WO2016180600A1 - Gerätespezifische anpassung des kabellosen ladeverhaltens von mobilgeräten - Google Patents

Gerätespezifische anpassung des kabellosen ladeverhaltens von mobilgeräten Download PDF

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WO2016180600A1
WO2016180600A1 PCT/EP2016/058401 EP2016058401W WO2016180600A1 WO 2016180600 A1 WO2016180600 A1 WO 2016180600A1 EP 2016058401 W EP2016058401 W EP 2016058401W WO 2016180600 A1 WO2016180600 A1 WO 2016180600A1
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WO
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charging
specific
parameters
mobile phone
specific parameters
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PCT/EP2016/058401
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Wilhelm
Axel KÖHNKE
Jens BANDENER
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Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer

Definitions

  • the present invention relates to a method for device-specific parameterization of devices to be charged wirelessly, in particular of mobile telephones in a vehicle, and to a corresponding device for providing and adjusting the corresponding devices
  • Wireless charging devices for mobile devices are about to move into motor vehicles. By simply placing a mobile terminal in a charging cradle or on a loading area, without the need for plugging in a charging cable into the mobile terminal, the mobile terminals can be charged while driving, which can increase the comfort of the users.
  • the object of the invention is to improve the charging process in the wireless charging devices.
  • Exemplary embodiments provide a method for device-specific parameterization of devices to be charged wirelessly, in particular of mobile telephones in a vehicle, and by a corresponding device for providing and setting the corresponding configuration parameters.
  • Embodiments are based on a device-specific parameterization of wirelessly charging mobile phones, for example based on a comparison between a charging transmission power and a charging-receiving power.
  • the parameters of a mobile phone can be determined, for example, in a laboratory (for a device series) or on a specific charging cradle (for a specific mobile phone). These parameters can then be determined, for example, in a laboratory (for a device series) or on a specific charging cradle (for a specific mobile phone). These parameters can then
  • the device-specific parameters can be used to achieve a transmission efficiency with a higher efficiency compared to a non-device-specific transmission power.
  • Embodiments provide a method for device-specific charging of a wirelessly charging mobile phone in a vehicle.
  • the method includes obtaining a product identification of the wireless phone to be loaded.
  • the method further includes retrieving one or more device-specific parameters.
  • the device-specific parameters can be identified on the basis of the product identification.
  • the device-specific parameters form a relationship between a charge-receiving power and a charging transmission power.
  • the method further includes loading the mobile phone based on the device-specific parameters. Loading based on the device-specific parameters allows a more general adaptation of the charging power and detection of foreign objects, since a tolerance threshold for the recognition of foreign objects can be reduced.
  • the device-specific parameters may be based on a power loss of a charging process based on a comparison of charging receive powers at different charging transmit powers.
  • Device-specific parameters can correspond, for example, to device-specific calibration parameters.
  • the device-specific parameters can for example be based on a calibration of a charging process of the mobile phone.
  • the device-specific parameters enable a more frequent adjustment of the charging power and an improved recognition of foreign objects, as a tolerance threshold for the detection of foreign objects can be reduced.
  • fetching further includes requests for device-specific parameters at a server based on the product identification and Get the device-specific parameters from the server.
  • Communication unit of the vehicle or via an Internet connection of a mobile phone are performed.
  • Use of the mobile phone may allow use of the method in vehicles that do not have their own internet connection.
  • fetching further includes storing the device-specific parameters obtained from the server. If the received device-specific parameters (local) are stored, they can be used for repeated loading operations without being recalled.
  • retrieving may further comprise comparing the product identification with a plurality of product identifications and corresponding device-specific calibration parameters in a controller of the vehicle.
  • the fetching may further comprise providing the corresponding device-specific calibration parameters if the product identification in the list is known.
  • the plurality of product identifications and corresponding device-specific calibration parameters can be organized, for example, as a list, or as a database, data structure, table, or look-up table. A local availability of the majority of product identifications and
  • corresponding device-specific calibration parameters can reduce or eliminate communication overhead.
  • the method may further comprise determining the device-specific calibration parameters based on a method for determining device-specific calibration parameters for wirelessly charging a mobile phone if no corresponding parameter set is available. Determining the
  • Device-specific parameters for example on a charging unit, can enable improved charging without having to retrieve a parameter set via the Internet.
  • the loading further includes detecting a foreign object based on the device-specific calibration parameters. Detecting the foreign object can prevent heating of the foreign object between the charging unit and the mobile phone, and thus, damage to the mobile phone and the charging unit, for example.
  • Embodiments also provide a method for determining device-specific calibration parameters for wirelessly charging a mobile phone. The method includes starting an energy transfer. The method further comprises storing reception powers of a receiver module of the mobile telephone at different transmission powers of a transmission module. The method further comprises calculating a power transmission performance curve based on the received powers. The measurement curve includes an approximation of the measurement points. The method further comprises determining the
  • Device-specific calibration parameters based on the measurement curve. Determining the device-specific parameters, for example on a charging unit, may allow for improved charging, such as lower thresholds in foreign object detection.
  • the method may further include, for example, positioning the receiver module of
  • Mobile phones on the transmitter module include. Positioning the receiver module of the mobile phone on the transmitter module may facilitate the measurement
  • the trace can be expressed, for example, by a polynomial, a mathematical expression or a table.
  • polynomials or mathematical
  • the method may further include obtaining a product identification of the wireless phone to be loaded.
  • the method may further comprise teaching a central computer about a calibration requirement.
  • the method may further include querying via a user interface whether calibration is to be performed. Starting the power transfer may be based on a result of polling.
  • Performing the calibration for example if no device-specific parameters are present, allows a determination of the device-specific parameters with a specific
  • Embodiments also provide an apparatus for device-specific charging of a wirelessly charging mobile phone in a vehicle.
  • the device comprises a wireless charging device, designed for charging the mobile phone.
  • the device further comprises a controller adapted to obtain a product identification of the wireless phone to be loaded.
  • the controller is further configured to retrieve one or more Device-specific parameters.
  • the device-specific parameters are based on the
  • the device-specific parameters form one
  • the control unit is further configured to charge the mobile phone by the wireless
  • Embodiments further provide an apparatus for determining device-specific calibration parameters for wirelessly charging a mobile phone.
  • the device comprises a transmission module designed for energy transmission to a receiver module of the
  • the device further comprises a control unit.
  • the control unit is designed to start an energy transmission.
  • the control unit is further configured to store received powers of the receiver module at different transmission powers of the transmission module.
  • the control unit is further configured to calculate a measurement curve for the power range of the energy transmission based on the received powers.
  • Measurement curve is based on an approximation of the measurement points.
  • the trace can be
  • control unit is further configured to determine the device-specific calibration parameters based on the measurement curve.
  • Embodiments also provide a method with features in accordance with. the description. Embodiments also provide a device with features. the description.
  • FIG. 1 a illustrates a flow chart of an embodiment of a method for
  • FIG. 1 b illustrates a flowchart of a further embodiment of a method for device-specific charging of a wirelessly charging mobile phone in a vehicle
  • FIG. 1 c illustrates a flowchart of an embodiment of a method for
  • Fig. 2 shows a diagram for illustrating transmission losses of several
  • FIG. 5 shows by way of example a further block diagram of an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows by way of example a block diagram of an embodiment for determining device-specific parameters for a wireless charging device for a mobile telephone
  • Fig. 7 illustrates a block diagram of an embodiment of an apparatus for
  • FIG. 8 illustrates a block diagram of an embodiment of an apparatus for
  • Exemplary embodiments show the same reference numerals may designate the same or similar components. Further, summary reference numerals may be used for components and objects that occur multiple times in one embodiment or in a drawing but are described together in terms of one or more features. Components or objects described by like or several or all features, such as their dimensions, the same, but possibly also be designed differently, unless otherwise explicitly or implicitly from the description.
  • Additional losses are due to the induction of eddy currents in conductive materials on the receiving side / between the transmitting and receiving modules. If metallic objects are within the effective range of the transmitting coil, energy is induced in these objects, causing heating and losses depending on the material and size of the objects. The losses due to induced eddy currents also increase with the energy to be transmitted.
  • the receiver coil (geometry, size, etc.) is receiver specific. In this case, the variation of the receiving coils in relation to their quality and geometry is too large to be able to make a qualified statement with a single data set of "standard values" for the losses of the energy transfer, whether in addition to the device-specific losses further losses in foreign objects between Fig. 2 shows the
  • the threshold value for foreign object detection is selected too low (only a few 100mW), small metallic objects can be detected, but a foreign object is wrongly detected for several receiver modules because the device specific power loss is greater than the FOD threshold value expected power loss (Figure 2) through the approximate reference calibration curve.
  • the approach currently used in practice for the detection of foreign objects is based on an approximated curve for the power losses relative to the received power of the receiver.
  • the losses of the transmission are determined and plotted in a diagram (FIG. 3).
  • 3002 shows the transmission losses
  • 3004 the quadratic approximation of the transmission losses in a measurement curve.
  • a curve approximation is calculated with the lowest possible mean error. This curve forms the basis for foreign object recognition.
  • a fixed threshold value PLOSS_FOD_MAX is suitably selected, at which a value exceeds
  • Foreign object is accepted and the energy transfer is interrupted.
  • a foreign object FOD
  • P RX a higher Power loss is incurred as the loss value PLOSS_EXPECTED plus expected by the calibration plus the defined threshold value.
  • Reference receiver determined expected losses with the expected losses for all usable receiving modules are very similar and have only small deviations from each other.
  • a method in which a separate data set of calibration parameters is provided or determined for each reception model.
  • These calibration parameters may, for example, correspond to device-specific parameters of the methods and devices of FIGS. 1 a-c, 7 and 8.
  • the receiver is positioned on the transmitter module and the energy transfer is started. For different transmission powers, the reception powers reported back in each case by the receiver module are stored and those relating to the specific one
  • Measuring points represents at the lowest possible error.
  • the device-specific losses for a receiver with the three coefficients a, b and c can be approximated (e.g., by a suitable numerical approximation method).
  • Ql compliant / certified devices send a Product ID (Product Identification) that identifies the respective receiving module. If a receive module is moved into the active area of the transmit module, the specific
  • the thresholds of power loss at which a shutdown of the energy transfer is performed can be significantly reduced. This also allows smaller objects in the range of energy transmission to be detected, which occur as relatively small additional losses in energy transfer.
  • FIG. 1 a illustrates a flow chart of an embodiment of a method for device-specific charging of a mobile phone 60 to be loaded wirelessly in a vehicle 100.
  • the method comprises obtaining 32 a product identification of the mobile phone 60 to be loaded wirelessly.
  • the product identification may be, for example, a device identification of a wireless charging system, such as a WLC-ID (WireLess Charging Identification,
  • a hardware address of the mobile phone such as a Bluetooth, WLAN (Wireless Local Area Network, Wireless Local Area Network)
  • the receiving may include, for example, receiving the product identification from the mobile telephone 60.
