부착시키기 위해 많은 케이블이 필요하게 된다.
SAE ITS 그룹은 IEEE(전기 전자 엔지니어 학회) 802.11b와 같은 무선 네트워크가 각각의 차량에 구비될 것을 제안하였다. 이러한 무선 네트워크의 문제점은 무선 휴대용 장치에 의해 소비되는 전력이 증가할 수 있다는 것이어서, 휴대용 장치에 전력을 공급하는 배터리가 방전될 가능성을 증가시킬 수 있다.
따라서, 휴대용 장치를 위한 데이터 인터페이스를 제공하고 상기 장치에 전력을 제공하는 시스템이 매우 바람직하다.
도1은 차량 내에서의 데이터 네트워크의 도면이다.
도2는 차량의 콘솔 내의 유도식 차량 어댑터를 도시한다.
도3은 유도식 차량 어댑터의 측면도이다.
도4는 전면창의 바이저에 설치된 유도식 차량 어댑터를 도시한다.
도5는 유도식 차량 어댑터의 평면도이다.
도6은 유도식 차량 어댑터의 대체적인 블록도이다.
도7은 유도식 차량 어댑터의 보다 상세한 블록도이다.
도8은 유도식 차량 어댑터와 인터페이스 할 수 있는 원격 장치의 블록도이다.
도9는 유도식 차량 어댑터의 작동의 흐름도이다.
도10은 장치 리스트를 도시한다.
도1은 차량 내의 두 개의 병렬 데이터 네트워크를 도시한다. 제1 네트워크는 차량 데이터 버스(vehicle data bus)(10)이다. 차량 데이터 버스(10)는 CAN(제어기 자동차 네트워크) 또는 OEM(주문자 상표에 의한 생산) 차량 버스일 수 있다. 차량 데이터 버스는 일반적으로 차량 내의 다양한 제어기들 사이에서 통신을 허용하기 위한 저속 데이터 버스이다. 제2 네트워크는 ADB(자동차 데이터 버스)(automobile data bus)(12)이다. ADB(12)는 하나 이상의 휴대용 데이터 장치 및 차량들 사이에서의 통신을 허용한다. 예로써, ADB(12)는 PDA(14), 휴대폰(16) 또는 휴대용 오락 장치(18)에 연결될 수 있다. 게이트웨이 제어기(20)는 차량 데 이터 버스(10)와 ADB(12) 사이에서 임의의 통신을 처리한다. 이러한 데이터는 특히 버스용으로 사용될 수 있고 그리고/또는 음성 및 오디오 정보의 인코딩 신호를 수신할 수 있다.
도2는 차량의 콘솔(22)에 장착된 유도식 차량 어댑터(20)를 도시한다. 휴대폰(24) 및 PDA(26)는 ADB(12)를 충전하고 그에 인터페이스되도록 유도식 차량 어댑터(20) 내에 위치될 수 있다.
도3은 유도식 차량 어댑터(20)의 측면도를 도시한다. 유도식 차량 인터페이스(20)는 보울(bowl)일 수 있는 홀더(28)를 갖는다. 홀더(28) 내에 위치된 아이템은 그들의 자중으로 인해 보울 내에 유지되려고 한다. 홀더(28)는 주변부(30)를 갖는다. 주변부(30) 내에는 1차 권선(primary)이 있다. 주변부(30) 내에 수용된 1차 권선은 DC 전원 장치(34)에 결합된 유도 시스템(32)에 결합된다. 유도 시스템(32)은 또한 ADB(12)에 결합된다. 따라서, 홀더(28) 내에 위치한 전자 장치는 능동형 유도식 전원 장치(32)에 의해 충전될 수 있다. 통신 링크는 능동형 유도식 전원 장치(32)와 함께 작동하는 회로에 구비될 수 있다.
도4는 유도식 차량 인터페이스(20)의 평면도이다. 임의의 휴대용 전자 장치일 수 있는 원격 장치는 홀더(28) 내에 위치된다. 원격 장치는 홀더(28) 내에 위치될 때, 차량 인터페이스(20)에 의해 모두 충전될 수 있고 ADB(36)와 통신할 수 있다.
