KR20190137898A

KR20190137898A - 자동차의 연장 가능한 손잡이를 가진 도어를 위한 원격 전력 공급 장치, 위치 센서 및 무선 통신 디바이스

Info

Publication number: KR20190137898A
Application number: KR1020197034045A
Authority: KR
Inventors: 올리비에 게라르디에르; 가브리엘 스피크; 야니스 에스칼란티
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 프랑스; 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2017-06-13
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2019-12-11
Also published as: FR3067529A1; US10847998B2; KR102276505B1; CN110710084A; US20190386514A1; CN110710084B; WO2018229394A1; FR3067529B1

Abstract

본 발명은 자동차 도어(11)에 대하여 전개될 수 있는 손잡이(12)를 위한 디바이스(10)에 관한 것이다. 디바이스는 손잡이(12)에 통합되며 도어 손잡이가 전개 위치와 후퇴 위치 사이에서 움직일 때 미리 결정된 경로(33)를 따라 1차 모듈(20)에 대하여 움직이는 2차 모듈(30)을 유도 결함함으로써 동력을 공급하는, 도어(11)에 통합된 1차 모듈(20)을 포함한다. 1차 모듈의 두 개의 1차 코일(22a, 22b) 및 2차 모듈의 2차 코일(32)의 유리한 배열은 디바이스가 도어 손잡이의 위치를 추정하도록 허용한다. 더욱이, 디바이스는 1차 모듈과 2차 모듈 사이에 무선 통신 링크를 수립하는 것을 가능하게 한다.

Description

자동차의 연장 가능한 손잡이를 가진 도어를 위한 원격 전력 공급 장치, 위치 센서 및 무선 통신 디바이스

본 발명은 에너지 전송, 위치 센서 및 무선 통신 기능에 적용되는 전자기 유도의 분야에 속한다. 본 발명은 특히 자동차 도어의 전개 가능한 손잡이(deployable handle)를 위한 원격 전력 공급 장치, 위치 측정 및 무선 통신 디바이스에 관한 것이다.

자동차에서, 도어를 위한 전개 가능한 손잡이를 사용하는 것이 공지되어 있다. 이러한 손잡이는 대부분의 시간을 도어 내부의 후퇴 위치에 있으며, 즉, 사실상 보이지 않도록 도어의 몸체와 동일 높이 상에 있으며, 사용자가 자동차 외부로부터 도어를 개방하는 것을 필요로 할 때에만 전개 위치에 있다.

전개 가능한 손잡이를 사용하면 두 가지 주요 장점이 있다. 첫 번째 장점은 그 도어의 손잡이가 후퇴 위치에 있을 때 차량의 보다 양호한 유선형으로 인한 개선된 공기 역학적 성능이다. 두 번째 장점은 심미감과 관련된다.

전개 가능한 도어 손잡이는 일반적으로, 예를 들어 손잡이를 전개할 필요성을 식별하고, 사용자의 손 또는 전자 열쇠(fob)의 접근을 검출하는 것에 의해 도어를 잠그거나 또는 잠금 해제하는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 센서를 포함하는 "도어 손잡이 모듈"로 지칭되는 전자 모듈을 통합한다.

이러한 도어 손잡이 모듈은 일반적으로, 센서로부터의 정보를, 차량의 도어에 수용된 "도어 모듈"로 지칭되는 주된 전자 모듈에 전달한다. 도어 모듈은 예를 들어 도어 손잡이 모듈에 전력을 공급하고, 이와 통신하고, 손잡이를 전개하는 것을 가능하게 하는 모터를 구동하는 역할을 한다. 그러므로, 도어 모듈은 일반적으로 이러한 모터를 제어하기 위한 위치 센서를 통합한다.

도어 손잡이 모듈에 전력을 공급하고 가능하면 정보가 유선 방식으로 두 모듈 사이에서 교환되는 것을 가능하게 하도록 전기 케이블을 사용하여 도어 손잡이 모듈을 도어 모듈에 연결하는 것이 공지되어 있다.

그러나, 도어 모듈과 도어 손잡이 모듈 사이의 이러한 전기 케이블 연결은 수많은 단점이 수반된다. 특히, 도어 손잡이 모듈에서 전기 케이블 연결이 만들어 내는 비용 및 규모 외에, 전기 케이블은 도어 손잡이 모듈의 움직임을 방해하지 않으면서 이것에 적합해야만 하기 때문에 상당한 기계적인 통합 제약을 부과한다.

전기 케이블을 없애기 위하여, 예를 들어 자기 유도 무선 전력 공급 디바이스를 사용하는 것이 공지되어 있다. 그러나, 이러한 디바이스는 충전될 요소가 충전 요소와 관련하여 움직일 수 있는 경우에 대체로 적합하지 않다. 유도 센서를 사용하여 센서와 관련하여 타깃의 위치를 결정하는 것이 또한 공지되어 있다. 예를 들어, LVDT("선형 가변 차동 변압기"의 약자) 센서는 전기 전도성 타깃의 위치에 기초하여, 1차 코일에 의해 발생된 자기장에 의해 2개의 2차 코일에서 유도된 전압에서의 변동에 기초한다. 마지막으로, 예를 들어 블루투스 또는 NFC("근거리 무선 통신"의 약자) 기술과 같은 2개의 전자 모듈 사이에 무선 통신을 위한 수많은 디바이스가 존재한다. 그러나, 전자 도어 손잡이 모듈에서 이들 디바이스의 급증은 그 소형화 및 그 복잡성 및 비용의 감소에 반하는 것이다.

본 발명의 목표는 종래 기술, 특히 상기 개요로부터의 결점을 전부 또는 일부를 바로잡는 것이다.

