KR20190113822A - 유도 충전 장치의 작동 방법 - Google Patents

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마르틴 곤다
위르겐 막
드라간 크루페체빅
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 방법 단계(30)에서 이물질 검출이 수행되는, 유도 충전 장치(10)의 작동 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 방법 단계(32)에서, 이물질 검출은 적어도 하나의 송전(power transmission) 파라미터에 따라 수행된다.

Description

유도 충전 장치의 작동 방법
본 발명은 독립 청구항들의 전제부에 따른 유도 충전 장치의 작동 방법 및 유도 충전 장치에 관한 것이다.
적어도 하나의 방법 단계에서 이물질 검출이 수행되는 유도 충전 장치의 작동 방법은 이미 알려져 있다.
본 발명의 과제는 짧은 충전 지속 시간으로 긴 충전 사이클이 달성되는, 유도 충전 장치 및 상기 유도 충전 장치의 작동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 적어도 하나의 방법 단계에서 이물질 검출이 수행되는, 유도 충전 장치의 작동 방법에 관한 것이다.
적어도 하나의 방법 단계에서 이물질 검출이 적어도 하나의 송전(power transmission) 파라미터에 따라 수행되는 것이 제안된다. 이로 인해, 이물질 검출로 인한 충전 과정의 중단은 바람직하게 적게 유지될 수 있다. 바람직하게는, 긴 충전 사이클이 달성될 수 있다. 바람직하게는 짧은 충전 지속 시간이 달성될 수 있다. 바람직하게는, 이물질 검출을 수행할 때 유도 충전 장치의 손상 위험이 고려될 수 있다.
"유도 충전 장치"는 배터리 장치, 특히 어큐뮬레이터를 충전하는 장치를 의미한다. 바람직하게는, 충전 장치는 적어도 충전 과정을 제어 및/또는 조절하기 위해 제공되는 적어도 하나의 제어 및/또는 조절 유닛을 포함한다. 특히 바람직하게는, 충전 장치는 충전 작동 동안 충전 에너지를 적어도 하나의 배터리 장치로 유도적으로 전송하기 위해 제공되는 충전 장치를 의미한다. 이 경우, "충전 작동"은 특히 외부에서 에너지가 배터리 장치에 공급되는 작동 상태를 의미한다. 바람직하게는, 충전 작동은 특히 배터리 장치가 외부에서 공급된 에너지를 일시적으로 저장하는 작동 상태를 의미한다. "배터리 장치"는 특히 전기 에너지의 임시 저장 장치, 특히 어큐뮬레이터를 의미한다. 바람직하게는 배터리 장치는 특히 재충전 가능한 에너지 저장 장치를 의미한다. 당업자에게 의미 있는 것으로 보이는 다른 배터리 장치들도 가능하고, 특히 리튬 이온 어큐뮬레이터도 가능하다.
또한, "제어 및/또는 조절 유닛"은 특히 적어도 하나의 제어 전자 장치를 갖는 유닛을 의미한다. "제어 전자 장치"는 특히 프로세서 유닛 및 메모리 유닛 그리고 상기 메모리 유닛에 저장된 작동 프로그램을 갖는 유닛을 의미한다. "제공된(provided)"이라는 표현은 특히 특별하게 프로그래밍되고, 설계되며 및/또는 장착된 것을 의미한다. 객체가 특정 기능을 위해 제공된다는 것은 특히 상기 객체가 적어도 하나의 적용 상태 및/또는 작동 상태에서 상기 특정 기능을 충족 및/또는 수행한다는 것을 의미한다.
"이물질 검출"은 특히 유도 충전 장치 및/또는 배터리 장치의 주변에서, 이물질의 존재를 인식 및/또는 검사하는 것을 의미한다. 바람직하게는, 이물질 검출은 유도 충전 장치와 배터리 장치 사이의 접촉 영역에 배치되며 충전 작동 중에 충전 과정에 나쁜 영향을 줄 수 있는 이물질의 존재를 인식 및/또는 검사하는 것을 의미한다. "이물질"은 특히 금속 및/또는 자기 요소, 부품 또는 기타 물체를 의미한다.