도5는 원격 장치의 홀더인 차량 바이저(visor)(35)를 도시한다. 1차 권선(38)은 바이저(35) 내에 수용된다. 원격 장치는 백(bag)(37) 내에 위치된다. 메쉬 백(mesh bag)(37) 내에 위치된 원격 장치는 유도식 차량 인터페이스에 의해 충전될 수 있어 ADB(36)와 통신할 수 있다. 임의의 기구가 벨크로 또는 클립과 같은 1차 권선(38)의 근접부 내에서 원격 장치를 보유하는 데 사용될 수 있다.
1차 권선(38)의 위치는 임의의 편리한 위치일 수 있다. 예로써, 1차 권선(38)은 차량의 트렁크, 오버헤드 콘솔, 좌석 뒷면, 글러브 박스 또는 측면 도어 적재 영역에 위치된 보울 내에 수용될 수 있다.
도6은 유도식 차량 어댑터(20)의 기본 블록도를 도시한다. 원격 장치(40)는 홀더(28) 내에 위치되어 홀더(28)의 립(lip) 내의 1차 권선을 경유하여 능동형 유도식 전원 장치(39)에 유도 결합된다. 따라서, 원격 장치(40)는 능동형 유도식 전원 장치(39)에 의해 충전될 수 있다. 동시에, 원격 장치(40)는 송수신기(68)에 결합된다. 송수신기(68)는 원격 장치(40)와 직접 통신한다.
통신 인터페이스(70)는 원격 장치(40)와 ADB(36) 사이의 통신을 처리한다. 예로써, 통신 인터페이스(70)는 IP(인터넷 프로토콜) 어드레스를 원격 장치(40)에 할당할 수 있거나 또는 ADB(68)의 프로토콜에 의해 요구될 때 원격 장치(40)에 몇몇 다른 어드레스를 할당할 수 있다. 통신 인터페이스(70)는 ADB(68)와 원격 장치(40) 사이 그리고 다양한 프로토콜과 통신 계층들 사이의 통신률을 제어하고 설정하거나 또는 모니터할 수 있다.
제어기(60)는 선택사항이다. 제어기(60)가 있는 경우, 원격 장치(40)와 ADB(36) 사이의 통신을 처리할 수 있다. 이와 달리, 제어기(60)는 능동형 유도식 전원 장치(39)에 의해 원격 장치(40)로의 전력 공급을 처리할 수 있다. 전력 조절 기(50)는 DC 전원 장치(34)로부터 수용된 전력을 조절한다. DC 전원 장치(34)는 차량의 전력 시스템에 의해 제공된다.
능동형 유도식 전원 장치(39)는 디지털 또는 아날로그 중 하나일 수 있다. 능동형 유도식 전원 장치의 하나의 타입은 본 명세서에서 참조로 포함된 미국 특허 제6,436,299호에 개시되어 있다. 이와 달리, 능동형 유도식 전원 장치(39)는 이하 설명하는 타입일 수 있다.
도7은 유도식 차량 인터페이스(20)의 블록도를 도시한다. 유도식 차량 인터페이스(20)는 3개의 원격 장치(40, 42, 44)에 결합되어 도시된다.
전력 조절기(46)는 외부 DC(직류) 전원 장치(48)에 결합된다. DC 전원 장치(48)는 유도식 차량 인터페이스(20)에 전력을 제공한다. DC 전원 장치(48)는 차량에 의해 공급되고 일반적으로 대략 12 VDC일 수 있다.
전력 조절기(50)는 DC 전원 장치(48)에 의해 인버터(52)로 제공되는 전압 및 전류를 제어한다. 인버터(52)는 DC 전력을 AC(교류) 전력으로 변환시킨다. 인버터(52)는 AC 전력을 탱크 회로(54)로 공급하는 AC 전원 장치로서 작용한다. 탱크 회로(54)는 공진 회로이다. 탱크 회로(54)는 1차 권선(56)을 경유하여 원격 장치(40, 42, 44) 내의 2차 권선에 유도 결합된다. 원격 장치(40, 42, 44)의 1차 권선(56) 및 2차 권선은 코어가 없는(coreless) 권선이다. 파선(58)은 원격 장치(40, 42)와 1차 권선(56) 사이의 공기 갭을 나타낸다. 1차 권선(56)은 주연부(30) 내에 포함된다.
회로 센서(58)는 탱크 회로(54)의 출력부에 결합된다. 회로 센서(58)는 또 한 제어기(60)에 결합된다. 회로 센서(58)는 인버터(52) 및 탱크 회로(54)의 작동 파라미터에 관한 정보를 제공한다. 예로써, 회로 센서(58)는 전류 센서일 수 있고, 탱크 회로(54)에서의 전류의 위상, 주파수 및 진폭(크기)에 관한 정보를 제공한다.