이를 위해, 그리고 제1 양상에 따르면, 본 발명은 도어에 통합된 1차 모듈 및 손잡이에 통합된 2차 모듈을 포함하는, 자동차 도어에 관하여 전개될 수 있는 도어 손잡이를 위한 전력 공급 디바이스에 관한 것이다. 상기 2차 모듈은 도어 손잡이가 도어에 관하여 전개 위치와 후퇴 위치 사이에서 움직일 때 미리 결정된 경로를 따라 1차 모듈에 관하여 움직인다. 1차 모듈은 자기 유도를 통해 2차 모듈로 전기 전력을 공급할 수 있는 전자기장을 형성하도록 구성되며, 그것은 "1차 코일"이라 지칭되는 적어도 두 개의 유도 코일을 포함한다. 2차 모듈은 "2차 코일"이라 지칭되는, 유도 코일을 포함한다. 1차 코일 및 2차 코일은,

상기 도어 손잡이가 전개 위치로부터 후퇴 위치로 이동할 때, 2차 코일이 제1의 1차 코일로부터 제2의 1차 코일로 이동하고,

상기 손잡이가 전개 위치에 있을 때 상기 2차 코일을 통해 상기 제1의 1차 코일에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭이 최대에 있고,

상기 손잡이가 후퇴 위치에 있을 때 상기 2차 코일을 통해 상기 제2의 1차 코일에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭이 최대에 있도록 구성된다.

이러한 제공에 의해, 1차 코일 및 2차 코일을 사용하여, 유도 결합을 통해 에너지를 전송할 뿐만 아니라, 2차 코일을 통해 각각의 1차 코일에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭을 나타내는 값에 기초하여, 또는 다시 말하면 각각의 1차 코일과 2차 코일 사이에 존재하는 유도 결합을 나타내는 값에 기초하여 2차 코일의 위치를 추정하는 것이 가능하다. 2차 코일을 통해 1차 코일에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭은 구체적으로 그것이 상기 1차 코일을 향하는지 여부에 의존하여, 2차 코일의 위치에 의존하여 달라진다.

"자기장 플럭스의 진폭"의 의미는 이하에서 정의된다. 다시 상기하면, 배향된 표면적의 무한소 요소(

)를 통한 자기장(

)의 플럭스는 이들 두 개의 벡터의 스칼라 곱이다. 표면적(S)을 통한 자기장(

)의 플럭스는 그 후 적분이다:

또한, 턴(turn)이 원형인 코일에서 자기장(

)은 코일의 축을 따라 배향되며, 그 진폭은 이론적으로 다음 식에 의해서 정의된다:

식 중, μ₀은 자유 공간의 투자율(magnetic permeability)이고, N은 코일의 턴의 수이고, l은 코일의 길이이며, i는 코일의 턴을 통해 흐르는 전류이다.

코일의 가장자리에서의 영향을 무시하면, 즉, 자기장(B)이 일정하고 코일의 단면의 표면적(S)의 임의의 지점에서 (1)에 의해 정의된다고 가정하면, 코일에 의해 발생되고 표면적(S)을 통과하는 자기장 플럭스는 그 후 다음과 같다:

코일을 통해 흐르는 전류(i)가 예를 들어 정현파 AC 전류의 형태로 변하면, 이는 표면적(S)을 통과하는 자기장 플럭스에 대해서도 적용된다. 나머지 설명에 대하여, "자기장 플럭스의 진폭"은 자기장의 플럭스가 주어진 순간에 취할 수 있는 최대값인 것으로 정의된다. 이것은 시간에 따른 자기장 플럭스에서의 변화를 나타내는 신호의 포락선에 대응한다. 따라서, 코일을 통해 흐르는 전류(i)가 정현파 AC 전류이면, 이는 i = Aㆍ sin(ωㆍt)의 형태로 표현될 수 있으며, 여기에서 ω는 상기 정현파 AC 전류의 각진동수(angular frequency)에 대응하며, 그 후 자기장 플럭스의 진폭은, 상기 식 (2)를 참조하여, 다음의 식을 사용해서 표현될 수 있다:

1차 코일에 의해 발생되고 상기 1차 코일을 향해 위치된 2차 코일을 통과한 자기장은, 예를 들어 1차 코일과 2차 코일간의 거리 또는 그렇지 않으면 턴의 형태와 같은, 여러 인자에 의존할 것이다. 그러나, 식 (2)와 식 (3)을 참조하면, 본 발명에 따른 디바이스에 대하여, 2차 코일을 통해 1차 코일에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭은 1차 코일을 향한 상기 2차 코일의 표면적에 의존하여 2차 코일의 움직임 동안 달라진다는 것이 이해된다.

또한, 2차 코일을 통해 1차 코일에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭이, 손잡이가 전개 위치에 또는 후퇴 위치에 있을 때 최대이므로, 이것은 이들 두 개의 특정 위치에서 1차 코일에 의한 2차 모듈로의 전력의 원격 공급을 허용한다.

특정 실시형태에서, 본 발명은 단독으로 또는 임의의 기술적으로 실현 가능한 조합으로 취해진, 다음의 특징 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

특정 실시형태에서, 1차 코일은, 각각의 1차 코일에 대해, 2차 코일을 통해 고려 중인 1차 코일에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭을 나타내는 파라미터를 측정하도록, 그리고 상기 측정에 기초하여 1차 모듈에 관하여 2차 모듈의 위치를 추정하도록 구성된, "제어 회로"라 지칭되는 전자 회로를 포함한다.

특정 실시형태에서, 2차 코일을 통해 1차 코일에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭을 나타내는 파라미터는 상기 1차 코일에서 흐르는 부하 전류의 세기의 진폭이다.

1차 코일에서 흐르는 부하 전류의 세기의 진폭이 그의 최대 레벨을 향해 점진적으로 증가할 때, 이것은 2차 코일이 상기 1차 코일을 향하도록 점진적으로 움직이며, 도어 손잡이가 전개 또는 후퇴 정지 위치를 향해 점진적으로 움직인다는 것을 의미한다.