  • the obtaining may include detecting the product identification, for example by detecting a visual mark by an optical reader.
  • obtaining 32 may further include transforming an obtained unprocessed identification of mobile phone 60, such as transforming a batch or batch identifier into a product line identification.
  • the product identification may, for example, correspond to an identification of a product series or a product batch.
  • the method further includes retrieving 34 one or more device-specific parameters.
  • the device-specific parameters can be identified on the basis of the product identification.
  • the device-specific parameters form a relationship between a charge-receiving power and a charging transmission power.
  • the device-specific parameters can be calculated, for example, by comparing the charging transmission power and the charging reception power.
  • the device-specific parameters can change
  • a waveform for example, by a polynomial
  • the device-specific parameters may, for example, be specific for a mobile telephone or for a combination of a mobile telephone and a transmission module / charging device.
  • the device-specific parameters can be, for example, the
  • Coefficients of the polynomial include.
  • the device-specific parameters can be configured to calculate the coefficients of the polynomial.
  • the device-specific parameters may be based on a power loss of a charging process based on a comparison of charging-receiving powers at different charging transmission powers.
  • the device-specific parameters could correspond, for example, to device-specific or device-group-specific calibration parameters.
  • the device-specific parameters may be based, for example, on a calibration of a charging process of the mobile telephone 60.
  • the method as shown in FIG. 1b may be further
  • Determining 35 the device-specific calibration parameters based on a method for determining device-specific calibration parameters for wirelessly charging a device
  • FIG. 1 b also shows exemplary embodiments of retrieving 34 as an extension of FIG. 1 a.
  • polling 34 may further include device specific parameter requests 34a to a server 600 based on the product identification and obtaining device specific parameters 34b from the server 600.
  • the device-specific parameters can be determined, for example, in a laboratory, for example by the method of FIG. 1 c, and maintained by the server 600.
  • the requesting 34a and the obtaining 34b may be performed, for example, via a communication unit of the vehicle 100 or via an internet connection of a mobile phone such as the
  • the server can be a server of a Mobile phone manufacturer, a vehicle manufacturer, a manufacturer of wireless chargers.
  • the request 34a may include, for example, the product identification or information about the product identification. Alternatively or additionally, the request 34a, for example, a transformation of the product identification, or a
  • Grouping of the product identification for example, the conversion of a serial number of the mobile phone 60 in an identification of the product range include.
  • obtaining 34b may be based on data transmission, such as downloading the device-specific parameters, or receiving a data message that includes information about the device-specific parameters.
  • fetching 34 may further include storing 34c the obtained device-specific parameters from server 600, for example, by means of a memory module, such as permanently by means of a read-only memory, or temporarily in a volatile memory.
  • retrieving 34 may further comprise comparisons 34d of the product identification with a plurality of product identifications and corresponding device-specific calibration parameters in a controller of the vehicle 100.
  • the fetching 34 may further comprise providing 34e the corresponding device-specific calibration parameters if the majority of the product identification is known.
  • the plurality of product identifications and corresponding device-specific calibration parameters can
  • the plurality of product identifications and corresponding device-specific calibration parameters are based on the memory 34c.
  • fetch 34 may include retrieving the plurality of product identifications and corresponding device-specific calibration parameters.
  • the plurality of product identifications and corresponding device-specific calibration parameters may include, for example, device-specific calibration parameters of
  • Providing 34e may, for example, correspond to retrieving the device-specific parameters of the plurality from the data structure, for example reading out the values.
  • the method further includes loading 36 of the mobile phone 60 based on the
  • the store 36 may have a transmit power based on the device-specific parameters.
  • the transmission power with the mobile phone 60 can be more efficient than a non-mobile one. have device-specific transmission power.
  • the load 36 may further detect a foreign object 36 a based on the device-specific calibration parameter.
  • the detection 36a of the foreign object may be based on a difference of a charging transmission power and an expected charging reception power.
  • the mobile phone 60 may be configured to provide the charge-receiving performance.
  • the detection 36a may comprise, for example, a comparison of the received charging received power with a measuring curve on which the device-specific parameters are based.
  • the load 36 may be interrupted or aborted based on the detection 36a, such as to reduce or prevent heating of the foreign object.
  • FIG. 4 schematically shows a method for setting configuration parameters according to an embodiment of the present invention. It is intended to retrieve the data online.
  • calibration data can be determined under laboratory conditions and transferred to the WLC transmitter module via software update.
  • the calibration data may, for example, correspond to the device-specific parameters, the WLC transmission module to a control device 14 from FIG. 7.
  • Fig. 5 shows the charging method of the device gem. the concrete embodiment with the following steps:
  • the request is routed from the central computer via the OCU (Online Connectivity Unit) or a suitable device for establishing an Internet connection to the VW backend.
  • OCU Online Connectivity Unit
  • a suitable device for establishing an Internet connection to the VW backend can be used.
  • the VW backend contains a database, in the parameter sets known
  • the new parameter set is saved in the control unit and used for the wireless charging of the mobile phone
  • the WLC_Chip_ID may be used in the example implementation of the product identification
  • the VW service backend to the server 600
  • the central computer / OCU an on-board unit of the vehicle 100 with access to the Internet, for example via the mobile device 60, and / or the WLC controller to the controller 14 of FIG.
  • the mobile phone 60 may, for example, a programmable mobile phone, a
  • Smartphone a portable phone, a wearable, or a tablet computer with phone function. In at least some embodiments, this could
  • Vehicle 100 for example, a land vehicle, a watercraft, a
  • Aircraft a rail vehicle, a road vehicle, a car, a
  • Off-road vehicle a motor vehicle, or a truck correspond.
  • FIG. 1 c shows a method for determining device-specific calibration parameters for wireless charging of a mobile telephone 60.
  • the method may, for example, implement determining 35 from FIG. 1 b.
  • the method may include positioning 42 a receiver module of the mobile phone 60 on a computer
  • the receiver module may correspond to a receiver module for wirelessly charging the mobile phone 60, and corresponding inductive ones
  • the transmission module may, for example, correspond to a transmission module of a device for wirelessly charging a mobile telephone.
  • the transmission module may for example correspond to a transmission module of a measuring device which is designed to measure a charging-transmission power of a wireless charging process of a mobile telephone.
  • the transmission module can, for example, coils for
  • the method further includes starting 44 an energy transfer.
  • the energy transmission can correspond, for example, to an energy transmission, as used in a wireless charging process of the mobile telephone 60, for example with different charging-transmission powers.
  • the method further comprises storing 46 receive powers of
  • Receiver module at different transmission powers of the transmission module.
  • the storage 46 can be done for example by means of a memory module.
  • the method may further comprise receiving the receiving powers of the receiver module, for example from a measuring unit and / or from the
  • the method further comprises calculating 48 a trace for the
  • Measurement curve is based on an approximation of the measurement points.
  • the calculation 48 of the measurement curve can be based, for example, on an interpolation of the received powers for a plurality of transmission powers.
  • the calculation 48 may be based on a quadratic approximation of the measurement points.
  • the measurement curve can be expressed in some embodiments as a polynomial, for example, as a polynomial 2nd order or as a polynomial of a higher order.
  • the measurement curve can be expressed as a mathematical expression or as a table.
  • the mathematical expression can describe the measurement curve or an approximation of the measurement curve.
  • the table may correspond to a comparison of charging transmission power and charging reception power.
  • the method further comprises determining 50 the device-specific calibration parameters based on the measurement curve.
  • the determining 50 may correspond to determining the coefficients of a polynomial based on the trace.
  • the determining 50 may further correspond, for example, to a further transformation of the measurement curve, such as the selection of one or more charging transmission powers, which indicate a higher efficiency compared to non-device-specific parameters, and corresponding expected charging-reception powers.
  • the determining 50 may include, for example, determining
  • the method may further include obtaining 43 a product identification of the wireless phone 60 to be loaded.
  • the method may further comprise teaching 43b a central computer via a Include calibration needs.
  • the central computer may correspond to an onboard information system of the vehicle 100 (also known as an on-board unit, OBU) or an infotainment system of the vehicle 100, for example an embedded computer having functions for controlling vehicle functions and / or
  • the teaching 43b may be based on a compare 34 (FIG. 1b), such as when the plurality of product identifications and corresponding device-specific calibration parameters do not include the product identification or transformation of the product information.
  • starting 44 may be performed automatically and / or without user interaction.
  • the central computer may be configured to initiate the boot 44 based on the teaching 43b.
  • the method may further include querying 43c via a user interface whether calibration is to be performed.
  • the starting 44 of the energy transfer may be based on a result of the query 43c.
  • the querying 43 c can be performed, for example, via an operating element of the vehicle 100 or an operating element of the mobile telephone 60.
  • the starting 44 may for example be based on whether a user of the mobile phone 60 wants to perform the calibration.
  • a selection of transmit power may be based on the query 43c, for example, in the event that the user initiates a quick or a detailed calibration.
  • FIG. 6 schematically shows a method for setting configuration parameters according to an embodiment of the present invention. It is intended to adapt the data by the user.
  • a second possibility for generating the calibration data is to perform a calibration of the transmission module still unknown receiving module.
  • the customer would be prompted via a user interface (display, multimedia module, etc.) to position the reception module on the transmission module and to ensure that there are no metal objects between the transmission and reception module.
  • a user interface display, multimedia module, etc.
  • the remaining steps of the calibration are performed by the software of the receiving module
  • the charging method of the device would gem. of the concrete embodiment, therefore, proceed with the following steps:
  • the WLC_Chip_ID of the currently connected mobile phone is unknown 2.
  • the central computer is informed of the calibration requirement
  • the controller calculates the optimal parameter set
  • the WLC_Chip_ID may correspond to the product identification and the
  • the HMI may correspond to a user interface (also called human-machine interface, HMI) of an information system, such as an on-board unit, of the vehicle.
  • HMI human-machine interface
  • the device 10 comprises a wireless charging device 12 configured to charge the mobile phone 60.
  • the device 10 further comprises a control device 14, configured to obtain a product identification of the mobile phone 60 to be wirelessly charged
  • Controller 14 is further configured to retrieve one or more device-specific parameters.
  • the device-specific parameters can be identified on the basis of the product identification.
  • the device-specific parameters form a relationship between a charge-receiving power and a charging transmission power.
  • the controller 14 is further configured to charge the cellphone 60 by the wireless charging device 12 based on the device-specific parameters.
  • the wireless charging device 12 may correspond to a charging device for wirelessly charging a mobile phone, such as a charging cradle or a charging plate, and may include, for example, power transmission coils.
  • the further control electronics may include for controlling the charging process.
  • the control unit 14 may be formed, for example, for controlling the wireless
  • the controller 14 may correspond, for example, to a WLC controller. In embodiments, the controller 14 may correspond to any controller or processor or programmable hardware component.
  • the controller 14 may also be implemented as software suitable for a corresponding hardware component is programmed.