제어기(60)는 인텔 8051 또는 모토로라 6811과 같이 이하 설명하는 기능을 수행하도록 프로그램된 통상 입수 가능한 많은 마이크로제어기 또는 이러한 마이크로제어기의 여러 변형들 중 임의의 하나일 수 있다. 제어기(60)는 칩 상에 ROM(판독 전용 메모리) 및 RAM(임의 접근 메모리)를 가질 수 있다. 제어기(60)는 능동형 유도식 전원 장치 내에서 다양한 기능을 제어하기 위한 직렬식 아날로그 및 디지털 출력부를 가질 수 있다. 제어기(60)의 기능은 마이크로프로세서 및 메모리칩으로 달성될 수도 있다.
제어기(60)는 메모리(62)에 접속된다. 제어기(60)는 구동 회로(64)에 결합될 수도 있다. 구동 회로(64)는 인버터(52)의 작동을 조정한다. 구동 회로(64)는 인버터(52)의 주파수 및 타이밍을 조정하다. 제어기(60)는 전력 조절기(50)에 결합될 수도 있다. 제어기(60)는 전력 조절기(50)의 출력 전압을 조종할 수 있다. 알려진 바와 같이, 전력 조절기(50)의 레일(rail) 전압을 변경시킴으로써 인버터(52)의 출력 진폭도 변경된다.
결국, 제어기(60)는 탱크 회로(54)의 가변 커패시터(68) 및 가변 인덕터(66)에 결합된다. 제어기(60)는 가변 인덕터(66)의 인덕턴스 또는 가변 커패시터(68)의 커패시턴스를 변형시킬 수 있다. 가변 인덕터(66)의 인덕턴스 또는 가변 커패 시터(68)의 커패시턴스를 변경시킴으로써, 탱크 회로(54)의 공진 주파수는 변화될 수 있다.
탱크 회로(54)는 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수를 가질 수 있다. 탱크 회로(54)는 몇몇 공진 주파수들도 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "공진 주파수"는 탱크 회로(54)가 공진하게 되는 주파수 대역을 가리킨다. 알려진 바와 같이, 탱크 회로는 공진 주파수를 갖지만, 공진 주파수 근처의 주파수 영역 내에서 계속 공진하게 된다. 탱크 회로(54)는 가변 임피던스를 갖는 적어도 하나의 가변 임피던스 소자를 갖는다. 가변 임피던스를 변경시킴으로써, 탱크 회로의 공진 주파수는 변화된다. 가변 임피던스 소자는 가변 인덕터(66), 가변 커패시터(68) 또는 이들 모두일 수 있다.
가변 인덕터(66)는 사이리스터 제어식 가변 인덕터, 압축식 가변 인덕터, 병렬 적층식 코어 가변 인덕터, 일련의 인턱터 및 선택된 고정 인덕터를 탱크 회로(54) 내에 위치시킬 수 있는 스위치, 또는 임의의 다른 제어 가능한 가변 인덕터일 수 있다. 가변 커패시터(68)는 절환된 커패시터 어레이, 일련의 고정 커패시터 및 선택된 고정 커패시터를 탱크 회로(54) 내에 위치시킬 수 있는 스위치, 또는 임의의 다른 제어 가능한 가변 커패시터일 수 있다.
탱크 회로(54)는 1차 권선(56)을 포함한다. 1차 권선(56) 및 가변 인덕터(66)는 분리되어 도시되어 있다. 이와 달리, 1차 권선(56) 및 가변 인덕터(66)는 단일 요소로 합체될 수 있다. 탱크 회로(54)는 직렬식 공진 탱크 회로로서 도시된다. 병렬 공진 탱크 회로도 사용될 수 있다.
전력 공급 송수신기(68)는 제어기에도 결합된다. 전력 공급 송수신기(68)는 양방향 통신을 할 수 있는 장치보다는 오히려 정보를 수신하기 위한 간단한 리시버일 수 있다. 전력 공급 송수신기(68)는 다양한 원격 장치(40, 42, 44)와 통신한다. 명백하게, 3개 보다 많거나 또는 적은 장치들이 시스템에 사용될 수 있다.