특정 실시형태에서, 1차 모듈의 제어 회로는 2차 모듈의 추정된 위치에 기초하여, 1차 모듈에 관하여 상기 2차 모듈을 움직이는 모터를 제어하도록 더 구성된다.

특정 실시형태에서, 1차 모듈의 제어 회로는 2차 모듈로 전송될 정보의 아이템에 기초하여 1차 코일의 단자 양단의 전압의 진폭을 변조시키도록 더 구성된다.

특정 실시형태에서, 상기 2차 모듈은 1차 모듈로 전송될 정보의 아이템에 기초하여 상기 2차 코일의 단자 양단의 전압의 진폭을 변조시키도록 더 구성된, "전송 회로"라 지칭되는 전자 회로를 포함한다.

특정 실시형태에서, 2차 모듈은, 손잡이가 후퇴 또는 전개 위치에 있을 때 DC-전압 전력 공급을 상기 2차 모듈에 공급하도록 1차 코일 중 적어도 하나와 2차 코일 사이에서 자기 유도를 통해 전송된 전기 에너지를 회복(recover)하도록 구성된, "원격 전력 공급 회로"라 지칭되는 전자 회로를 포함한다.

특정 실시형태에서, 2차 모듈에 앞선 경로는 1차 모듈에 관하여 상기 2차 모듈의 병진 움직임에 대응한다.

제2 양상에 따르면, 본 발명은 전개 가능한 손잡이를 가진 자동차 도어에 관한 것이다. 상기 도어는 상기 실시형태 중 임의의 것에 따른 전력 공급 디바이스를 포함한다.

제3 양상에 따르면, 본 발명은 본 발명의 실시형태 중 임의의 것에 따른 전개 가능한 손잡이를 가진 도어를 포함하는 자동차에 관한 것이다.

본 발명은 완전히 비제한적인 예를 통해 그리고 다음의 도면을 참조하여 제공된, 다음의 설명을 읽을 때 더 양호하게 이해될 것이다:
- 도 1은 본 발명에 따른 디바이스에 대한 1차 모듈 및 2차 모듈의 개략도;
- 도 2는 두 개의 1차 코일 및 2차 코일의 배열에 대한 하나의 바람직한 실시형태의 개략도;
- 도 3은 도어 손잡이가 후퇴 위치에 있는지 또는 전개 위치에 있는지에 의존하는 1차 모듈 및 2차 모듈의 몇몇 개략도;
- 도 4는 도어 모듈 및 도어 손잡이 모듈을 형성하기 위한 디바이스의 일 실시형태의 개략도;
- 도 5는 1차 코일의 단자 양단의 전압의 진폭의, 1차 코일에서 부하 전류의 세기의 진폭 및 2차 코일의 단자 양단의 전압의 진폭의 시간에 따른 전개를 묘사한 그래프.
이들 도면에서, 하나의 도면에서 또 다른 것까지의 동일한 참조 부호는 동일한 또는 유사한 요소를 나타낸다. 명료함을 위해, 도시되는 요소는, 달리 서술되지 않는다면, 일정한 축척이 아니다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 자동차의, 전개 가능한 손잡이를 가진, 도어를 위한 원격 전력 공급 디바이스에 관한 것이다. 용어 "도어"는 여기에서 사이드 도어, 트렁크 도어, 또는 그렇지 않으면 차량의 임의의 다른 유형의 개방 요소를 동일하게 나타낼 수 있다는 것에 유의해야 한다.

이 디바이스에서, 도어 손잡이에 통합된, 2차 모듈은 그 자체가 도어에 통합되는 1차 모듈에 관하여 움직일 수 있다. 1차 모듈은 2차 모듈로의 전력의 원격 공급을 담당하고 있다. "원격으로 전력을 공급하는" 또는 "원격 전력 공급"은 전자기 결합을 통한 1차 모듈로부터 2차 모듈로의 전기 에너지의 무선 전송을 의미하는 것으로 이해된다.

디바이스는 또한, 예를 들어 2차 모듈의 위치를 추정하기 위한, 또는 그렇지 않으면 두 개의 모듈 간에 무선 통신을 위한 다른 기능을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 따라서 도어 모듈은 예를 들어 도어 손잡이 모듈로 전기 에너지를 공급하고, 도어 손잡이 모듈과 통신하며, 손잡이를 전개하는 것을 가능하게 하는 모터를 구동하는 역할을 한다.

도 1은 이러한 디바이스(10)의 일 실시형태를 개략적으로 도시한다. 그것은 도어 모듈에 대응하는 1차 모듈(20) 및 도어 손잡이 모듈에 대응하는 2차 모듈(30)을 포함한다.