  • the controller 14 may be implemented as programmable hardware with appropriately adapted software. Any number of processors, such as Digital Signal Processors (DSPs), can be used. Embodiments are not limited to a particular type of processor. There are any processors or multiple processors for implementing the controller 14 conceivable.
  • DSPs Digital Signal Processors
  • FIG. 8 illustrates a block diagram of one embodiment of a device 20 for determining device-specific calibration parameters for wireless charging of a device
  • the device comprises a transmitting module 22 designed for a
  • the device further comprises a control unit 24, designed to start a power transmission.
  • the control unit 24 is further configured to store receive powers of the receiver module at different transmit powers of the transmit module 22.
  • the controller 24 is further configured to calculate a trace for the power range of the energy transfer based on the receive powers.
  • the measurement curve includes an approximation of the measurement points.
  • the control unit 24 is further configured to determine the device-specific calibration parameters based on the measurement curve.
  • the transmission module 22 may correspond to a transmission module of a device for wirelessly charging a mobile telephone.
  • the transmission module 22 may correspond, for example, to a transmission module of a measuring device which is designed to measure a charge-transmission power of a wireless charging process of a mobile telephone.
  • the transmission module 22 may comprise, for example, coils for energy transmission.
  • the transmission module 22 may be included in, for example, the wireless charging device 12 or correspond.
  • the transmission module 22 may form a unit with the wireless charging device 12, for example.
  • the control unit 24 may be designed, for example, for controlling the transmission module 22.
  • the control unit 24 may correspond, for example, to a WLC control unit.
  • the control unit 24 may correspond, for example, to a control unit of a laboratory measuring device or measuring computer.
  • the controller 24 may correspond to any controller or processor or programmable hardware component.
  • the controller 24 may be implemented as software that is programmed for a corresponding hardware component.
  • the control unit 24 can be implemented as programmable hardware with correspondingly adapted software.
  • processors such as digital signal processors (DSPs) can be used.
  • DSPs digital signal processors
  • Embodiments are not limited to a particular type of processor.
  • the control unit 24 may, for example, correspond to the control unit 14 or the control unit 24 and the control unit 14 may be included in a common control entity.
  • Another embodiment is a computer program for performing at least one of the methods described above when the computer program runs on a computer, a processor, or a programmable hardware component. Another one
  • Embodiments is also a digital storage medium, the machine or
  • embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software.
  • the implementation may be performed using a digital storage medium, such as a floppy disk, a DVD, a Blu-Ray Disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or FLASH memory, a hard disk, or other magnetic disk or optical memory are stored on the electronically readable control signals, which can cooperate with a programmable hardware component or cooperate such that the respective method is performed.
  • CPU central processing unit
  • GPU graphics processing unit
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • IC Integrated Circuit
  • SOC system on chip
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the digital storage medium may therefore be machine or computer readable.
  • some embodiments include a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system or programmable hardware component such that one of the methods described herein is performed.
  • An embodiment is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the
  • embodiments of the present invention may be implemented as a program, firmware, computer program, or computer program product having program code or data, the program code or data operative to perform one of the methods when the program resides on a processor or a computer programmable hardware component expires.
  • the program code or the data can or can for example also on a machine-readable carrier or data carrier
  • the program code or the data may be present, inter alia, as source code, machine code or bytecode as well as other intermediate code.
  • Another embodiment is further a data stream, a signal sequence, or a sequence of signals that represents the program for performing any of the methods described herein.
  • the data stream, the signal sequence or the sequence of signals can be configured, for example, to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet or another network.
  • Exemplary embodiments are thus also data representing
  • a program may implement one of the methods during its execution by, for example, reading or writing one or more data into memory locations, optionally switching operations or other operations in transistor structures, amplifier structures, or other electrical, optical, magnetic or caused by another operating principle working components. Accordingly, by reading a memory location, data, values, sensor values or other information can be detected, determined or measured by a program.
  • a program can therefore acquire, determine or measure quantities, values, measured values and other information by reading from one or more storage locations, as well as effecting, initiating or executing an action by writing to one or more storage locations and other devices, machines and

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung umfasst Verfahren und Vorrichtungen zur gerätespezifischen Anpassung des kabellosen Ladeverhaltens von Mobilgeräten. Das Verfahren zum gerätespezifischen Laden eines kabellos zu ladenden Mobiltelefons in einem Fahrzeug umfasst Erhalten einer Produkt-Identifikation des kabellos zu ladenden Mobiltelefons. Das Verfahren umfasst ferne Abrufen von ein oder mehreren gerätespezifischen Parametern. Die gerätespezifischen Parameter sind anhand der Produktidentifikation identifizierbar. Die gerätespezifischen Parameter bilden einen Zusammenhang zwischen einer Lade-Empfangsleistung und einer Lade-Sendeleistung ab. Das Verfahren umfasst ferner Laden des Mobiltelefons basierend auf den gerätespezifischen Parametern.

Description

Beschreibung
Gerätespezifische Anpassung des kabellosen Ladeverhaltens von Mobilgeräten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur gerätespezifischen Parametrierung von kabellos zu ladenden Geräten, insbesondere von Mobiltelefonen in einem Fahrzeug sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Bereitstellung und Einstellung der entsprechenden
Konfigurationsparameter.
Kabellose Ladevorrichtungen für mobile Endgeräte sind dabei, Einzug in Kraftfahrzeuge zu halten. Durch ein einfaches Ablegen eines mobilen Endgeräts in einer Ladeschale oder auf einer Ladefläche können so, ohne, dass ein Einstecken eines Ladekabels in das mobile Endgerät von Nöten wäre, die mobilen Endgeräte während der Fahrt aufgeladen werden, was einen Komfort der Nutzer erhöhen kann.
Bei der Verwendung eines Moduls zur drahtlosen Energieübertragung stellen sich abhängig von der zu übertragenden Energie unterschiedliche Verlustleistungen, insbesondere auch durch Störkonturen zwischen der Ladestation und dem mobilen Endgerät, ein. Die zur Kompensation der Verlustleistung vom Qi1.1 Standard verwendete Kalibrierung des Systems erfolgt mit einem genormten Messempfänger. Die so gewonnenen Parameter optimieren das System auf diesen Empfänger. Damit kommt es bei der Benutzung realer Mobiltelefone zu Abweichungen, da die Kalibrierung auf einen Messempfänger ausgebildet ist, der nicht notwendigerweise ein reales Telefon nachbildet, so dass eine Fremdobjekterkennung möglicherweise zu früh getriggert wird und damit der Ladevorgang abgebrochen wird. Oder die Fremdobjekterkennung wird möglicherweise zu spät getriggert, so dass es zur lokalen Aufheizung kommen kann. Aus diesem Grund ist die Toleranzgrenze der Fremdobjekterkennung relativ groß gewählt.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Ladevorgang bei den kabellos zu ladenden Geräten zu verbessern.
Diesem Bedarf wird durch Vorrichtungen und Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen Rechnung getragen. Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zur gerätespezifischen Parametrierung von kabellos zu ladenden Geräten, insbesondere von Mobiltelefonen in einem Fahrzeug sowie durch eine entsprechende Vorrichtung zur Bereitstellung und Einstellung der entsprechenden Konfigurationsparameter.
Ausführungsbeispiele basieren auf einer gerätespezifischen Parametrisierung von kabellos zu ladenden Mobiltelefonen, beispielsweise basierend auf einem Vergleich zwischen einer Lade- Sendeleistung und einer Lade-Empfangsleistung. Die Parameter eines Mobiltelefons können beispielsweise in einem Labor (für eine Gerätereihe) oder auf einer spezifischen Ladeschale (für ein spezifisches Mobiltelefon) ermittelt werden. Diese Parameter können dann
beispielsweise in einem Ladevorgang genutzt werden, um eine Fremdobjekterkennung von kleinen Objekten zu ermöglichen. Ferner können die gerätespezifischen Parameter genutzt werden, um eine Übertragungsleistung mit einem höheren Wirkungsgrad, verglichen mit einer nicht-gerätespezifischen Übertragungsleistung, zu erreichen.
Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum gerätespezifischen Laden eines kabellos zu ladenden Mobiltelefons in einem Fahrzeug. Das Verfahren umfasst ein Erhalten einer Produkt- Identifikation des kabellos zu ladenden Mobiltelefons. Das Verfahren umfasst ferner ein Abrufen von ein oder mehreren gerätespezifischen Parametern. Die gerätespezifischen Parameter sind anhand der Produktidentifikation identifizierbar. Die gerätespezifischen Parameter bilden einen Zusammenhang zwischen einer Lade-Empfangsleistung und einer Lade-Sendeleistung ab. Das Verfahren umfasst ferner ein Laden des Mobiltelefons basierend auf den gerätespezifischen Parametern. Das Laden basierend auf den gerätespezifischen Parametern ermöglicht eine generauere Anpassung der Ladeleistung und einer Erkennung von Fremdobjekten, da eine Toleranzschwelle für die Erkennung von Fremdobjekten reduziert werden kann.
In manchen Ausführungsbeispielen können die gerätespezifischen Parameter auf einer Verlustleistung eines Ladevorgangs basierend auf einem Vergleich von Lade- Empfangsleistungen bei unterschiedlichen Lade-Sendeleistungen basieren. Die
gerätespezifischen Parameter können beispielsweise gerätespezifischen Kalibrierungs- Parametern entsprechen. Die gerätespezifischen Parameter können beispielsweise auf einer Kalibrierung eines Ladevorgangs des Mobiltelefons basieren. Die gerätespezifischen Parameter ermöglichen eine generauere Anpassung der Ladeleistung und eine verbesserte Erkennung von Fremdobjekten, da eine Toleranzschwelle für die Erkennung von Fremdobjekten reduziert werden kann.
In zumindest einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Abrufen ferner Anfragen von gerätespezifischen Parametern an einem Server basierend auf der Produkt-Identifikation und Erhalten der gerätespezifischen Parameter von dem Server. Durch das Abrufen der gerätespezifischen Parameter von einem Server kann der Aufwand eines Nutzers reduziert werden, da in manchen Fällen eine Kalibrierung auf einer Ladeeinrichtung entfallen kann.
In manchen Ausführungsbeispielen kann das Anfragen und das Erhalten über eine
Kommunikationseinheit des Fahrzeugs oder über eine Internetverbindung eines Mobiltelefons durchgeführt werden. Die Nutzung des Mobiltelefons kann eine Nutzung des Verfahrens in Fahrzeugen ermöglichen, die über keine eigene Internetverbindung verfügen.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Abrufen ferner ein Speichern der von dem Server erhaltenen gerätespezifischen Parameter. Werden die erhaltenen gerätespezifischen Parameter (lokal) gespeichert, so können sie, ohne dass sie erneut abgerufen werden, für wiederholte Ladevorgänge genutzt werden.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann das Abrufen ferner Vergleichen der Produkt-Identifikation mit einer Mehrzahl von Produkt-Identifikationen und entsprechenden gerätespezifischen Kalibrier-Parametern in einem Steuergerät des Fahrzeugs umfassen. Das Abrufen kann ferner ein Bereitstellen der entsprechenden gerätespezifischen Kalibrier- Parameter umfassen, falls die Produkt-Identifikation in der Liste bekannt ist. Die Mehrzahl von Produkt-Identifikationen und entsprechenden gerätespezifischen Kalibrier-Parametern kann beispielsweise als Liste organisiert sein, oder als Datenbank, Datenstruktur, Tabelle, oder Look- Up-Table. Eine lokale Verfügbarkeit der Mehrzahl von Produkt-Identifikationen und
entsprechenden gerätespezifischen Kalibrier-Parametern kann einen Kommunikations- Mehraufwand reduzieren oder eliminieren.