유도식 차량 인터페이스(20)는 ADB(36)와의 접속을 위한 통신 인터페이스(70)도 갖는다. 통신 인터페이스(70)는 원격 장치(40, 42, 44)와 ADB(36) 사이의 통신을 처리한다. 통신 인터페이스(70)는 하나의 프로토콜로부터 다음 프로토콜로의 통신을 중계하고 원격 장치(40, 42, 44)에 네트워크 어드레스를 할당하는 것과 같은 기능을 수행하는 데 필요하다.
유도식 차량 인터페이스(20)는 통신 제어기(72)도 가질 수 있다. 통신 제어기(72)는 통신 인터페이스(70) 및 인터페이스 송수신기(74)를 통해 데이터 입력 및 출력을 처리한다. 통신 제어기(72)는 코드 변환, 프로토콜 변환, 버퍼링, 데이터 압축, 에러 체크, 동기화 및 루트 선택과 같은 필요한 제어 기능을 수행하고 처리 정보를 수집한다. 통신 제어기(72)는 원격 장치(40, 42, 44)와 ADB(36) 또는 ADB(36)에 결합된 임의의 다른 장치 사이의 통신 세션을 형성한다. 통신 제어기(72)는 프론트 엔드(front end) 통신 프로세서일 수 있다. 제어기(60)의 성능에 따라, 통신 제어기(72)는 제어기(60) 내에서 구동하는 소프트웨어 모듈일 수 있다.
도8은 원격 장치(100)의 블록도를 도시한다. 원격 장치(100)는 원격 장치(40, 42, 44)의 예시이다. 원격 장치(100)는 재충전식 배터리(102)를 포함한다. 재충전식 배터리(102)는 가변 2차 권선(104)으로부터 전력을 수용한다. 재충전식 배터리의 타입에 따라, 재충전식 배터리(102)의 재충전을 지지하기 위한 다른 회로가 포함될 수 있다. 예로써, Li-ion(리튬-이온)LiPoly(리튬-폴리머) 배터리가 사용되는 경우, 텍사스 인스트루먼트 bq240001 또는 텍사스 인스트루먼트 UCC3890과 같은 배터리의 충전을 제어하는 집적 회로가 원격 장치(100) 내에 합체될 수 있다. NiMh(니켈 금속 하이드라이드) 배터리가 사용되는 경우, 마이크로칩 테크놀로지 PS402 배터리 처리 집적 회로가 사용될 수 있다.
가변 2차 권선(104)은 코어가 없어, 넓은 주파수 영역에 걸쳐 가변 2차 권선(104)이 작동된다. 가변 2차 권선(104)은 가변 인덕터로서 도시되었지만, 다른 타입의 장치가 가변 인덕터 대신 사용될 수 있다.
가변 2차 권선(104)은 본 출원의 양도인에게 양도되고 명칭이 "코일 조립체"인 미국 특허 출원 번호 제10/689,224호에 도시된 것과 같이 다차원 2차 권선을 포함할 수 있다. 가변 2차 권선이 이러한 다차원 권선을 구비하는 경우, 원격 장치(40)는 원격 장치(40)가 1차 권선(56)에 인접하는 한 1차 권선(56)에 대해 원격 장치(40)의 물리적 배향에 상관없이 1차 권선(56)으로부터 전력을 수용할 수 있다. 따라서, 사용자는 원격 장치(40)를 충전시키기 위해 특정 방향으로 원격 장치(40)를 위치 설정하는 불편함이 없다.
원격 장치 제어기(106)는 가변 2차 권선(104)의 인덕턴스와 로드(108)의 작동을 제어한다. 원격 장치 제어기(106)는 가변 2차 권선(104)의 인덕턴스를 변경할 수 있거나 또는 로드(108)를 턴온 또는 턴오프할 수 있다. 제어기(60)와 유사하게, 원격 장치 제어기(106)는 인텔 8051 또는 모토로라 6811과 같이 이하에서 설 명하는 기능을 수행하도록 프로그램된 통상 입수 가능한 많은 마이크로제어기 중 임의의 하나 또는 상기 마이크로제어기의 많은 변형 중 임의의 하나일 수 있다. 제어기(106)는 칩 상에 ROM(판독 전용 메모리) 및 RAM(임의 접근 메모리)를 가질 수 있다. 제어기(106)는 능동형 유도식 전원 장치 내에서 다양한 기능을 제어하기 위한 일련의 아날로그 및 디지털 출력부도 가질 수 있다.