1차 모듈(20)은, 도시된 예에서, 몇몇 전자 회로를 포함한다. "1차 회로"(21)라 지칭되는 이들 전자 회로 중 하나는 두 개의 1차 코일(22a 및 22b)을 포함한다. 1차 회로는 예를 들어, 그 자체가 차량의 전기 네트워크에 의해 전력을 공급받을 수 있는, 1차 모듈(20)에 의해 공급된 AC 전압에 의해 전기 전력을 공급받는다. AC 전류는 그러므로 각각의 1차 코일(22a 및 22b)에서 흐른다. 각각의 1차 코일에서 전기 전류의 세기의 진폭은 고려 중인 1차 코일과 2차 모듈(30)에 속하며 상기 1차 코일의 모두 또는 일부를 향해 위치된 2차 코일(32) 사이에 존재하는 더 강하거나 또는 더 약한 자기 결합에 의존하여 달라진다. 각각의 1차 코일에서 흐르는 전기 전류의 세기의 진폭에서의 이러한 변화는, 1차 회로가 전압 발생기에 의해 공급되기 때문에 관찰되며, 각각의 1차 코일은 그러므로 전압으로 공격받는다는 것에 유의해야 한다. 전류 발생기를 1차 회로에 공급함으로써, 전류로 1차 코일을 공격하는 시나리오를 취하는 것이 또한 가능할 것이다. 이 경우에, 각각의 1차 코일의 단자 양단의 전압의 진폭에서의 변화가 관찰되었을 것이다. 각각의 1차 코일(22a 및 22b)은 예를 들어 특히 종래에서와 같이 각각의 1차 코일과 2차 코일(32) 사이의 전기 에너지의 전송을 최적화하는 것을 가능하게 하는 전자 임피던스 정합 및 디커플링 회로(24a 및 24b)와 각각 결합된다. 1차 모듈(20)은 또한 종래의 하나 이상의 마이크로제어기 및/또는 프로그램 가능한 논리 회로(FPGA, PLD 등 유형) 및/또는 특수 집적 회로(ASIC) 및/또는 이산 전자 구성 요소의 세트, 및 신호 처리를 수행하기 위해 당업자에게 공지된 것으로 간주되는 수단(아날로그 필터, 증폭기, 아날로그-디지털 변환기, 샘플러 등)의 세트를 포함할 수 있는 전자 제어 회로(25)를 포함한다. 도 5를 참조하여 후술하는 바와 같이, 제어 회로(25)는 1차 모듈(20)과 관련하여 상기 2차 모듈(30)의 위치를 추정하고 2차 모듈(30)에 의해 전송된 정보를 포함하는 신호를 디코딩하도록 1차 코일(22a 및 22b)에서의 전압 또는 전류 변동을 입력 파라미터로서 사용한다. 제어 회로는 또한 도어 손잡이를 전개하는 역할을 하는 모터를 구동할 수 있다. 모터는 1차 모듈(20)과 관련하여 2차 모듈(30)의 추정된 위치에 기초하여 제어된다. 제어 회로(25)는 또한 2차 모듈(30)로 전송될 정보를 포함하는 신호를 인코딩하도록 1차 코일(22a 및 22b)의 단자 양단에 인가되는 전압의 진폭을 변조시킬 수 있다. 임피던스 정합 및 디커플링 회로(24a, 24b)는 가능하면 제어 회로(25)에 통합될 수 있다.

2차 모듈(30)은, 도시된 예에서, 여러 전자 회로를 포함한다. "2차 회로"(31)라 지칭되는 이들 전자 회로 중 하나는 2차 코일(32)을 포함한다. 2차 모듈(30)은, 2차 코일(32)이 그것이 주로 제1의 1차 코일(22a)을 향하는 위치로부터 그것이 주로 제2의 1차 코일(22b)을 향하는 위치로, 또는 그 반대로 움직이도록 하는, 미리 결정된 경로를 따라 1차 모듈(20)에 관하여 움직일 수 있다. 2차 코일(32)은 그 후 1차 코일(22a 및 22b)에서 AC 전기 전류의 흐름에 의해 발생된 자기장에 의해 유도된 전류의 수신자이며, 2차 코일을 통해 1차 코일에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭은 2차 코일이 주로 상기 1차 코일을 향할 때 최대이다. 2차 모듈(30)은 또한, 종래에서와 같이, 하나 이상의 마이크로제어기 및/또는 프로그램 가능한 논리 회로(FPGA, PLD 유형 등의) 및/또는 특수 집적 회로(ASIC), 및/또는 이산 전자 구성 요소의 세트, 및 예를 들어 궁극적으로 손잡이의 전개, 도어의 잠금 또는 잠금 해제를 트리거링할 수 있는 사용자의 손 또는 전자 열쇠의 접근을 검출하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있는 전자 제어 회로(34)를 포함할 수 있다. 제어 회로(34)는 또한 1차 모듈(20)에 의해 전송된 정보를 포함하는 신호를 디코딩하도록 구성될 수 있다. 이러한 신호는 수신 회로(35)를 통해 수신된다. 제어 회로(34)는 또한 1차 모듈(20)에 전송될 정보를 포함하는 신호를 인코딩하도록 구성될 수 있다. 이러한 신호는 전송 회로(36)를 통해 전송된다. 이러한 목적을 위한 수신 회로(35) 및 전송 회로(36)는 당업자에게 공지된 것으로 간주되는 수단(아날로그 필터, 증폭기, 아날로그-디지털 변환기 등)의 세트를 포함한다. 원격 전력 공급 회로(37)는 2차 모듈(30)에 전력을 공급하기 위해 1차 코일(22a 및 22b)과 2차 코일(32) 사이의 자기 유도를 통해 전송된 전기 에너지를 회복하는 것을 가능하게 한다. 원격 전력 공급 회로는 예를 들어 2차 코일(32)에서 유도된 AC 전압 또는 전류로부터의 DC 전압 또는 전류를 이용하여 제어 회로(34), 수신 회로(35) 및 전송 회로(36)에 전력을 공급하기 위한 정류기(AC-DC 변환기)를 포함할 수 있다.

전자 정합 및 디커플링 회로(24a 및 24b), 제어 회로(25 및 34), 수신 회로(35), 전송 회로(36), 및 원격 전력 공급 회로(37)의 설계는 당업자에게 공지된 것으로 간주되며, 1차 회로(21) 및 2차 회로(31)의 실시형태만이 나머지 설명에서 설명될 것이다.

도 2는 1차 회로(21)의 2개의 1차 코일(22a 및 22b) 및 2차 회로(31)의 2차 코일(32)의 배열에 관하여 바람직한 일 실시형태를 개략적으로 도시한다.

이러한 바람직한 실시형태에서, 1차 코일(22a 및 22b)은 각각의 평행 축을 가지며 상기 축에 직교한 평면에서 동일한 직사각형 형태를 갖는다. 각각의 1차 코일은 예를 들어 세로 축(53)을 따라 1차 회로의 일단부에 배치된다.