In zumindest einigen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Bestimmen der gerätespezifischen Kalibrier-Parametern basierend auf einem Verfahren zum Bestimmen von gerätespezifischen Kalibrier-Parametern zum drahtlosen Laden eines Mobiltelefon, falls kein entsprechender Parametersatz zur Verfügung steht, umfassen. Das Bestimmen der
gerätespezifischen Parameter, beispielsweise auf einer Ladeeinheit, kann ein verbessertes Laden ermöglichen, ohne dass ein Parametersatz über das Internet abgerufen werden muss.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Laden ferner ein Erkennen eines Fremdobjekts basierend auf den gerätespezifischen Kalibrier-Parametern. Das Erkennen des Fremdobjekts kann ein Erhitzen des Fremdobjekts zwischen Ladeeinheit und Mobiltelefon verhindern, und damit beispielsweise Schäden an Mobiltelefon und Ladeeinheit. Ausführungsbeispiele schaffen ferner ein Verfahren zum Bestimmen von gerätespezifischen Kalibrier-Parametern zum drahtlosen Laden eines Mobiltelefons. Das Verfahren umfasst Starten einer Energieübertragung. Das Verfahren umfasst ferner Speichern von Empfangsleistungen eines Empfängermoduls des Mobiltelefons bei unterschiedlichen Sendeleistungen eines Sende- Moduls. Das Verfahren umfasst ferner Berechnen einer Messkurve für den Leistungsbereich der Energieübertragung basierend auf den Empfangsleistungen. Die Messkurve umfasst eine Approximation der Messpunkte. Das Verfahren umfasst ferner ein Bestimmen der
gerätespezifischen Kalibrier-Parameter basierend auf der Messkurve. Das Bestimmen der gerätespezifischen Parameter, beispielsweise auf einer Ladeeinheit, kann ein verbessertes Laden ermöglichen, etwa durch geringere Schwellenwerte bei einer Fremdobjekterkennung.
Das Verfahren kann beispielsweise ferner Positionieren des Empfängermoduls des
Mobiltelefons auf dem Sende-Modul umfassen. Das Positionieren des Empfängermoduls des Mobiltelefons auf dem Sende-Modul kann die Messung ermöglichen
Die Messkurve kann beispielsweise durch ein Polynom, einen mathematischen Ausdruck oder eine Tabelle ausgedrückt werden. Die Nutzung von Polynomen oder mathematischen
Ausdrücken ermöglicht ein Speichern der Messkurve mit einer geringeren Datengröße als die Nutzung individueller Messpunkte. Die Nutzung einer Tabelle kann einen Berechnungsaufwand beim Laden reduzieren.
In einigen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Erhalten einer Produkt- Identifikation des kabellos zu ladenden Mobiltelefons umfassen. Das Verfahren kann ferner ein Unterrichten eines Zentral rech ners über einen Kalibrierungsbedarf umfassen.
In manchen Ausführungsbeispielen kann das Starten der Energieübertragung ohne
Benutzerinteraktion durchgeführt werden. Alternativ kann das Verfahren ferner ein Abfragen über eine Benutzerschnittstelle, ob eine Kalibrierung durchgeführt werden soll umfassen. Das Starten der Energieübertragung kann auf einem Resultat des Abfragens basieren. Das
Durchführen der Kalibrierung, etwa wenn keine gerätespezifischen Parameter vorhanden sind, ermöglicht eine Bestimmung der gerätespezifischen Parameter mit einer spezifischen
Kombination aus Mobiltelefon und Ladeeinheit.
Ausführungsbeispiele schaffen ferner eine Vorrichtung zum gerätespezifischen Laden eines kabellos zu ladenden Mobiltelefons in einem Fahrzeug. Die Vorrichtung umfasst eine kabellose Ladevorrichtung, ausgebildet zum Laden des Mobiltelefons. Die Vorrichtung umfasst ferner ein Steuergerät, ausgebildet zum Erhalten einer Produkt-Identifikation des kabellos zu ladenden Mobiltelefons. Das Steuergerät ist ferner ausgebildet zum Abrufen von ein oder mehreren gerätespezifischen Parametern. Die gerätespezifischen Parameter sind anhand der
Produktidentifikation identifizierbar. Die gerätespezifischen Parameter bilden einen
Zusammenhang zwischen einer Lade-Empfangsleistung und einer Lade-Sendeleistung ab. Das Steuergerät ist ferner ausgebildet zum Laden des Mobiltelefons durch die kabellose
Ladevorrichtung basierend auf den gerätespezifischen Parametern.
Ausführungsbeispiele schaffen ferner eine Vorrichtung zum Bestimmen von gerätespezifischen Kalibrier-Parametern zum drahtlosen Laden eines Mobiltelefons. Die Vorrichtung umfasst ein Sende-Modul ausgebildet für eine Energieübertragung zu einem Empfängermodul des
Mobiltelefons. Die Vorrichtung umfasst ferner ein Steuergerät. Das Steuergerät ist ausgebildet zum Starten einer Energieübertragung. Das Steuergerät ist ferner ausgebildet zum Speichern von Empfangsleistungen des Empfängermoduls bei unterschiedlichen Sendeleistungen des Sende-Moduls. Das Steuergerät ist ferner ausgebildet zum Berechnen einer Messkurve für den Leistungsbereich der Energieübertragung basierend auf den Empfangsleistungen. Die
Messkurve basiert auf einer Approximation der Messpunkte. Die Messkurve kann
beispielsweise die Approximation der Messpunkte umfassen. Das Steuergerät ist ferner ausgebildet zum Bestimmen der gerätespezifischen Kalibrier-Parameter basierend auf der Messkurve.
Ausführungsbeispiele schaffen ferner ein Verfahren mit Merkmalen gem. der Beschreibung. Ausführungsbeispiele schaffen ferner eine Vorrichtung mit Merkmalen gem. der Beschreibung.
Ausführungsbeispiele schaffen ferner ein Programm mit einem Programmcode zum
Durchführen zumindest eines der Verfahren wenn der Programmcode auf einem Computer, einem Prozessor, einem Kontrollmodul oder einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele, auf welche Ausführungsbeispiele generell jedoch nicht insgesamt beschränkt sind, näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 a illustriert ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum
gerätespezifischen Laden eines kabellos zu ladenden Mobiltelefons in einem Fahrzeug;
Fig. 1 b illustriert ein Flussdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum gerätespezifischen Laden eines kabellos zu ladenden Mobiltelefons in einem Fahrzeug; Fig. 1 c illustriert ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum
Bestimmen von gerätespezifischen Kalibrier-Parametern zum drahtlosen Laden eines Mobiltelefons;
Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Illustration von Übertragungsverlusten mehrerer
Empfangsmodule;
Fig. 3 zeigt ein beispielhaftes Diagramm einer Messkurve;
Fig. 4 zeigt beispielhaft ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels zum
gerätespezifischen Laden für eine kabellose Ladevorrichtung für ein Mobiltelefon;
Fig. 5 zeigt beispielhaft ein weiteres Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels zum
gerätespezifischen Laden für eine kabellose Ladevorrichtung für ein Mobiltelefon;
Fig. 6 zeigt beispielhaft ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels zum Bestimmen von gerätespezifischen Parametern für eine kabellose Ladevorrichtung für ein Mobiltelefon;
Fig. 7 illustriert ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum
gerätespezifischen Laden eines kabellos zu ladenden Mobiltelefons in einem Fahrzeug; und
Fig. 8 illustriert ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum
Bestimmen von gerätespezifischen Kalibrier-Parametern zum drahtlosen Laden eines Mobiltelefons;
Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Dickenabmessungen von Linien, Schichten und/oder Regionen um der Deutlichkeit Willen übertrieben dargestellt sein.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren, die lediglich einige
exemplarische Ausführungsbeispiele zeigen, können gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten bezeichnen. Ferner können zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet werden, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Zeichnung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
Obwohl Ausführungsbeispiele auf verschiedene Weise modifiziert und abgeändert werden können, sind Ausführungsbeispiele in den Figuren als Beispiele dargestellt und werden hierin ausführlich beschrieben. Es sei jedoch klargestellt, dass nicht beabsichtigt ist,
Ausführungsbeispiele auf die jeweils offenbarten Formen zu beschränken, sondern dass Ausführungsbeispiele vielmehr sämtliche funktionale und/oder strukturelle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die im Bereich der Erfindung liegen, abdecken sollen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der gesamten Figurenbeschreibung gleiche oder ähnliche Elemente.
Man beachte, dass ein Element, das als mit einem anderen Element„verbunden" oder „verkoppelt" bezeichnet wird, mit dem anderen Element direkt verbunden oder verkoppelt sein kann oder dass dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Wenn ein Element dagegen als„direkt verbunden" oder„direkt verkoppelt" mit einem anderen Element bezeichnet wird, sind keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Andere Begriffe, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten auf ähnliche Weise interpretiert werden (z.B.,„zwischen" gegenüber„direkt dazwischen",„angrenzend" gegenüber „direkt angrenzend" usw.).
Die Terminologie, die hierin verwendet wird, dient nur der Beschreibung bestimmter
Ausführungsbeispiele und soll die Ausführungsbeispiele nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen„ einer,"„ eine",„eines " und„der, die, das" auch die Pluralformen beinhalten, solange der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt. Ferner sei klargestellt, dass die Ausdrücke wie z.B.„beinhaltet",„beinhaltend",„aufweist",„umfasst", „umfassend" und/oder„aufweisend", wie hierin verwendet, das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen und/oder Komponenten angeben, aber das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem bzw. einer oder mehreren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen.
Solange nichts anderes definiert ist, haben sämtliche hierin verwendeten Begriffe (einschließlich von technischen und wissenschaftlichen Begriffen) die gleiche Bedeutung, die ihnen ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem die Ausführungsbeispiele gehören, beimisst. Ferner sei klargestellt, dass Ausdrücke, z.B. diejenigen, die in allgemein verwendeten
Wörterbüchern definiert sind, so zu interpretieren sind, als hätten sie die Bedeutung, die mit ihrer Bedeutung im Kontext der einschlägigen Technik konsistent ist, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn zu interpretieren sind, solange dies hierin nicht ausdrücklich definiert ist.