"송전 파라미터"는, 충전 작동 중에 유도 충전 장치와 충전될 배터리 장치 사이의 전자기 에너지 흐름을 바람직하게는 정량적으로 특성화하는 파라미터를 의미한다. 바람직하게는 송전 파라미터가 유도 충전 장치와 충전될 배터리 장치 사이에서 전송되는 전력, 충전 코일 내의 전류, 충전 코일에 인가되는 전압, 충전 코일의 온도, 전원 공급 장치의 소비 전력, 유도 결합된 충전 코일들 사이의 결합 팩터 또는 당업자에게 의미 있는 것으로 보이는 다른 송전 파라미터로서 형성된다.
또한, 유도 충전 장치는 적어도 하나의 송전 파라미터를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서 유닛을 포함하는 것이 바람직하다. 이와 관련해서, "센서 유닛"은 적어도 하나의 파라미터 및/또는 물리적 특성을 검출하기 위해 제공되는 유닛을 의미하며, 상기 검출은 액티브하게, 특히 전기 측정 신호를 생성 및 송신함으로써 및/또는 수동적으로, 특히 센서 부품의 특성 변화를 검출함으로써 이루어질 수 있다. 특히, 센서 유닛은 충전 과정 동안 적어도 하나의 송전 파라미터를 연속적으로 또는 준-연속적으로 검출하기 위해 제공된다.
또한, 적어도 하나의 방법 단계에서, 이물질 검출의 적어도 하나의 정확도 파라미터가 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라 결정되는 것이 제안된다. 이로 인해, 바람직하게는 이물질 검출의 간단한 실행이 달성될 수 있다. 이물질 검출로 인한 충전 과정의 중단이 바람직하게 적게 유지될 수 있다. 바람직하게는 긴 충전 사이클이 달성될 수 있다. 바람직하게는 짧은 충전 지속 시간이 달성될 수 있다. "정확도 파라미터"는 특히 이물질 검출의 정확도를 적어도 부분적으로 특성화하는 파라미터를 의미한다. 바람직하게, 정확도 파라미터는 이산 주파수 포인트의 수, 스윕(sweep) 사이클의 수 또는 당업자에게 의미 있는 것으로 보이는 다른 정확도 파라미터로서 형성된다.
또한, 적어도 하나의 방법 단계에서, 이물질 검출의 적어도 하나의 실행 빈도가 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라 결정되는 것이 제안된다. 이로 인해, 이물질 검출의 실행의 수가 바람직하게 적게 유지될 수 있다. 이물질 검출로 인한 충전 과정의 중단이 바람직하게 적게 유지될 수 있다. 바람직하게는 긴 충전 사이클이 달성될 수 있다. 바람직하게는 짧은 충전 지속 시간이 달성될 수 있다. 이와 관련하여 "실행 빈도"는 특히 충전 과정 동안 이물질 검출의 실행의 빈도를 의미한다. 특히, 평균 송전, 예를 들어 5W 내지 10W의 송전에 의한 충전 과정 동안의 실행 빈도는 높은 송전, 예를 들어, 10W보다 높은 송전에 의한 충전 과정 동안의 실행 빈도에 비해 줄어들 수 있다. 낮은 송전에 의한 충전 과정에서, 이물질 검출의 실행은 완전히 생략될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 방법 단계에서, 이물질 검출은 송전 파라미터의 적어도 하나의 시간에 따른 변화, 특히 변동 진폭 및/또는 구배에 따라 수행되는 것이 제안된다. 이로 인해, 바람직하게는 유도 충전 장치의 낮은 손상 위험이 달성될 수 있다. 이물질 검출로 인한 충전 과정의 중단이 바람직하게 적게 유지될 수 있다. 바람직하게는 긴 충전 사이클이 달성될 수 있다. 바람직하게는 짧은 충전 지속 시간이 달성될 수 있다. "변동 진폭"은 특히 시간에 따라 변하는 파라미터의 최대치와 최소치 사이의 차이를 의미한다. "구배"는 특히 시간에 따라 변하는 파라미터의 값의 시간에 따른 증가 또는 감소의 척도, 바람직하게는 접선의 기울기를 의미한다.