2차 코일(32)의 축은 1차 코일(22a 및 22b)의 축에 평행하다. 2차 코일은 상기 2차 코일의 축에 의해 형성된 직교 평면에서 직사각형의 형태를 갖는다. 유리하게는, 2차 코일에 의해 형성된 직사각형의 세로 축(52)은 1차 회로(21)의 세로 축(53)에 수직이며, 2차 코일(32)에 의해 형성된 직사각형의 표면적은 2차 코일이 상기 1차 코일을 향할 때 1차 코일(22a, 22b)과 2차 코일(32) 사이에 존재하는 유도 결합을 최적화하도록, 2차 코일(32)이 상기 1차 코일을 향할 때 1차 코일(22a, 22b)에 의해 형성된 표면적을 적어도 전체적으로 커버한다.

1차 코일(22a, 22b) 및 2차 코일(32)은 하나 이상의 실질적으로 중첩된 턴을 포함할 수 있다. 턴은 예를 들어 1차 회로(21) 및 2차 회로(31)가 각각 집적된 인쇄 회로 기판 상에 그려진 트랙으로 형성될 수 있다. 1차 회로(21) 및 2차 회로(31)를 각각 포함하는 인쇄 회로는 그런 다음 짧은 거리, 예를 들어 수 ㎜, 또는 심지어 최대 수 ㎝만큼 분리된 2개의 평행한 평면에 배치되어, 1차 코일 및 2차 코일(32) 사이의 최적의 유도 결합을 보장한다.

다른 실시형태에 따르면, 1차 코일(22a, 22b) 및 2차 코일(32)은 여러 턴의 권선으로 이루어질 수 있고, 그 후 이들 각각의 축에 대하여 중첩된다.

바람직한 실시형태에서, 1차 코일은 1과 같을 수 있는, 동일한 수의 턴을 포함한다.

2차 모듈(30)이 움직일 때, 1차 회로(21)에 관하여 2차 회로(31)의 경로(33)는 1차 회로(21)의 세로 축(53)을 따르는 선형 병진 움직임이다. 이러한 움직임은 2차 코일(32)이 그것이 주로 제1의 1차 코일(22a)을 향하는 위치로부터 그것이 주로 제2의 1차 코일(22b)을 향하는 위치로, 또는 그 반대로 움직이도록 한다.

2차 코일(32)을 통해 1차 코일(22a, 22b)에 의해 발생된 자기장 플럭스(23a 또는 23b)의 진폭은 2차 코일이 주로 상기 1차 코일을 향할 때 최대이다. 2차 코일을 통해 다른 1차 코일에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭은 그 후 최소이다. 이것에서 기인한 이점은 이후 도 5의 설명에서 기술될 것이다.

1차 코일 및 2차 코일의 다른 형태 및 다른 배열이 고려될 수 있으며, 이것들은 단지 발명의 변형이라는 것에 유의해야 한다. 예를 들어, 1차 코일(22a, 22b) 및/또는 2차 코일(32)은 원형 형태의 턴을 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 1차 코일은 나란할 수 있으며, 따라서 2차 코일은 항상 그의 움직임 동안 1차 코일 중 적어도 하나의 모두 또는 부분을 향한 채로 있다.

예를 들어, 곡선을 따르는 움직임과 같은, 1차 코일에 관하여 2차 코일의 다른 유형의 움직임이 고려될 수 있다는 것에 또한 유의해야 한다.

설명의 나머지 부분에서, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 1차 코일(22a 및 22b) 및 2차 코일(32)의 배열에 관하여 도 2에 의해 설명된 바람직한 실시형태에 대한 시나리오가 취해질 것이다.

도 3은 도어 손잡이가 후퇴 또는 전개 위치에 있는지에 의존하여 1차 모듈의 및 2차 모듈의 몇몇 개략도를 강조한다.

도 3a는, 자동차의 도어(11)에 위치된 1차 모듈(20)을 단면도로 개략적으로 도시한다. 여기에서, 특히 1차 회로(21)의 1차 코일(22a 및 22b)을 보는 것이 가능하고, 2차 코일(32)은 1차 코일을 향하여 선형 병진 움직임으로 움직인다.

도 3b는 전개 가능한 도어 손잡이(12)에 통합된 2차 모듈(30)을 동일한 단면도로 개략적으로 도시한다. 여기에서 특히 2차 코일(32)을 보는 것이 가능하다. 이 도면에서, 손잡이는 전개 위치에 있다.

도 3c는 1차 모듈(20) 및 2차 모듈(30)을 포함하는 완전한 디바이스(10)를 동일한 단면도로 개략적으로 도시한다. 이 도면에서, 손잡이는 전개 위치에 있다. 바꾸어 말하면, 2차 코일(32)은 이동의 종점에서 1차 회로(21)의 단부 중 하나를 향하며, 즉, 주로 제1의 1차 코일(22a)을 향한다.

도 3d)에서, 손잡이는 후퇴 위치에 있다. 바꾸어 말하면, 2차 코일(32)은 이동의 종점에서 1차 회로(21)의 타단부를 향하며, 즉, 주로 제2의 1차 코일(22b)을 향한다.

도 4는 1차 모듈(20) 및 2차 모듈(30)을 포함하는 디바이스(10)의 일 실시형태를 개략적으로 도시한다. 2개의 1차 코일(22a 및 22b)을 포함하는 1차 회로(21) 및 그 경로(33)가 1차 회로(21)와 관련된 선형 병진 움직임인 2차 코일(32)을 포함하는 2차 회로(31) 외에, 도 4는 2개의 정전용량 센서(38a 및 38b)를 포함하는 제어 회로(34)를 도시한다. 이들 정전용량 센서는 손잡이가 후퇴 위치에 있을 때 도어의 몸체와 동일한 평면 상의 손잡이의 면에 배치된다. 그러므로, 센서는 예를 들어 사용자의 손 또는 전자 열쇠의 존재를 검출할 수 있다. 예를 들어, 센서(38a)는 사용자의 손이 검출되면 손잡이를 전개하는 역할을 할 수 있고, 센서(38b)는 도어를 잠금 및 잠금 해제하는 역할을 할 수 있다.