Beim kabellosen Laden können Verlustleistungen an mehreren Stellen eines Gesamtsystems zum kabellosen Laden eines Mobiltelefons entstehen. Durch Nichtlinearitäten der verwendeten Bauteile (Feldeffekt-Transistoren, Spannungswandler, Spulen...) entstehen Last-Abhängige Verluste auf der Sendeseite. Diese Verluste sind Senderabhängig und können mit einer einmaligen Kalibrierung des Senders ermittelt werden.
Der wesentlich größere Teil der Leistungsverluste bei der Energieübertragung fällt bei der induktiven/resonanten Kopplung zwischen der Sende- und Empfangsantenne an.
Signifikante Faktoren für die Qualität der Kopplung sind die Geometrie der Spulen und das geometrische Verhältnis der Sende- und Empfangsspule zueinander (Größe, Orientierung, Abstand). Dabei zeigt sich eine gute Kopplung bei ähnlich bzw. gleich großen Antennen. Ist die Empfängerspule beispielsweise deutlich kleiner als die Sendespule zeigt sich eine schlechte Kopplung und es zeigen sich höhere Leistungsverluste bei der Energieübertragung.
Zusätzliche Verluste fallen durch die Induktion von Wirbelströmen in leitfähige Materialien auf der Empfangsseite / zwischen Sende- und Empfangsmodul an. Befinden sich metallische Objekte innerhalb des Wirkungsbereichs der Sendespule wird Energie in diese Objekte induziert wodurch eine Erwärmung stattfindet und Verluste abhängig vom Material und Größe der Objekte anfallen. Die Verluste durch induzierte Wirbelströme steigen ebenfalls mit der zu übertragenden Energie an.
Die Empfangsspule (Geometrie, Größe etc.) ist Empfängerspezifisch. Dabei ist die Variation der Empfangsspulen bezogen auf ihre Güte und Geometrie zu groß, um mit einem einzelnen Datensatz an„Standard-Werten" für die Verluste der Energieübertragung, eine qualifizierte Aussage treffen zu können, ob zusätzlich zu den Gerätespezifischen Verlusten weitere Verluste in Fremdobjekten zwischen Sende- und Empfangsspule anfallen. Fig. 2 zeigt die
Verlustleistungen für unterschiedliche Empfangsmodule 2002a-e. Die Diagrammdarstellung zeigt deutlich die starke Abhängigkeit der Verlustleistung vom jeweils verwendeten
Empfangsmodul.
Für eine Fremdobjekterkennung (FOD) ist es allerdings zwingend notwendig verlässlich abschätzen / berechnen zu können ob zusätzlich zu den gerätespezifischen Verlusten zusätzliche ungewollte Verluste anfallen, die auf ein Fremdobjekt zwischen den Spulen hinweisen.
Laboruntersuchungen haben gezeigt, dass kleine Münzen (1€cent , 2€cent, 5€cent), die sich innerhalb des Bereiches der Sendespule befinden, schon bei zusätzlichen Verlusten von wenigen 100mW eine signifikante Erhöhung der Oberflächentemperatur erfahren.
Da sich bei unterschiedlichen Empfangsmodulen die zu erwartende Verlustleistung (ohne Fremdobjekte im Wirkungsbereich) schon um mehrere 100mW unterscheidet (untersuchte Geräte unterschieden sich um bis zu 600mW und mehr) können kleinere Objekte die nur geringe zusätzliche Verluste bei der Energieübertragung hervorrufen nicht zuverlässig erkannt werden.
Wird der Schwellenwert für die Fremdobjekterkennung (FOD) zu gering gewählt (wenige 100mW) können zwar kleine metallische Objekte erkannt werden, jedoch wird für mehrere Empfangsmodule fälschlicher Weise ein Fremdobjekt erkannt, da die Gerätespezifische Verlustleistung um mehr als den FOD Schwellwert größer ist, als die erwartete Verlustleistung (Fig. 2) durch die genäherte Kurve der Referenzkalibrierung.
Wird hingegen der Schwellwert für die FOD zu groß gewählt, so dass keine
Fremdobjekterkennung bei allen unterschiedlichen Empfangsmodulen stattfindet, obwohl kein Fremdobjekt im Wirkungsbereich liegt, werden bei einigen Empfangsmodulen kleine
Fremdobjekte (1 ,2,5cent) nicht mehr erkannt. Dennoch findet auch in diesen Fällen eine signifikante Erwärmung der Fremdobjekte statt (>80°C).
Der in der Praxis momentan verwendete Ansatz zur Detektion von Fremdobjekten beruht auf einer angenäherten Kurve für die Verlustleistungen bezogen auf die Empfangsleistung des Empfängers.
Für unterschiedliche Empfangsleistungen werden die Verluste der Übertragung ermittelt und in einem Diagramm aufgetragen (Fig. 3). 3002 zeigt die Übertragungsverluste, 3004 die quadratische Näherung der Übertragungsverluste in einer Messkurve. Durch ein geeignetes Mathematisches Verfahren wird eine Kurvenapproximation mit einem möglichst geringem mittlerem Fehler berechnet. Diese Kurve bildet die Basis für die Fremdobjekterkennung. Ein fixer Schwellwert PLOSS_FOD_MAX wird geeignet gewählt, bei dessen überschreiten ein
Fremdobjekt angenommen wird und die Energieübertragung unterbrochen wird. Dabei wird ein Fremdobjekt (FOD) erkannt, wenn bei einer bestimmten Empfangsleistung PRX ein höherer Leistungsverlust anfällt, als der durch die Kalibrierung erwartete Verlustwert PLOSS_EXPECTED plus den definierten Schwellwert.
PFOD Abschaltung = PLOSS_FOD_MAX + PLOSS_EXPECTED
Dieses Verfahren funktioniert allerdings nur, wenn die aus der Kalibrierung mit dem
Referenzempfänger ermittelten zu erwartenden Verluste mit den zu erwartenden Verlusten für alle verwendbaren Empfangsmodule sehr ähnlich sind und nur geringe Abweichungen voneinander aufweisen.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren vorgesehen, bei dem für jedes Empfangsmodell ein eigener Datensatz an Kalibierparametern bereitgestellt bzw. ermittelt wird. Diese Kalibrier-Parameter können beispielsweise gerätespezifischen Parametern der Verfahren und Vorrichtungen der Figuren 1 a-c, 7 und 8 entsprechen.
Dabei wird der Empfänger auf dem Sende-Modul positioniert und die Energieübertragung gestartet. Für unterschiedliche Sendeleistungen werden die jeweils vom Empfängermodul zurückgemeldeten Empfangsleistungen gespeichert und die zu der spezifischen
Empfangsleistung passende Verlustleistung berechnet.
^Verlust ~ ^Empfänger ~ ^Sender
Aus den gerätespezifischen Wertepaaren für den kompletten Leistungsbereich der
Energieübertragung wird eine geeignete Kurve berechnet, die eine Approximation der
Messpunkte darstellt bei einem möglichst geringen Fehler.
Eine Polynom-Näherung mit ausreichendem Grad zeigte in Labortests gute Ergebnisse. Für Evaluierungszwecke wurde ein Polynom 2ter Ordnung verwendet, wobei auch exponentielle Kurvennäherungen sowie Polynome höherer Ordnung möglich sind und ggf. eine deutliche Verbesserung der Näherung erzielen können. p(x) = ax2 + bx + c
Durch die Verwendung eines Polynoms 2ter Ordnung können die gerätespezifischen Verluste für einen Empfänger mit den drei Koeffizienten a, b und c approximiert werden (z.B. über ein geeignetes numerisches Näherungsverfahren).
Somit können mit geringem Speicherverbrauch eine große Anzahl an Empfänger-Parameter vorgehalten werden um eine Gerätespezifische Auswertung der Verluste zu ermöglichen. Ql Konforme / zertifizierte Geräte senden eine Produkt-ID (Produkt-Identifikation), über die eine Identifizierung des jeweiligen Empfangsmoduls möglich ist. Wird ein Empfangsmodul in den aktiven Bereich des Sendemoduls bewegt, kann über diese Produkt-ID der spezifische
Datensatz an Kalibrierdaten abgerufen werden und zur Ermittlung der zusätzlichen Verluste verwendet werden.
Da für jeden verwendeten Empfänger die zu erwartenden Verluste bei jeder möglichen zu übertragenden Leistung bekannt sind, können die ungewollten Verluste durch z.B. Metallobjekte zwischen Sende- und Empfangsmodul relativ genau ermittelt werden.
Die Verlustleistung in Fremdobjekte ergibt sich in diesem Fall zu:
^Fremdob jekt ~ ^Sendeleistung ~ P Empfangsleistung ~ P Gerätespezische Verluste
Durch dieses Verfahren können die Schwellwerte der Verlustleistung, bei der eine Abschaltung der Energieübertragung durchgeführt wird deutlich verringert werden. Damit lassen sich auch kleinere Objekte im Wirkungsbereich der Energieübertragung erkennen, die als relativ geringe zusätzliche Verluste in der Energieübertragung auftreten.
Fig. 1 a illustriert ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum gerätespezifischen Laden eines kabellos zu ladenden Mobiltelefons 60 in einem Fahrzeug 100.
Das Verfahren umfasst das Erhalten 32 einer Produkt-Identifikation des kabellos zu ladenden Mobiltelefons 60. Die Produkt-Identifikation kann beispielsweise einer Geräte-Identifikation eines kabellosen Ladesystems, etwa einer WLC-ID (WireLess Charging Identification,
Identifikation für kabelloses Laden) entsprechen, einer Hardware-Adresse des Mobiltelefons, etwa einer Bluetooth-, WLAN- (Wireless Local Area Network, Kabellosen lokales
Zugangsnetzwerk) oder NFC- (Near Field Communication, Nahfeldkommunikation) Hardware- Adresse, oder einer konfigurierbaren Identifikation des Mobiltelefons 60. Das Erhalten kann beispielsweise ein Empfangen der Produkt-Identifikation von dem Mobiltelefon 60 umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Erhalten ein Erfassen der Produkt-Identifikation, beispielsweise durch ein Erfassen einer visuellen Markierung durch ein optisches Lesegerät, umfassen. In manchen Ausführungsbeispielen kann das Erhalten 32 ferner eine Transformation einer erhaltenen unverarbeiteten Identifikation des Mobiltelefons 60 umfassen, beispielsweise eine Transformation einer Serien- oder Chargenkennung in einer Produktreihen-Identifikation. Die Produkt-Identifikation kann beispielsweise einer Identifikation einer Produktreihe oder einer Produktcharge entsprechen. Das Verfahren umfasst ferner das Abrufen 34 von ein oder mehreren gerätespezifischen Parametern. Die gerätespezifischen Parameter sind anhand der Produktidentifikation identifizierbar. Die gerätespezifischen Parameter bilden einen Zusammenhang zwischen einer Lade-Empfangsleistung und einer Lade-Sendeleistung ab. Die gerätespezifischen Parameter können beispielsweise durch einen Vergleich der Lade-Sendeleistung und der Lade- Empfangsleistung berechnet sein. Die gerätespezifischen Parameter können sich
beispielsweise auf eine Messkurve beziehen, die beispielsweise durch ein Polynom
ausgedrückt sein kann. Die gerätespezifischen Parameter können beispielsweise spezifisch sein für ein Mobiltelefon, oder für eine Kombination aus einem Mobiltelefon und einem Sende- Modul/Ladevorrichtung. Die gerätespezifischen Parameter können beispielsweise die
Koeffizienten des Polynoms umfassen. Die gerätespezifischen Parameter können
beispielsweise eine Relation der Lade-Sendeleistung zur Lade-Empfangsleistung, etwa bei verschiedenen Sende- oder Empfangsleistungen entsprechen. In zumindest manchen
Ausführungsbeispielen können die gerätespezifischen Parameter auf einer Verlustleistung eines Ladevorgangs basierend auf einem Vergleich von Lade-Empfangsleistungen bei unterschiedlichen Lade-Sendeleistungen basieren. Die gerätespezifischen Parameter könnten beispielsweise gerätespezifischen oder gerätegruppenspezifischen Kalibrierungs-Parametern entsprechen. Die gerätespezifischen Parameter können beispielsweise auf einer Kalibrierung eines Ladevorgangs des Mobiltelefons 60 basieren.