또한, 적어도 하나의 방법 단계에서, 송전 파라미터의 값이 한계치, 특히 하한치 미만으로 떨어짐에 따라, 특히 전송되는 전력 및/또는 여자 코일 내의 전류의 한계치 미만으로 떨어짐에 따라 이물질 검출이 중단되는 것이 제안된다. 이로 인해, 이물질 검출로 인한 충전 과정의 중단이 바람직하게 방지될 수 있다. 바람직하게는 긴 충전 사이클이 달성될 수 있다. 바람직하게는 짧은 충전 지속 시간이 달성될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 방법 단계에서, 송전 파라미터의 값이 한계치, 특히 상한치를 초과함에 따라, 특히 전송되는 전력 및/또는 여자 코일 내의 전류의 한계치를 초과함에 따라 이물질 검출이 실행되는 것이 제안된다. 이로 인해, 이물질 검출로 인한 충전 과정의 중단은 유도 충전 장치의 손상 위험의 경우로 제한될 수 있다. 바람직하게는 긴 충전 사이클이 달성될 수 있다. 바람직하게는 짧은 충전 지속 시간이 달성될 수 있다. 바람직하게는 유도 충전 장치의 낮은 손상 위험이 달성될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 방법 단계에서, 이물질 검출의 적어도 하나의 실행 지속 시간이 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라 결정되는 것이 제안된다. 이로 인해, 이물질 검출로 인한 충전 과정의 중단이 시간상으로 짧게 유지될 수 있다. 바람직하게는 긴 충전 사이클이 달성될 수 있다. 바람직하게는 짧은 충전 지속 시간이 달성될 수 있다. "실행 지속 시간"은 특히 스윕 또는 스윕 사이클의 시간적 길이를 의미할 수 있다. 특히 스윕된 주파수 범위 및/또는 스윕의 이산 주파수 포인트의 수가 이물질 검출의 실행 지속 시간을 조정하기 위해 변경될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 제어 및/또는 조절 유닛을 구비한, 특히 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 유도 충전 장치가 제안되며, 상기 제어 및/또는 조절 유닛은 적어도 송전 파라미터에 따라 이물질 검출을 수행하도록 제공된다. 이로 인해, 바람직하게는 이물질 검출로 인한 충전 과정의 중단이 적게 유지될 수 있다. 바람직하게는, 긴 충전 사이클이 달성될 수 있다. 바람직하게는 짧은 충전 지속 시간이 달성될 수 있다. 바람직하게는, 이물질 검출을 수행할 때 유도 충전 장치의 손상 위험이 고려될 수 있다.
또한, 유도 충전 장치의 제어 및/또는 조절 유닛은 적어도 이물질 검출의 적어도 하나의 정확도 파라미터를 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라 결정하도록 제공된다. 이로 인해, 바람직하게는 이물질 검출의 간단한 실행이 달성될 수 있다. 바람직하게는 이물질 검출로 인한 충전 과정의 중단이 적게 유지될 수 있다. 바람직하게는 긴 충전 사이클이 달성될 수 있다. 바람직하게는 짧은 충전 지속 시간이 달성될 수 있다.
또한, 유도 충전 장치의 제어 및/또는 조절 유닛은 적어도 이물질 검출의 적어도 하나의 실행 빈도를 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라 결정하도록 제공된다. 이로 인해, 이물질 검출의 실행의 수가 바람직하게 적게 유지될 수 있다. 바람직하게는 이물질 검출로 인한 충전 과정의 중단이 적게 유지될 수 있다. 바람직하게는 긴 충전 사이클이 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 방법 및/또는 본 발명에 따른 유도 충전 장치는 전술한 응용 및 실시 예로 제한되지 않는다. 특히, 본 발명에 따른 방법 및/또는 본 발명에 따른 유도 충전 장치는 여기에 설명된 작동 모드를 수행하기 위해 개별 요소, 부품 및 유닛 그리고 방법 단계의 여기에 언급된 수와는 다른 수를 가질 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유도 충전 장치의 개시된 특징들은 유사한 방식으로 방법에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 제시된 값 범위에서, 언급된 한계 내에 있는 값들은 개시된 것으로 그리고 임의로 사용될 수 있는 것으로 간주되어야 한다.