제어 회로(34)는 가능하게는 또한, 예를 들어, 사용자의 전자 전자 열쇠와의 무선 통신을 통해 인증 정보를 교환하는 것에 의해 사용자를 인증하기 위해 개입할 수 있다.

도 5는 1차 코일의 단자 양단의 전압의 진폭, 1차 코일에서 부하 전류의 세기의 진폭, 및 2차 코일의 단자 양단의 전압의 진폭의 시간에 따른 전개를 도시한 몇몇 그래프를 포함한다.

도 5a는 1차 코일(22a 또는 22b)의 단자 양단의 전압의 시간에 따른 전개를 도시한다. 곡선(41)은 특히 고려 중인 1차 코일의 단자 양단의 1차 코일(20)에 의해 인가된 AC 전압의 진폭의 포락선을 도시한다.

1차 코일의 단자 양단의 전압의 진폭은 일반적으로 일정하다. 그러나, 이것은 2차 모듈(30)로 전송될 신호 수송 정보를 생성하기 위해, 그래프의 부분(45)에 도시된 바와 같이, 변조될 수 있다. 제어 회로(25)는 예를 들어 이러한 신호를 발생시키도록 구성된다.

그러므로, 1차 코일의 단자 양단의 관찰된 전압의 진폭은, 2차 모듈(30)에 의해 1차 모듈(20)로 전송된 신호 수송 정보에 의해, 그래프의 부분(46)에 도시된 바와 같이, 변조될 수 있다. 이러한 신호는 예를 들어 전송 회로(36)에 의해 2차 코일(32)의 단자 양단의 인가된 전압의 진폭을 변조함으로써 제어 회로(34)로부터의 정보를 전송하기 위해 2차 모듈(30)에 의해 발생된다. 2차 코일을 통해 흐르는 전기 전류는 따라서 그래프의 부분(46)에서 관찰된 1차 코일의 단자 양단의 전압의 진폭에서의 변화를 유도할 전자기장을 생성할 것이다. 그래프의 부분(46)에 도시된 바와 같이 1차 코일의 단자 양단의 전압의 변조는 가능하게는, 단지 하나의 1차 코일에 대해서만, 특히 신호가 2차 모듈에 의해 전송될 때 2차 코일이 단지 이러한 1차 코일을 향하고 있는 경우에만, 관찰될 수 있다는 것에 유의해야 한다.

유리하게는, 도 5a의 그래프의 부분(45)에 도시된 것과 같은, 1차 모듈(20)과 2차 모듈(30) 사이의 정보 전송의 기간의 평균 지속 기간은, 1차 코일의 단자 양단의 인가된 전압의 진폭이 최대치에 가까운 기간의 평균 지속 기간과 비교하여 짧다. 예를 들어, 이러한 두 평균 지속 기간의 비는 5% 미만이다. 따라서, 1차 모듈(20)과 2차 모듈(30) 간의 정보의 통신은 1차 모듈(20)에 의해 2차 모듈(30)로의 에너지의 유도 전달의 효율에 작은 영향만을 준다. 1차 코일의 단자 양단의 전압의 변조에 대해, 비교적 높은 변조 레벨, 예를 들여 약 75% 이상을 사용하는 것이 또한 고려되며, 따라서 그래프의 부분(45)에 의해 도시된 것과 같은, 변조 기간 동안 1차 코일의 단자 양단의 전압의 평균 진폭은 1차 모듈(20)에 의해 2차 모듈(30)로의 에너지의 유도 전달에 대한 영향을 최소화하기 위해 비교적 높은 채로 있다.

종래의 원격 전력 공급 디바이스에서, 자기 유도를 통해 전기 에너지를 전송하기 위해 사용되는 코일을 사용함으로써 부하(충전 레벨, 충전 속도, 공급된 에너지의 과금 등)에 관하여 정보를 교환하는 것이 알려져 있음에 유의하는 것이 중요하다. 이러한 예에서, 이것은 또한 예를 들어, 사용자의 손 또는 전자 열쇠의 존재를 검출하는 센서로부터의 정보와 같은, 원격 전력 공급 기능에 반드시 링크되는 것은 아닌 정보를 전송하는 것을 수반한다.

신호의 진폭 변조를 통한 무선 통신은 당업자에게 알려져 있으며 그러므로 본 출원에서 보다 상세하게 설명되지 않을 것이다.

여기에서 설명된 실시형태에서 사용된 진폭 변조는 1차 모듈(20)과 2차 모듈(30) 사이에서 정보를 수송하는 신호를 인코딩하기 위한 단지 비제한적인 예임에 유의해야 한다. 그러므로, 예를 들어, 주파수 변조 또는 위상 변조와 같은, 다른 유형의 변조가 사용될 수 있으며, 이것들은 단지 본 발명의 변형을 나타낼 것이다.

도 5b는 각각 1차 코일(22a 및 22b)에서 측정된 부하 전류(42a 및 42b)의 세기의 진폭의 시간에 따른 전개를 도시한다.

특히, 그래프의 부분(47)은 전개 위치로부터 후퇴 위치로의 도어 손잡이의 움직임에 대응한다.

제1의 1차 코일(22a)에서 부하 전류(42a)의 세기는 2차 코일(32)을 향하는 제1의 1차 코일(22a)의 표면적과 관련하여 달라진다. 구체적으로, 이러한 표면적이 클수록, 2차 코일(32)을 통해 제1의 1차 코일(22a)에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭은 커지며, 다시 말해서, 제1의 1차 코일(22a)과 2차 코일(32) 간의 유도 결합이 강할수록, 그 결과 부하 전류(42a)의 세기의 진폭은 더 클 것이다.