In manchen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren, wie in Fig. 1 b gezeigt, ferner
Bestimmen 35 der gerätespezifischen Kalibrier-Parameter basierend auf einem Verfahren zum Bestimmen von gerätespezifischen Kalibrier-Parametern zum drahtlosen Laden eines
Mobiltelefon, falls kein entsprechender Parametersatz zur Verfügung steht, umfassen. Ein geeignetes Verfahren wird beispielhaft in der Beschreibung von Fig. 1 c illustriert.
Fig. 1 b zeigt ferner beispielhafte Ausführungsbeispiele des Abrufens 34 als Erweiterung der Fig. 1 a. In manchen Ausführungsbeispielen kann das Abrufen 34 beispielsweise ferner Anfragen 34a von gerätespezifischen Parametern an einem Server 600 basierend auf der Produkt- Identifikation und Erhalten 34b der gerätespezifischen Parameter von dem Server 600 umfassen. Die gerätespezifischen Parameter können beispielsweise in einem Labor bestimmt werden, etwa durch das Verfahren von Fig. 1 c, und durch den Server 600 vorgehalten werden. Das Anfragen 34a und das Erhalten 34b kann beispielsweise über eine Kommunikationseinheit des Fahrzeugs 100 oder über eine Internetverbindung eines Mobiltelefons, etwa des
Mobiltelefons 60 oder eines weiteren Mobiltelefons oder mobilen Zugangspunkts (auch engl. Mobile Hotspot) durchgeführt werden. Der Server kann beispielsweise einem Server eines Mobiltelefonherstellers, eines Fahrzeugherstellers, eines Herstellers von kabellosen Ladegeräten entsprechen. Das Anfragen 34a kann beispielsweise die Produkt-Identifikation oder Information über die Produktidentifikation umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Anfragen 34a beispielsweise eine Transformation der Produkt-Identifikation, oder eine
Gruppierung der Produkt-Identifikation, beispielsweise die Umrechnung einer Seriennummer des Mobiltelefons 60 in eine Identifikation der Produktreihe, umfassen. Das Erhalten 34b kann beispielsweise auf einer Datenübertragung, beispielsweise einem Herunterladen der gerätespezifischen Parameter entsprechen, oder dem Empfangen einer Datennachricht, die Information über die gerätespezifischen Parameter umfasst.
In zumindest einigen Ausführungsbeispielen kann das Abrufen 34 ferner ein Speichern 34c der erhaltenen gerätespezifischen Parameter von dem Server 600 umfassen, beispielsweise mittels eines Speichermoduls, etwa permanent mittels eines Festspeichers, oder temporär in einem flüchtigen Speicher.
Alternativ oder zusätzlich kann das Abrufen 34 ferner Vergleichen 34d der Produkt-Identifikation mit einer Mehrzahl von Produkt-Identifikationen und entsprechenden gerätespezifischen Kalibrier-Parametern in einem Steuergerät des Fahrzeugs 100 umfassen. Das Abrufen 34 kann ferner Bereitstellen 34e der entsprechenden gerätespezifischen Kalibrier-Parameter, falls die Produkt-Identifikation in der Mehrzahl bekannt ist, umfassen. Die Mehrzahl von Produkt- Identifikationen und entsprechenden gerätespezifischen Kalibrier-Parametern kann
beispielsweise in einer Liste umfasst sein, oder einer weiteren Datenstruktur, etwa einer Datenbank oder Tabelle. In zumindest manchen Ausführungsbeispielen basiert die Mehrzahl von Produkt-Identifikationen und entsprechenden gerätespezifischen Kalibrier-Parametern auf dem Speichern 34c. Alternativ oder zusätzlich kann das Abrufen 34 ein Abrufen der Mehrzahl von Produkt-Identifikationen und entsprechenden gerätespezifischen Kalibrier-Parametern umfassen. Die Mehrzahl von Produkt-Identifikationen und entsprechenden gerätespezifischen Kalibrier-Parametern kann beispielsweise gerätespezifische Kalibrier-Parameter von
Mobiltelefonen umfassen, die eine Marktverbreitung über einem Schwellenwert aufweisen. Das Bereitstellen 34e kann beispielsweise einem Abrufen der gerätespezifischen Parameter der Mehrzahl aus der Datenstruktur entsprechen, beispielsweise ein Auslesen der Werte.
Das Verfahren umfasst ferner Laden 36 des Mobiltelefons 60 basierend auf den
gerätespezifischen Parametern. Das Laden 36 kann beispielsweise eine Sendeleistung aufweisen, die auf den gerätespezifischen Parametern basiert. Beispielsweise kann die Sendleistung mit dem Mobiltelefon 60 einen höheren Wirkungsgrad als eine nicht- gerätespezifische Sendeleistung aufweisen. In einigen Ausführungsbeispielen (Fig. 1 b) kann das Laden 36 ferner Erkennen 36a eines Fremdobjekts basierend auf den gerätespezifischen Kalibrier-Parameter. Das Erkennen 36a des Fremdobjekts kann beispielsweise auf einer Differenz einer Lade-Sendeleistung und einer erwarteten Lade-Empfangsleistung basieren. Beispielsweise kann das Mobiltelefon 60 ausgebildet sein, die Lade-Empfangsleistung bereitzustellen. Das Erkennen 36a kann beispielsweise einen Vergleich der empfangenen Lade-Empfangsleistung mit einer Messkurve, auf der die gerätespezifischen Parameter basieren, umfassen. Das Laden 36 kann beispielsweise basierend auf dem Erkennen 36a unterbrochen oder abgebrochen werden, etwa um ein Erhitzen des Fremdobjekts zu vermindern oder zu verhindern.
Fig. 4 zeigt schematisch ein Verfahren zum Einstellen von Konfigurationsparametern gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei ist vorgesehen, die Daten online abzurufen.
Zunächst können Kalibrierdaten unter Laborbedingungen ermittelt werden und per Software- Update in das WLC Sendemodul übertragen werden. Ein Vorteil dieses Vorgehens ist eine kontrollierte Umgebung und die Möglichkeit sicher zu stellen, dass sich während der
Kalibrierung keine Fremdobjekte zwischen dem Sende- und dem Empfangsmodul befinden. Die Kalibierdaten können beispielsweise den gerätespezifischen Parametern entsprechen, das WLC Sendemodul einem Steuergerät 14 aus Fig. 7.
Fig. 5 zeigt das Ladeverfahren des Geräts gem. der konkreten Ausführungsform mit den folgenden Schritten:
1. Mobiltelefon 60 zum Laden auf kabellose Ladevorrichtung legen
2. Die ID des WLC (engl.„Wireless Charging" - dt. Drahtloses Laden) Chips wird
ausgelesen und mit einer Liste im WLC Steuergerät verglichen. Wenn die WLC_Chip_ID bekannt ist, werden die entsprechenden Parameter für den Ladealgorithmus verwendet
3. Wenn die WLC_Chip_ID nicht bekannt ist wird eine Anfrage beim VW Backend gestellt.
4. Die Anfrage wird über vom Zentralrechner über die OCU (Online-Connectivity-Unit) oder ein geeignetes Gerät zum Herstellen einer Internet-Verbindung an das VW Backend geleitet. Alternativ kann die Internetverbindung eines verbundenen Mobiltelefons verwendet werden. 5. Das VW Backend enthält eine Datenbank, in die Parametersätze bekannter
Mobiltelefone eingepflegt werden.
6. Die zur WLC_Chip_ID gehörigen Parameter werden vom VW Service Backend an das WLC Steuergerät geliefert
7. Im Steuergerät wird der neue Parametersatz abgespeichert und für die kabellose Ladung des Mobiltelefons verwendet
8. Wenn kein passender Parametersatz zur Verfügung steht, wird der nach der
Standard Kalibrierung zur Erfüllung der Qi Spezifikation ermittelte Standard Parametersatz ermittelt.
Die WLC_Chip_ID kann in der beispielhaften Ausführung der Produkt-Identifikation
entsprechen, das VW Service Backend dem Server 600, der Zentralrechner/OCU einer On- Board-Unit des Fahrzeugs 100 mit Zugang zum Internet, beispielsweise über das Mobilgerät 60, und/oder das WLC-Steuergerät dem Steuergerät 14 aus Fig. 7.
Das Mobiltelefon 60 kann beispielsweise einem programmierbaren Mobiltelefon, einem
Smartphone, einem tragbaren Mobiltelefon, einem Wearable, oder einem Tablet-Computer mit Telefonfunktion entsprechen. In zumindest manchen Ausführungsbeispielen könnte das
Fahrzeug 100 beispielsweise einem Landfahrzeug, einem Wasserfahrzeug, einem
Luftfahrzeug, einem Schienenfahrzeug, einem Straßenfahrzeug, einem Auto, einem
Geländefahrzeug, einem Kraftfahrzeug, oder einem Lastkraftfahrzeug entsprechen.
Fig. 1 c zeigt ein Verfahren zum Bestimmen von gerätespezifischen Kalibrier-Parametern zum drahtlosen Laden eines Mobiltelefons 60. Das Verfahren kann beispielsweise ein Bestimmen 35 aus Fig. 1 b implementieren. Das Verfahren kann optional, wie durch die gestrichelten Linien dargestellt, ein Positionieren 42 eines Empfängermoduls des Mobiltelefons 60 auf einem
Sende-Modul umfassen. Das Empfängermodul kann beispielsweise einem Empfängermodul zum drahtlosen Laden des Mobiltelefons 60 entsprechen, und entsprechende induktive
Elemente, beispielsweise Spulen, umfassen. Das Sende-Modul kann beispielsweise einem Sende-Modul einer Vorrichtung zum drahtlosen Laden eines Mobil-Telefons entsprechen.