또 다른 장점들은 이하의 실시 예 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면들에는 본 발명의 실시 예가 도시되어 있다. 도면, 실시 예 설명 및 청구범위는 많은 특징을 조합하여 포함한다. 당업자라면, 상기 특징들을 개별적으로 고려하여 이들을 의미 있는 또 다른 조합으로 조합할 수 있을 것이다.
도 1은 유도 충전 장치의 개략도이고,
도 2는 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다.
도 1은 유도 충전 장치(10)를 도시한다. 도 1은 또한 충전될 배터리 장치(14)를 도시한다. 유도 충전 장치(10)는 배터리 장치(14)를 충전하기 위해 제공된다. 유도 충전 장치(10)는 충전 시스템(46)의 1차 측을 형성한다. 충전될 배터리 장치(14)는 핸드 툴 배터리에 의해 형성된다. 그러나 유도 충전 장치(10)로 당업자에게 의미 있는 것으로 보이는 다른 배터리를 충전하는 것도 가능하다. 도 1은 유도 충전 장치(10) 및 충전 작동 중에 충전될 배터리 장치(14)를 도시한다. 이 경우, 배터리 장치(14)는 유도 충전 장치(10)의 하우징(16)의 상부 면에 설치되고, 유도 충전 장치(10)의 충전 코일(18)을 통해 무선으로 충전된다.
유도 충전 장치(10)는 제어 및/또는 조절 유닛(12)을 포함한다. 유도 충전 장치(10)는 제어 및/또는 조절 유닛(12)을 포함하는 충전 전자 유닛(48)을 갖는다. 또한, 충전 전자 유닛(48)은 공진 회로(50)를 포함한다. 공진 회로(50)는 충전 코일(18)을 포함한다.
유도 충전 장치(10)의 충전 작동 중에, 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라 이물질 검출이 수행된다. 이물질 검출 시, 충전 작동에 영향을 줄 수 있는 이물질이 유도 충전 장치(10)와 배터리 장치(14) 사이에 또는 유도 충전 장치(10) 상에만 있는지 또는 조작자 또는 유도 충전 장치(10)를 위험하게 하는지의 여부가 검사된다. 이물질 검출은 유도 충전 장치(10)의 제어 및/또는 조절 유닛(12)에 의해 유도 충전 장치(10)에서 이물질 검출하는 방법에 의해 수행된다. 유도 충전 장치(10)의 제어 및/또는 조절 유닛(12)은 충전 작동 동안 이물질 검출을 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라 수행하기 위해 제공된다.
도 2는 유도 충전 장치의 충전 작동 중에 이물질을 검출하는 방법의 흐름도를 도시한다. 제 1 방법 단계(30)에서, 이물질 검출은 제어 및/또는 조절 유닛(12)에 의해 개시된다. 이물질 검출의 다음의 추가 구현은 다른 방법 단계(32)에서 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라 수행된다. 송전 파라미터는 특히 충전 작동 중에 유도 충전 장치(10)와 충전될 배터리 장치(14) 사이의 전자기 에너지 흐름을 바람직하게는 정량적으로 특성화하는 파라미터이다. 바람직하게는, 송전 파라미터가 유도 충전 장치(10)와 충전될 배터리 장치(14) 사이에서 전송되는 전력, 충전 코일(18) 내의 전류, 충전 코일(18)에 인가되는 전압, 충전 코일(18)의 온도, 전원 공급 장치의 소비 전력 등으로서 형성될 수 있다. 제어 및/또는 조절 유닛(12)은 유도 충전 장치의 충전 작동 동안 송전 파라미터를 연속적으로 또는 준-연속적으로 검출하기 위해 제공된 센서 유닛(20)을 포함한다.