도 2 및 도 3을 참조하여 상기 설명된 바와 같이 코일의 배열을 고려하여, 부하 전류(42a)의 세기의 진폭은 그러므로 2차 코일이 2차 코일(32)을 향하고 있는 제1의 1차 코일(22a)의 표면적이 최대인 1차 회로(21)의 단부에서 이동의 끝에 있을 때 최대이다. 이 위치에서, 도어 손잡이는 전개된다. 이 위치에서, 제2의 1차 코일(22b)에서 흐르는 부하 전류(42b)의 세기의 진폭은 제2의 1차 코일(22b)과 2차 코일(32) 사이에서의 유도 결합이 또한 최소에 있기 때문에 최소이다.

2차 코일이 1차 회로(21)의 다른 단부를 향해 이동할 때, 다시 말해서, 도어 손잡이가 후퇴할 때, 2차 코일(32)을 향하는 제1의 1차 코일(22a)의 표면적은 점진적으로 감소하며, 이것은 제1의 1차 코일(22a)에서 부하 전류(42a)의 세기의 진폭에 대해서도 적용된다. 제1의 1차 코일(22a)에서 부하 전류(42a)의 세기의 진폭은 2차 코일이 더 이상 상기 제1의 1차 코일(22a)을 향하고 있지 않을 때 최소값에 이른다.

도어 손잡이가 그의 후퇴 위치에 접근할 때, 2차 코일(32)을 향하는 제2의 1차 코일(22b)의 표면적은 점진적으로 증가하며, 이것은 제2의 1차 코일(22b)에서 부하 전류(42b)의 세기의 진폭에 대해서도 적용된다. 제2의 1차 코일(22b)에서 부하 전류(42b)의 세기의 진폭은 손잡이가 후퇴 위치에 도달하였을 때 최대값에 이르며, 2차 코일(32)은 그 후 1차 회로의 다른 단부에서 이동의 끝에 있다.

따라서, 1차 코일(22a 및 22b) 중 유일한 하나에서의 부하 전류의 세기의 진폭의 최대값은 1차 회로(21)에 관하여 2차 코일(32)의 각각의 전개 또는 후퇴 위치에 대응한다. 따라서, 두 개의 부하 전류(42a 및 42b)의 세기의 진폭의 값에 기초하여 손잡이가 전개 또는 후퇴 위치에 있는지를 결정하는 것이 가능하다. 그러므로, 1차 코일 중 하나 또는 다른 것에서의 부하 전류의 세기의 진폭이 증가하기 시작할 때 손잡이가 전개 또는 후퇴 정지 위치에 접근하고 있음을 검출하는 것이 가능하다.

여기에서 설명된 예에서, 1차 코일(22a 및 22b)이 1차 회로(21)에 관하여 고정되고, 1차 회로(21)가 1차 모듈(20)에 관하여 고정되고, 2차 코일(32)이 2차 회로(31)에 관하여 고정되며, 2차 회로(31)가 2차 모듈(30)에 관하여 고정된다고 고려되는 것에 유의해야 한다. 따라서, 1차 코일에 관하여 2차 코일의 위치를 추정하는 것은 1차 회로에 관하여 2차 회로의 위치를 추정하는 것, 또는 1차 모듈에 관하여 2차 모듈의 위치를 추정하는 것과 같다.

1차 모듈(20)에 관하여 2차 모듈(30)의 위치를 추정하는 것은 그 후 도어 손잡이를 전개할 역할을 하는 모터를 제어하는 것을 가능하게 한다. 그의 움직임 동안, 2차 코일(32)이 제1의 1차 코일(22a)도 제2의 1차 코일(22b)도 향하고 있지 않을 때, 2차 모듈의 위치를 정확하게 결정하는 것은 가능하지 않으며, 이 정보는 모터를 제어하기 위해 절대적으로 필요하지는 않다(이것은 도 5b의 구역(47)에 대응한다).

2차 코일을 통해 각각의 1차 코일에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭을 나타내는 다른 파라미터가 사용될 수 있다는 것에 또한 유의해야 한다. 따라서, 1차 코일에 대한 부하 전류의 세기의 진폭을 측정하는 대신에, 예를 들어, 그들이 AC 전류 소스에 의해(및 AC 전압 소스에 의해서가 아닌) 공급된다고 고려되면, 1차 코일에서 부하 전압의 진폭을 측정하는 것이 가능할 것이다.

도 5c는 2차 코일(32)의 단자 양단의 전압의 진폭(44)의 시간에 따른 전개를 도시한다. 이러한 전압은 각각 1차 코일(22a 및 22b)에 의해 발생되며 2차 코일(32)을 통과하는 자기장(23a 및 23b)에 의해 유도된다. 상기 설명된 바와 같이, 손잡이가 전개 위치에 있을 때, 제1의 1차 코일(22a)은 2차 코일(32)을 향하며, 2차 코일(32)을 통해 제1의 1차 코일(22a)에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭은 최대이다. 반대로, 손잡이가 후퇴 위치에 있을 때, 제2의 1차 코일(22b)은 2차 코일(32)을 향하고 있으며, 2차 코일(32)을 통해 제2의 1차 코일(22b)에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭은 최대이다.

2차 코일에서 1차 코일에 의해 유도된 전압의 진폭(44)은 그러므로 전개 및 후퇴 위치의 각각에서 최대이며, 그것은 2차 코일이 두 개의 1차 코일(이것은 도 5c의 구역(48)에 대응한다) 중 어느 하나를 향하고 있지 않을 때 실질적으로 0 값을 채택하도록 이들 두 개의 위치 중 하나 또는 다른 것으로부터 멀리 이동할 때 점진적으로 감소한다.

1차 모듈(20)로부터 2차 모듈(30)로의 유도 결합을 통한 에너지의 전송은 그러므로 도어 손잡이가 후퇴 위치에 또는 전개 위치에 있을 때 효율적으로 발생한다. 손잡이의 전개 시간이 짧을수록(약 1초), 및 제어 회로(34)의 기능이 손잡이의 전개 동안 필요하지 않으므로, 1차 모듈(20)에 대한 전력의 원격 공급은 최적이 아니거나, 또는 심지어 도어 손잡이가 움직일 때 기능하지 않는 사실은 단지 제한된 또는 심지어 무시해도 될 정도의 영향을 갖는다.