메모리(110)는 다른 것들 가운데 원격 장치(100)의 전력 정보 및 장치 ID(식별) 번호를 포함한다. 전력 정보는 원격 장치(100)에 대한 전압, 전류 및 전력 소비 정보를 포함한다. 메모리(110)는 배터리(102)에 대한 방전률 및 충전률을 포함할 수 있다.
원격 장치(100)는 원격 송수신기(112)도 포함한다. 원격 송수신기(112)는 전력 공급 송수신기(68)로 정보를 수신하고 그로부터 정보를 전달한다. 원격 송수신기(112) 및 전력 공급 송수신기(68)는 WIFI, 적외선, 블루투스, 무선 주파수(RF) 또는 셀방식(cellular)과 같은 많은 상이한 방식으로 링크될 수 있다. 부가하여, 송수신기는 1차 또는 2차 권선 상의 부가 코일을 경유하여 통신할 수 있다. 또는, 전력은 전원 장치(20)에 의해 원격 장치(100)로 전달되기 때문에, 많은 상이한 전력 라인 통신 시스템 중 임의의 하나가 사용될 수 있다.
이와 달리, 원격 송수신기(112)는 간단하게 정보를 전력 송수신기(68)로 송신하기 위한 무선 송신기일 수 있다. 예로써, 원격 송수신기(112)는 RFID(무선 주파수 식별) 태그일 수 있다.
부하(load)(108)는 원격 장치(338)의 기능적 구성 요소를 나타낸다. 예로 서, 원격 장치(100)가 디지털 카메라인 경우, 부하(108)는 디지털 카메라 내의 마이크로프로세서일 수 있다. 원격 장치(100)가 MP3 플레이어인 경우, 부하(108)는 MP3 파일을 음악으로 변환시키기 위한 관련 회로 및 디지털 신호 프로세서 또는 마이크로프로세서일 수 있다. 원격 장치(100)가 PDA인 경우, 부하(108)는 PDA의 기능을 부여하는 관련 회로 및 마이크로프로세서일 수 있다. 부하(108)는 액세스 메모리(110)일 수 있다.
부하(108)는 2차 장치 송수신기(112)에도 결합된다. 따라서, 부하(108)는 유도식 차량 인터페이스(20)로 2차 장치 송수신기(112)를 통해 통신함으로써, ADB(36)에 접속된 임의의 다른 장치와 통신할 수 있다.
도9는 통신 성능을 갖는 능동형 비접촉 에너지 전달 시스템의 일 실시예의 작동을 도시한다.
유도식 차량 인터페이스(20)가 개시(단계400)된 후, 송수신기(68)를 통해 모든 원격 장치를 폴링한다. 단계 402. 단계 402는 계속적이며, 원격 장치가 있는 경우에만 단계 404로 진행할 수 있다. 이와 달리, 작동이 널 셋(null set)을 기준으로 수행되더라도 후속 단계들은 폴링이 반복되기 전에 수행될 수 있다. 임의의 원격 장치가 있는 경우, 원격 장치로부터 전력 사용 정보를 수신한다. 단계 404.
전력 사용 정보는 원격 장치(40)에 대한 전압, 전류 및 전력 요구량에 관한 실제 정보를 포함할 수 있다. 이와 달리, 전력 사용 정보는 단순히 원격 장치(40)에 대한 ID 번호일 수 있다. 만일 그렇다면, 제어기(60)는 ID 번호를 수신하고 메모리(62)에 포함된 테이블로부터 원격 장치(40)에 대한 전력 요구량을 구한다.
모든 장치가 폴링되고 각각의 장치에 대한 전력 정보가 수신된 이후, 유도식 차량 인터페이스(20)는 임의의 장치가 더 이상 존재하지 않는가를 결정한다. 만일 그렇다면, 이후 원격 장치 리스트는 업데이트된다. 단계 408.
제어기(60)에 의해 유지되는 원격 장치 리스트이 일 실시예가 도10에 도시된다. 원격 장치 리스트는 원격 장치(40, 42, 44)의 각각에 대한 장치 ID, 전압, 전류 및 상태에 대해 포함할 수 있다. 상기 장치 번호는 제어기(60)에 의해 할당될 수 있다. 장치 ID는 원격 장치(40, 42, 44)로부터 수신된다. 두 개의 원격 장치가 동일한 타입인 경우, 장치 ID는 동일할 수 있다. 전압 및 전류는 장치를 구동시키는 데 필요한 전압 및 전류의 양이다. 전압 및 전류는 원격 장치(40, 42, 44)에 의해 이산적으로 전달되거나 또는 키(key)로서 장치 ID를 사용하여 메모리(62) 내에서 유지되는 원격 장치의 데이터베이스로 얻어진다. 상기 상태는 장치의 전류 상태이다. 예로서, 상기 장치 상태는 "온", "오프", "충전" 등일 수 있다.