Alternativ kann das Sende-Modul beispielsweise einem Sende-Modul eines Messgeräts entsprechen, das ausgebildet ist, eine Lade-Sende-Leistung eines drahtlosen Ladevorgangs eines Mobiltelefons zu messen. Das Sende-Modul kann beispielsweise Spulen zur
Energieübertragung umfassen. Das Verfahren umfasst ferner Starten 44 einer Energieübertragung. Die Energieübertragung kann beispielsweise einer Energieübertragung, wie sie bei einem kabellosen Ladenvorgang des Mobiltelefons 60 verwendet wird, entsprechen, beispielsweise bei unterschiedlichen Lade- Sende-Leistungen.
Das Verfahren umfasst ferner das Speichern 46 von Empfangsleistungen des
Empfängermoduls bei unterschiedlichen Sendeleistungen des Sende-Moduls. Das Speichern 46 kann beispielsweise mittels eines Speichermoduls geschehen. In manchen
Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Empfangen der Empfangsleistungen des Empfängermoduls umfassen, beispielsweise von einer Messeinheit und/oder von dem
Mobiltelefon 50. Das Verfahren umfasst ferner Berechnen 48 einer Messkurve für den
Leistungsbereich der Energieübertragung basierend auf den Empfangsleistungen. Die
Messkurve basiert auf einer Approximation der Messpunkte. Das Berechnen 48 der Messkurve kann beispielsweise auf einer Interpolation der Empfangsleistungen für eine Mehrzahl von Sendeleistungen basieren. Beispielsweise kann das Berechnen 48 auf einer quadratischen Näherung der Messpunkte basieren. Die Messkurve kann in manchen Ausführungsbeispielen als Polynom ausgedrückt werden, beispielsweise als Polynom 2. Ordnung oder als Polynom einer höheren Ordnung. Alternativ oder zusätzlich kann die Messkurve als mathematischer Ausdruck oder als Tabelle ausgedrückt werden. Beispielsweise kann der mathematische Ausdruck die Messkurve oder eine Näherung der Messkurve beschreiben. Die Tabelle kann beispielsweise einer Gegenüberstellung von Lade-Sendeleistungen und Lade- Empfangsleistungen entsprechen.
Das Verfahren umfasst ferner Bestimmen 50 der gerätespezifischen Kalibrier-Parameter basierend auf der Messkurve. Das Bestimmen 50 kann beispielsweise einem Bestimmen der Koeffizienten eines Polynoms, das auf der Messkurve basiert, entsprechen. Das Bestimmen 50 kann beispielsweise ferner einer weiteren Transformation der Messkurve entsprechen, etwa der Selektion ein oder mehrerer Lade-Sendeleistungen, die einen höheren Wirkungsgrad verglichen mit nicht-gerätespezifischen Parametern ausweisen, und entsprechenden erwarteten Lade- Empfangsleistungen. Das Bestimmen 50 kann beispielsweise das Bestimmen von
gerätespezifischen Parametern umfassen, die einen höheren Lade-Wirkungsgrad verglichen mit nicht-gerätespezifischen Parametern ausweisen.
Optional, wie in Fig. 1 c durch gestrichelte Linien markiert, kann das Verfahren ferner Erhalten 43a einer Produkt-Identifikation des kabellos zu ladenden Mobiltelefons 60 umfassen. Das Verfahren kann ferner ein Unterrichten 43b eines Zentralrechners über einen Kalibrierungsbedarf umfassen. Beispielsweise kann der Zentralrechner einem Bord- Informationssystem des Fahrzeugs 100 entsprechen (auch engl. On-Board Unit, OBU), oder einem Infotainment-System des Fahrzeugs 100, beispielsweise einem eingebetteten Computer, der Funktionen zur Steuerung von Fahrzeugfunktionen und/oder von
Fahrzeugunterhaltungssystem bereitstellt. Das Unterrichten 43b kann beispielsweise auf einem Vergleichen 34 (Fig. 1 b) basieren, etwa wenn die Mehrzahl von Produkt-Identifikationen und entsprechenden gerätespezifischen Kalibrier-Parametern die Produkt-Identifikation oder eine Transformation der Produkt-Information nicht umfasst. In manchen Ausführungsbeispielen kann das Starten 44 automatisch und/oder ohne Benutzerinteraktion durchgeführt werden.
Beispielsweise kann der Zentralrechner ausgebildet sein, das Starten 44 basierend auf dem Unterrichten 43b zu initiieren. Alternativ kann das Verfahren ferner ein Abfragen 43c über eine Benutzerschnittstelle, ob eine Kalibrierung durchgeführt werden soll, umfassen Das Starten 44 der Energieübertragung kann auf einem Resultat des Abfragen 43c basieren. Das Abfragen 43c kann beispielsweise über ein Bedienelement des Fahrzeugs 100 oder ein Bedienelement des Mobiltelefons 60 durchgeführt werden. Das Starten 44 kann beispielsweise darauf basieren, ob ein Nutzer des Mobiltelefons 60 die Kalibrierung durchführen will. Ferner kann beispielsweise eine Auswahl von Sende-Leistung auf dem Abfragen 43c basieren, beispielsweise für den Fall, dass der Benutzer eine schnelle oder eine ausführliche Kalibrierung veranlasst.
Fig. 6 zeigt schematisch ein Verfahren zum Einstellen von Konfigurationsparametern gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei ist vorgesehen, die Daten durch den Benutzer anzupassen.
Eine zweite Möglichkeit zur Erzeugung der Kalibrierdaten besteht darin eine Kalibrierung eines dem Sendemoduls noch unbekannten Empfangsmoduls durchzuführen.
Dazu würde der Kunde über eine Benutzerschnittstelle (Display, Multimedia-Modul etc.) dazu aufgefordert das Empfangsmodul auf dem Sendemodul zu positionieren und sicher zu stellen, dass sich keine Metall-Objekte zwischen dem Sende- und Empfangsmodul befinden. Die restlichen Schritte der Kalibrierung werden von der Software des Empfangsmoduls
durchgeführt. Über unterschiedliche Messwerte kann eine Näherung der Verlustleistungskurve ermittelt und die ermittelten Koeffizienten in der internen Datenbank abgelegt werden.
Das Ladeverfahren des Geräts würde gem. der konkreten Ausführungsform folglich mit den folgenden Schritten ablaufen:
1. Die WLC_Chip_ID des aktuell aufliegende Mobiltelefons ist unbekannt 2. Der Zentralrechner wird über den Kalibrierungsbedarf unterrichtet
3. Im HMI erfolgt eine Abfrage, ob eine Kalibrierung durchgeführt werden soll
4. Der Benutzer wird durch die erforderlichen Aktionen geleitet
5. Das Steuergerät berechnet den optimalen Parametersatz
6. Die Parameter für die aktuelle WLC_Chip_ID werden im Steuergerät abgelegt
7. Die kabellose Ladung erfolgt mit optimalem Parametersatz
8. Wenn keine Kalibrierung gewünscht wird, werden Standardwerte verwendet
Die WLC_Chip_ID kann beispielsweise der Produkt-Identifikation entsprechen und das
Steuergerät einem Steuergerät 24 aus Fig. 8. Das HMI kann einer Benutzeroberfläche (auch engl. Human Machine Interface, HMI) eines Informationssystems, etwa einer On-Board-Unit, des Fahrzeugs entsprechen.
Fig. 7 illustriert ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 10 zum gerätespezifischen Laden eines kabellos zu ladenden Mobiltelefons 60 in einem Fahrzeug 100. Die Vorrichtung 10 umfasst eine kabellose Ladevorrichtung 12, ausgebildet zum Laden des Mobiltelefons 60. Die Vorrichtung 10 umfasst ferner ein Steuergerät 14, ausgebildet zum Erhalten einer Produkt-Identifikation des kabellos zu ladenden Mobiltelefons 60. Das
Steuergerät 14 ist ferner ausgebildet zum Abrufen von ein oder mehreren gerätespezifischen Parametern. Die gerätespezifischen Parameter sind anhand der Produktidentifikation identifizierbar. Die gerätespezifischen Parameter bilden einen Zusammenhang zwischen einer Lade-Empfangsleistung und einer Lade-Sendeleistung ab. Das Steuergerät 14 ist ferner ausgebildet zum Laden des Mobiltelefons 60 durch die kabellose Ladevorrichtung 12 basierend auf den gerätespezifischen Parametern.
Die kabellose Ladevorrichtung 12 kann beispielsweise einer Ladevorrichtung für ein kabelloses Laden eines Mobiltelefons entsprechen, beispielsweise einer Ladeschale oder einer Lade- Platte, und kann beispielsweise Spulen zur Energieübertragung umfassen. In manchen Ausführungsbeispielen kann die ferner Steuerelektronik zur Regelung des Ladevorgangs umfassen.
Das Steuergerät 14 kann beispielsweise ausgebildet sein zum Steuern der kabellosen
Ladevorrichtung 12. Das Steuergerät 14 kann beispielsweise einem WLC-Steuergerät entsprechen. In Ausführungsbeispielen kann das Steuergerät 14 einem beliebigen Controller oder Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente entsprechen.
Beispielsweise kann das Steuergerät 14 auch als Software realisiert sein, die für eine entsprechende Hardwarekomponente programmiert ist. Insofern kann das Steuergerät 14 als programmierbare Hardware mit entsprechend angepasster Software implementiert sein. Dabei können beliebige Prozessoren, wie Digitale Signalprozessoren (DSPs) zum Einsatz kommen. Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf einen bestimmten Typ von Prozessor eingeschränkt. Es sind beliebige Prozessoren oder auch mehrere Prozessoren zur Implementierung des Steuergeräts 14 denkbar.
Fig. 8 illustriert ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 20 zum Bestimmen von gerätespezifischen Kalibrier-Parametern zum drahtlosen Laden eines
Mobiltelefons 60. Die Vorrichtung umfasst ein Sende-Modul 22 ausgebildet für eine
Energieübertragung zu einem Empfängermodul des Mobiltelefons 60. Die Vorrichtung umfasst ferner ein Steuergerät 24, ausgebildet zum Starten einer Energieübertragung. Das Steuergerät 24 ist ferner ausgebildet zum Speichern von Empfangsleistungen des Empfängermoduls bei unterschiedlichen Sendeleistungen des Sende-Moduls 22. Das Steuergerät 24 ist ferner ausgebildet zum Berechnen einer Messkurve für den Leistungsbereich der Energieübertragung basierend auf den Empfangsleistungen. Die Messkurve umfasst eine Approximation der Messpunkte. Das Steuergerät 24 ist ferner ausgebildet zum Bestimmen der gerätespezifischen Kalibrier-Parameter basierend auf der Messkurve.