본 발명은 따라서 2차 모듈(30)이 1차 모듈(20)에 관하여 이동할 수 있으며, 예를 들어, 1차 모듈의 위치를 추정하거나 또는 두 개의 모듈 간의 무선 통신과 같은, 다른 기능을 수행하기 위해 사용될 수 있는 자동차의, 전개 가능한 손잡이를 가진, 도어를 위한 원격 전력 공급 디바이스(10)를 제안함으로써 종래 기술로부터의 단점을 극복한다.

본 발명은 그러나 설명되고 도시된 대표적인 실시형태에 제한되지 않는다. 특히, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 1차 코일의 및 2차 코일의 형태 및 배열은 제한적인 것으로 해석되지 않아야 한다. 이것은 반드시 병진 움직임에 제한되는 것은 아닌, 1차 회로에 관하여 2차 회로의 움직임에 대해 적용된다.

상기 설명된 실시형태는 자동차 도어와 관련되지만, 본 발명은 일반적으로 다른 개방 요소에 매우 잘 적용될 수 있다는 것에 또한 유의해야 한다.

보다 일반적으로, 본 발명은 전개 가능한 도어 손잡이를 위한 시스템을 생성하는데 특히 적절하지만, 1차 모듈에 관하여 움직이며 그 위치를 추정하도록 요구되는 2차 모듈로 원격으로 전력을 공급하는 것이 바람직한 다른 애플리케이션을 위해 그것을 사용하는 것이 또한 고려될 수 있다.

Claims

자동차 도어(11)에 관하여 전개될 수 있는 손잡이(12)를 위한 전력 공급 디바이스(10)로서, 상기 도어(11)에 통합된 1차 모듈(20) 및 상기 손잡이(12)에 통합된 2차 모듈(30)을 포함하며, 상기 2차 모듈(30)은 상기 손잡이(12)가 상기 도어(11)에 관하여 전개 위치와 후퇴 위치 사이에서 움직일 때 미리 결정된 경로(33)를 따라 상기 1차 모듈(20)에 관하여 움직이되,
상기 1차 모듈은 자기 유도를 통해 상기 2차 모듈로 전기 전력을 공급할 수 있는 전자기장을 형성하도록 구성되고, 상기 1차 모듈은 적어도 두 개의 1차 코일(22a, 22b)을 포함하며 상기 2차 모듈은 2차 코일(32)을 포함하고, 상기 1차 코일(22a, 22b) 및 상기 2차 코일(32)은,

상기 손잡이(12)가 상기 전개 위치로부터 상기 후퇴 위치로 이동할 때, 상기 2차 코일은 제1의 1차 코일(22a)로부터 제2의 1차 코일(22b)로 이동하도록,

상기 2차 코일을 통해 상기 제1의 1차 코일(22a)에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭은 상기 손잡이(12)가 상기 전개 위치에 있을 때 최대이도록,

상기 2차 코일을 통해 상기 제2의 1차 코일(22b)에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭은 상기 손잡이(12)가 상기 후퇴 위치에 있을 때 최대이도록
배열되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 디바이스(10).
제1항에 있어서, 상기 1차 모듈(20)은 각각의 1차 코일(22a, 22b)에 대해, 상기 2차 코일(32)을 통해 고려 중인 상기 1차 코일에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭을 나타내는 파라미터를 측정하도록, 그리고 상기 측정에 기초하여 상기 경로(33) 상에서 상기 2차 모듈(30)의 위치를 추정하도록 구성된 "제어 회로"(25)라 지칭되는 전자 회로를 포함하는, 전력 공급 디바이스(10).
제2항에 있어서, 상기 2차 코일(32)을 통해 1차 코일(22a, 22b)에 의해 발생된 자기장 플럭스의 진폭을 나타내는 파라미터는 상기 1차 코일에서 흐르는 부하 전류(42a, 42b)의 세기의 진폭인, 전력 공급 디바이스(10).
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 1차 모듈(20)의 제어 회로(25)는 상기 2차 모듈(30)의 추정된 위치에 기초하여, 상기 1차 모듈에 관하여 상기 2차 모듈을 움직이는 모터를 제어하도록 더 구성되는, 전력 공급 디바이스(10).
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1차 모듈(20)의 제어 회로(25)는 상기 2차 모듈(30)로 전송될 정보의 아이템에 기초하여 상기 1차 코일(22a, 22b)의 단자 양단의 전압(41)의 진폭을 변조시키도록 더 구성되는, 전력 공급 디바이스(10).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 모듈(30)은 상기 1차 모듈(20)로 전송될 정보의 아이템에 기초하여 상기 2차 코일(32)의 단자 양단의 전압의 진폭을 변조시키도록 더 구성된 "전송 회로"(36)라 지칭되는 전자 회로를 포함하는, 전력 공급 디바이스(10).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 모듈(30)은, 상기 손잡이가 후퇴 또는 전개 위치에 있을 때 DC-전압 전력 공급을 상기 2차 모듈(30)에 공급하도록 상기 1차 코일(22a, 22b) 중 적어도 하나와 상기 2차 코일(32) 사이에서 자기 유도를 통해 전송된 전기 에너지를 회복하도록 구성된 "원격 전력 공급 회로"(37)라 지칭되는 전자 회로를 포함하는, 전력 공급 디바이스(10).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 모듈(30)로 이어진 경로(33)는 상기 1차 모듈(20)에 관하여 상기 2차 모듈의 병진 움직임에 대응하는, 전력 공급 디바이스(10).
전개 가능한 손잡이(12)를 가진 차량 도어(11)로서,
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 청구된 바와 같은 전력 공급 디바이스(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 도어(11).
자동차로서,
제9항에 청구된 바와 같은 전개 가능한 손잡이(12)를 가진 도어(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.