이물질 검출을 최적화하기 위해, 제어 및/또는 조절 유닛(12)에 의해 송전 파라미터로부터 이물질 검출을 조정하기 위한 다양한 파라미터가 결정될 수 있다. 적어도 하나의 방법 단계(34)에서, 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라, 이물질 검출의 적어도 하나의 정확도 파라미터, 예컨대 이산 주파수 포인트의 수 및/또는 스윕 사이클(sweep cycle)의 수가 결정된다. 적어도 하나의 방법 단계(36)에서, 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라, 이물질 검출의 적어도 하나의 실행 빈도, 특히 충전 과정 동안 이물질 검출의 실행 빈도가 결정된다. 특히, 예를 들어 5W 내지 10W의 송전과 같은 평균 송전에 의한 충전 과정 동안의 실행 빈도는 예를 들어 10W를 초과하는 송전과 같은 높은 송전에 의한 충전 과정 동안의 실행 빈도와 비교하여 줄어들 수 있다. 낮은 송전에 의한 충전 과정의 경우, 이물질 검출의 실행은 완전히 생략될 수 있다. 적어도 하나의 방법 단계(38)에서, 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라, 이물질 검출의 적어도 하나의 실행 지속 시간, 특히 스윕(sweep) 및/또는 스윕 사이클의 시간 길이가 결정된다. 이물질 검출을 조정하기 위한 파라미터를 결정하기 위한 방법 단계들(34, 36, 38)은 조합하여 또는 개별적으로 수행될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 방법 단계(40)에서, 이물질 검출은 송전 파라미터의 적어도 하나의 시간에 따른 변화, 특히 변동 진폭 및/또는 구배에 따라 수행된다. 특히, 충전 과정의 초기화 시, 한번 완전한 이물질 검출이 수행될 수 있다. 이것이 에러 없이 통과되었으면, 이물질 검출이 비활성화되며 충전 과정이 시작되고, 그동안 에너지는 유도 충전 장치(10)로부터 배터리 장치(14)로 전송된다. 에너지 전송 동안, 제어 및/또는 조절 유닛(12)은 충전 과정을 불규칙성에 대해 모니터링한다. 제어 및/또는 조절 유닛(12)이 송전 파라미터의 시간에 따른 변화, 특히 변동 진폭 및/또는 구배를 검출하면, 충전 과정이 중단되고 이물질 검출이 개시된다.
적어도 하나의 방법 단계(42)에서, 송전 파라미터의 값이 한계치, 특히 하한치 미만으로 떨어짐에 따라 이물질 검출이 중단된다. 적어도 하나의 방법 단계(44)에서, 송전 파라미터의 값이 한계치, 특히 상한치를 초과함 것에 따라, 이물질 검출이 수행된다. 특히, 송전의 하한치 미만으로 떨어질 때, 예를 들면 송전이 5W 미만의 값으로 떨어질 때 충전 과정의 이물질 검출이 중단된다. 송전의 정해진 한계치를 초과하면, 이물질 검출이 다시 시작된다.
10: 유도 충전 장치
12: 제어 및/또는 조절 유닛

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 방법 단계(30)에서 이물질 검출이 수행되는 유도 충전 장치(10)의 작동 방법에 있어서,
    적어도 하나의 방법 단계(32)에서, 상기 이물질 검출은 적어도 하나의 송전(power transmission) 파라미터에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 방법 단계(34)에서, 상기 이물질 검출의 적어도 하나의 정확도 파라미터는 상기 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 적어도 하나의 방법 단계(36)에서, 상기 이물질 검출의 적어도 하나의 실행 빈도는 상기 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 방법 단계(40)에서, 상기 이물질 검출은 상기 송전 파라미터의 적어도 하나의 시간에 따른 변화, 특히 변동 진폭 및/또는 구배에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 방법 단계(42)에서, 상기 송전 파라미터의 값이 한계치, 특히 하한치 미만으로 떨어짐에 따라 상기 이물질 검출이 중단되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 방법 단계(44)에서 상기 송전 파라미터의 값이 한계치, 특히 상한치를 초과함에 따라, 상기 이물질 검출이 수행되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 방법 단계(38)에서 상기 이물질 검출의 적어도 하나의 실행 지속 시간이 상기 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  8. 적어도 제어 및/또는 조절 유닛(12)을 구비한, 특히 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 작동 방법을 실시하기 위한 유도 충전 장치에 있어서,
    상기 제어 및/또는 조절 유닛(12)은 적어도 이물질 검출을 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라 실시하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 유도 충전 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제어 및/또는 조절 유닛(12)은 적어도 상기 이물질 검출의 적어도 하나의 정확도 파라미터를 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라 결정하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 유도 충전 장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 제어 및/또는 조절 유닛(12)은 적어도 상기 이물질 검출의 적어도 하나의 실행 빈도를 상기 적어도 하나의 송전 파라미터에 따라 결정하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 유도 충전 장치.
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