다음으로, 유도식 차량 인터페이스(20)는 임의의 장치의 상태가 충전되었는가를 결정한다. 단계 410. 예로서, 원격 장치(40)는 재충전식 배터리 또는 다른 충전 저장 장치를 가질 수 있다. 재충전식 배터리가 충분하게 충전될 때, 원격 장치(40)는 더 이상 전력을 필요로 하지 않는다. 따라서, 그 상태는 "충전"으로부터 "오프"로 변한다. 장치의 상태가 변하는 경우, 원격 장치 리스트는 업데이트된다. 단계 412.
이후, 유도식 차량 인터페이스(20)는 임의의 장치가 있는가를 결정한다. 단계 414. 만일 그렇다면, 원격 장치 리스트는 업데이트된다. 단계 416. 그 다음, 원격 장치 리스트는 체크된다. 단계 418. 상기 리스트가 업데이트되지 않는 경우, 시스템은 다시 장치를 폴링하여 프로세스를 재개시한다. 단계402.
상기 리스트가 업데이트된 경우, 원격 장치에 의한 전력 사용은 변하게 되어 유도 차량 인터페이스(20)에 의해 공급되는 전력도 변해야 한다. 제어기(60)는 모든 원격 장치의 전력 요구량을 결정하도록 원격 장치 리스트를 사용한다. 이후, 상기 시스템이 모든 장치를 적절하게 구동시키도록 재구성될 수 있다. 단계 420.
유도식 차량 인터페이스(20)가 모든 원격 장치에 전력을 공급할 수 있는 경우, 제어기(60)는 인버터 주파수, 듀티 사이클(duty cycle), 공진 주파수 및 레일 전압에 대한 설정값을 연산한다. 또한, 제어기(60)는 원격 장치(40)의 2차 권선(104)의 가변 임피던스에 대한 최상의 설정값을 결정한다. 이후, 인버터 주파수, 듀티 사이클, 공진 주파수 및 레일 전압을 설정한다. 단계 424. 또한, 원격 장치(40)가 소정의 레벨로 2차 권선(104)의 가변 임피던스를 설정하도록 지시한다. 단계 424.
한편, 유도식 차량 인터페이스(20)가 전력을 모든 원격 장치에 공급할 수 없는 경우, 제어기(60)는 전체 시스템에 대한 최상의 가능한 전력 설정값을 결정한다. 단계 426. 이후, 원격 장치(40, 42, 44)의 하나 이상이 턴오프될 것을 지시할 수 있거나 또는 전력 소비를 변화시킬 수 있다. 제어기(60)는 원격 장치(40, 42, 44)의 2차 권선(104)의 가변 임피던스에 대한 최상의 설정값을 결정한다. 단계 428. 이후, 상기 시스템에 대한 인버터 주파수, 듀티 사이클, 공진 주파수 및 레일 전압을 설정한다. 단계 430. 제어기는 원격 장치(40, 42, 44)가 2차 권 선(104)의 가변 임피던스를 원하는 레벨로 설정하도록 지시한다. 이후, 상기 시스템은 장치를 폴링시키는 단계로 복귀하고 프로세스는 반복한다. 단계 402.
상기 설명은 양호한 실시예에 대한 설명이다. 균등 선언을 포함하는 특허법의 원리에 따라 해석되어야 하는 첨부하는 청구항에서 한정된 바와 같이 본 발명의 기술 사상 및 넓은 관점 내에서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다. 예로써, 단수 형태의 용어를 사용하여 단수로 청구하는 구성 요소에 대한 어떠한 인용도 상기 구성 요소를 단수로 한정하는 것으로 구성되지 않는다.
배제적인 특성 또는 특권이 청구되는 본 발명의 실시예들은 다음과 같이 한정된다.

Claims (31)

  1. 원격 장치 내의 배터리에 전력을 공급하는 시스템이며,
    배터리에 전력을 공급하는 1차 권선과,
    배터리에 결합된 전력 수용 수단을 포함하며,
    상기 전력 수용 수단은 전력 수용 수단의 배향과 상관없이 1차 권선으로부터 전력을 수용할 수 있는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전력 수용 수단은 다차원 2차 권선을 포함하는 시스템.