Das Sende-Modul 22 kann beispielsweise einem Sende-Modul einer Vorrichtung zum drahtlosen Laden eines Mobil-Telefons entsprechen. Alternativ kann das Sende-Modul 22 beispielsweise einem Sende-Modul eines Messgeräts entsprechen, das ausgebildet ist, eine Lade-Sende-Leistung eines drahtlosen Ladevorgangs eines Mobiltelefons zu messen. Das Sende-Modul 22 kann beispielsweise Spulen zur Energieübertragung umfassen. Das Sende- Modul 22 kann beispielsweise in der kabellosen Lade-Vorrichtung 12 umfasst sein oder dieser entsprechen. Das Sende-Modul 22 kann beispielsweise mit der kabellosen Lade-Vorrichtung 12 eine Einheit bilden.
Das Steuergerät 24 kann beispielsweise ausgebildet sein zum Steuern des Sende-Moduls 22. Das Steuergerät 24 kann beispielsweise einem WLC-Steuergerät entsprechen. Alternativ kann das Steuergerät 24 beispielsweise einem Steuergerät eines Labor-Messgeräts oder Mess- Computers entsprechen. In Ausführungsbeispielen kann das Steuergerät 24 einem beliebigen Controller oder Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente entsprechen. Beispielsweise kann das Steuergerät 24 auch als Software realisiert sein, die für eine entsprechende Hardwarekomponente programmiert ist. Insofern kann das Steuergerät 24 als programmierbare Hardware mit entsprechend angepasster Software implementiert sein. Dabei können beliebige Prozessoren, wie Digitale Signalprozessoren (DSPs) zum Einsatz kommen. Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf einen bestimmten Typ von Prozessor eingeschränkt. Es sind beliebige Prozessoren oder auch mehrere Prozessoren zur Implementierung des Steuergeräts 24 denkbar. Das Steuergerät 24 kann beispielsweise dem Steuergerät 14 entsprechen oder das Steuergerät 24 und das Steuergerät 14 können in einer gemeinsamen Steuerentität umfasst sein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der oben beschriebenen Verfahren, wenn das Computerprogramm auf einem Computer, einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Ein weiteres
Ausführungsbeispiele ist auch ein digitales Speichermedium, das maschinen- oder
computerlesbar ist, und das elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente so zusammenwirken können, dass eines der oben beschriebenen Verfahren ausgeführt wird.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein
entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein
Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-Ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Eine programmierbare Hardwarekomponente kann durch einen Prozessor, einen Computerprozessor (CPU = Central Processing Unit), einen Grafikprozessor (GPU = Graphics Processing Unit), einen Computer, ein Computersystem, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) gebildet sein.
Das digitale Speichermedium kann daher maschinen- oder computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem oder einer programmierbare Hardwarekomponente derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Ein Ausführungsbeispiel ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das
Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Programm, Firmware, Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode oder als Daten implementiert sein, wobei der Programmcode oder die Daten dahin gehend wirksam ist bzw. sind, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Der Programmcode oder die Daten kann bzw. können beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger oder Datenträger
gespeichert sein. Der Programmcode oder die Daten können unter anderem als Quellcode, Maschinencode oder Bytecode sowie als anderer Zwischencode vorliegen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ferner ein Datenstrom, eine Signalfolge oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom, die Signalfolge oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, um über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet oder ein anderes Netzwerk, transferiert zu werden. Ausführungsbeispiele sind so auch Daten repräsentierende
Signalfolgen, die für eine Übersendung über ein Netzwerk oder eine
Datenkommunikationsverbindung geeignet sind, wobei die Daten das Programm darstellen. Ein Programm gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eines der Verfahren während seiner Durchführung beispielsweise dadurch umsetzen, dass dieses Speicherstellen ausliest oder in diese ein Datum oder mehrere Daten hinein schreibt, wodurch gegebenenfalls Schaltvorgänge oder andere Vorgänge in Transistorstrukturen, in Verstärkerstrukturen oder in anderen elektrischen, optischen, magnetischen oder nach einem anderen Funktionsprinzip arbeitenden Bauteile hervorgerufen werden. Entsprechend können durch ein Auslesen einer Speicherstelle Daten, Werte, Sensorwerte oder andere Informationen von einem Programm erfasst, bestimmt oder gemessen werden. Ein Programm kann daher durch ein Auslesen von einer oder mehreren Speicherstellen Größen, Werte, Messgrößen und andere Informationen erfassen, bestimmen oder messen, sowie durch ein Schreiben in eine oder mehrere Speicherstellen eine Aktion bewirken, veranlassen oder durchführen sowie andere Geräte, Maschinen und
Komponenten ansteuern.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und
Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den
Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen
Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
Bezugszeichenliste
Vorrichtung
Kabellose Ladevorrichtung
Steuergerät
Vorrichtung
Sende-Modul
Steuergerät
Erhalten
Abrufen
a Anfragen
b Erhalten
c Speichern
d Vergleichen
e Bereitstellen
Bestimmen
Laden
Positionieren
a Erhalten
b Unterrichten
c Abfragen
Starten
Speichern
Berechnen
Bestimmen
Mobiltelefon 100 Fahrzeug
600 Server
2002a-e Empfangsmodule
3002 Kalibrierungsdaten
3004 Quadratische Näherung

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum gerätespezifischen Laden eines kabellos zu ladenden Mobiltelefons (60) in einem Fahrzeug (100), umfassend
Erhalten (32) einer Produkt-Identifikation des kabellos zu ladenden Mobiltelefons (60),
Abrufen (34) von ein oder mehreren gerätespezifischen Parametern, wobei die gerätespezifischen Parameter anhand der Produktidentifikation identifizierbar sind, und wobei die gerätespezifischen Parameter einen Zusammenhang zwischen einer Lade- Empfangsleistung und einer Lade-Sendeleistung abbilden,
Laden (36) des Mobiltelefons (60) basierend auf den gerätespezifischen Parametern.
2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei die gerätespezifischen Parameter auf einer Verlustleistung eines Ladevorgangs basierend auf einem Vergleich von Lade- Empfangsleistungen bei unterschiedlichen Lade-Sendeleistungen basieren,
und/oder wobei die gerätespezifischen Parameter gerätespezifischen Kalibrierungs- Parametern entsprechen,
und/oder wobei die gerätespezifischen Parameter auf einer Kalibrierung eines
Ladevorgangs des Mobiltelefons (60) basieren.
3. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abrufen (34) ferner Anfragen (34a) von gerätespezifischen Parametern an einem Server (600) basierend auf der Produkt-Identifikation und Erhalten (34b) der gerätespezifischen Parameter von dem Server (600) umfasst.
4. Das Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Anfragen (34a) und das Erhalten (34b) über eine Kommunikationseinheit des Fahrzeugs (100) oder über eine
Internetverbindung eines Mobiltelefons durchgeführt wird.
5. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei das Abrufen (34) ferner ein Speichern (34c) der erhaltenen gerätespezifischen Parameter von dem Server (600) umfasst.
6. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abrufen (34) ferner umfasst Vergleichen (34d) der Produkt-Identifikation mit einer Mehrzahl von Produkt-Identifikationen und entsprechenden gerätespezifischen Kalibrier-Parametern in einem Steuergerät des Fahrzeugs (100), und Bereitstellen (34e) der entsprechenden gerätespezifischen Kalibrier-Parameter falls die Produkt-Identifikation in der Liste bekannt ist.
7. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend
Bestimmen (35) der gerätespezifischen Kalibrier-Parameter basierend auf einem Verfahren zum Bestimmen von gerätespezifischen Kalibrier-Parametern zum drahtlosen Laden eines Mobiltelefon, falls kein entsprechender Parametersatz zur Verfügung steht.
8. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Laden (36) ferner umfasst ein verbessertes Erkennen (36a) eines Fremdobjekts basierend auf den gerätespezifischen Kalibrier-Parametern.
9. Verfahren zum Bestimmen von gerätespezifischen Kalibrier-Parametern zum drahtlosen Laden eines Mobiltelefons (60), umfassend
Starten (44) einer Energieübertragung;
Speichern (46) von Empfangsleistungen eines Empfängermoduls des Mobiltelefons bei unterschiedlichen Sendeleistungen eines Sende-Moduls;
Berechnen (48) einer Messkurve für den Leistungsbereich der Energieübertragung basierend auf den Empfangsleistungen, wobei die Messkurve auf einer Approximation der Messpunkte basiert; und
Bestimmen (50) der gerätespezifischen Kalibrier-Parameter basierend auf der
Messkurve.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, ferner umfassend Positionieren (42) des
Empfängermoduls des Mobiltelefons (60) auf dem Sendemodul.
1 1. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Messkurve durch ein Polynom, einen
mathematischen Ausdruck oder eine Tabelle ausgedrückt wird.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , wobei das Verfahren ferner umfasst
Erhalten (43a) einer Produkt-Identifikation des kabellos zu ladenden Mobiltelefons (60); und
Unterrichten (43b) eines Zentralrechners über einen Kalibrierungsbedarf.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12,
wobei das Starten (44) der Energieübertragung ohne Benutzerinteraktion durchgeführt wird,
oder wobei das Verfahren ferner Abfragen (43c) über eine Benutzerschnittstelle, ob eine Kalibrierung durchgeführt werden soll umfasst, wobei das Starten (44) der
Energieübertragung auf einem Resultat des Abfragen (43c) basiert
14. Vorrichtung (10) zum gerätespezifischen Laden eines kabellos zu ladenden
Mobiltelefons (60) in einem Fahrzeug (100), umfassend eine kabellose Ladevorrichtung (12), ausgebildet zum Laden des Mobiltelefons (60); ein Steuergerät (14), ausgebildet zum:
Erhalten einer Produkt-Identifikation des kabellos zu ladenden Mobiltelefons (60), Abrufen von ein oder mehreren gerätespezifischen Parametern, wobei die
gerätespezifischen Parameter anhand der Produktidentifikation identifizierbar sind, und wobei die gerätespezifischen Parameter einen Zusammenhang zwischen einer Lade- Empfangsleistung und einer Lade-Sendeleistung abbilden,
Laden des Mobiltelefons (60) durch die kabellose Ladevorrichtung (12) basierend auf den gerätespezifischen Parametern.
15. Vorrichtung (20) zum Bestimmen von gerätespezifischen Kalibrier-Parametern zum drahtlosen Laden eines Mobiltelefons (60), umfassend
Sende-Modul (22) ausgebildet für eine Energieübertragung zu einem Empfängermodul des Mobiltelefons (60),
Steuergerät (24), ausgebildet zum: Starten einer Energieübertragung,
Speichern von Empfangsleistungen des Empfängermoduls bei unterschiedlichen Sendeleistungen des Sende-Moduls (22),
Berechnen einer Messkurve für den Leistungsbereich der Energieübertragung basierend auf den Empfangsleistungen, wobei die Messkurve eine Approximation der Messpunkte umfasst, und
Bestimmen der gerätespezifischen Kalibrier-Parameter basierend auf der Messkurve.
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