  3. 원격 장치를 내장하기 위한 홀더와,
    홀더에 근접하게 배치된 1차 권선을 갖는 능동형 유도식 전원 장치를 포함하는 차량 인터페이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 홀더는 차량의 콘솔 내에 끼워지도록 구성된 차량 인터페이스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 홀더는 차량의 바이저 내에 끼워지도록 구성된 차량 인터페이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 차량은 데이터 버스를 갖고, 차량 인터페이스는 데이터 버스에 접속 가능한 차량 인터페이스.
  7. 제6항에 있어서, 원격 장치와 통신하기 위한 송수신기를 더 포함하는 차량 인터페이스.
  8. 제7항에 있어서, 차량 전원 장치에 접속 가능한 전력 조절기를 더 포함하는 차량 인터페이스.
  9. 차량 전원 장치 및 차량 데이터 버스를 갖는 차량용 전력 공급 및 통신 시스템이며,
    원격 장치에 전력을 유도 공급하기 위한 능동형 유도식 전원 장치와,
    차량 전원 장치에 전력 공급 및 통신 시스템을 접속시키기 위한 전력 인터페이스와,
    차량 데이터 버스에 전력 공급 및 통신 시스템을 접속시키기 위한 통신 인터페이스를 포함하는 전력 공급 및 통신 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 원격 장치와 통신하기 위한 송수신기를 더 포함하는 전력 공급 및 통신 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 원격 장치와 차량 데이터 버스 사이의 통신을 제어하기 위한 통신 제어기를 더 포함하는 전력 공급 및 통신 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 원격 장치와 전력 공급 및 통신 시스템 사이의 통신은 능동형 유도 전원 장치를 사용하여 전력 라인 통신 프로토콜을 경유하는 전력 공급 및 통신 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 송수신기는 원격 장치와의 무선 통신을 위한 안테나를 포함하는 전력 공급 및 통신 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 송수신기는 무선 프로토콜을 통해 전력 공급 및 통신 시스템과 통신하는 전력 공급 및 통신 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 능동형 유도식 전원 장치는 인버터 및 1차 권선을 포함하는 전력 공급 및 통신 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 능동형 유도식 전원 장치는 인버터를 구동하기 위한 구동 회로를 포함하는 전력 공급 및 통신 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 전력 조절기는 차량 전원 장치 및 인버터에 결합된 전력 공급 및 통신 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 원격 장치를 수용하기 위한 홀더를 더 포함하는 전력 공급 및 통신 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 홀더는 주변부를 갖고, 상기 1차 권선은 주변부 내에 내장되는 전력 공급 및 통신 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 1차 권선은 원격 장치의 배향에 상관없이 원격 장치에 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급 및 통신 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 송수신기는 원격 장치의 배향에 상관없이 원격 장치와 통신할 수 있는 전력 공급 및 통신 시스템.
  22. 원격 장치를 수용하도록 구성된 리셉터클과,
    원격 장치에 전력을 공급하기 위한 리셉터클에 근접한 1차 권선을 포함하는 차량.
  23. 제22항에 있어서, 1차 권선은 능동형 유도식 전원 장치의 구성요소인 차량.
  24. 제23항에 있어서, 상기 능동형 유도식 전원 장치는 인버터를 포함하는 차량.
  25. 제24항에 있어서, 통신 제어기를 더 포함하는 차량.
  26. 제25항에 있어서, 자동차 데이터 버스를 더 포함하는 차량.
  27. 제26항에 있어서, 자동차 데이터 버스에 원격 장치를 결합시키기 위한 통신 인터페이스를 더 포함하는 차량.
  28. 제27항에 있어서, 통신 인터페이스와 접속되고, 통신 인터페이스와 원격 장치 사이에서 통신하기 위한 송수신기를 더 포함하는 차량.
  29. 제28항에 있어서, 능동형 유도식 전원 장치는 가변 임피던스를 포함하는 차량.
  30. 제29항에 있어서, 상기 가변 임피던스는 가변 커패시터 또는 가변 인덕터 중 하나인 차량.
  31. 제30항에 있어서, 상기 능동형 유도식 전원 장치의 효율을 개선하기 위해 가 변 임피던스를 변화시키기 위한 제어기를 더 포함하는 차량.
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