WO2020188106A1 - Procede de charge par induction et dispositif de charge associe - Google Patents

Procede de charge par induction et dispositif de charge associe Download PDF

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WO2020188106A1
WO2020188106A1 PCT/EP2020/057881 EP2020057881W WO2020188106A1 WO 2020188106 A1 WO2020188106 A1 WO 2020188106A1 EP 2020057881 W EP2020057881 W EP 2020057881W WO 2020188106 A1 WO2020188106 A1 WO 2020188106A1
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WO
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charging
coil
load
equipment
value
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/057881
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English (en)
Inventor
Laurent GRELLAT
Mathieu FIQUET
Frédéric LOISELLE
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
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    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment

Definitions

  • the present invention relates to the automotive field and relates more particularly to a method of inductively charging a battery of user equipment as well as an associated charging device and a motor vehicle comprising such device.
  • This charger may include a connector to which the telephone is connected or else a surface on which the telephone is placed so that it can be recharged by induction.
  • the induction charging device comprises at least one transmitting antenna and the telephone comprises a receiving antenna in the form of a coil arranged substantially in the center of the telephone, in particular to allow it to be properly balanced, and sufficient charging efficiency, as recommended for example in the WPC (“Wireless Power Consortium”) standard.
  • WPC Wireless Power Consortium
  • the device it is necessary for the device to include several antennas when it is desired to cover a large load surface, which makes the device complex and expensive. Otherwise, it is necessary to move the phone to align its receiving antenna with the transmitting antenna of the device, which presents a major drawback.
  • a known solution to resolve this drawback consists in using a charging device in which the transmitting antenna (s) are motorized so as to move to increase the charging surface and no longer having to manually align the telephone with the transmitting antenna .
  • Such a solution is significantly complex and expensive, which presents a significant drawback, in particular for entry-level vehicles.
  • a motorized charging device is not necessarily suitable for a wide range of phone sizes, which has a major drawback.
  • Another solution of the prior art consists in swapping the charging coil according to the movement of the telephone, when the latter no longer receives enough charging power. Indeed, when the phone is off-center with respect to the charging coil which is activated, the phone no longer receives enough power and therefore, either the phone stops charging or it sends a request to stop charging to the charging device. The latter then restarts a process of searching for the charging antenna that is the most aligned with the phone, that is to say the most capable of effectively charging the phone. This procedure is carried out by sending "digital ping" that is to say current pulses, by each load antenna of the device sequentially, the coil being the most aligned with the telephone, will receive a response. to this digital ping, and the charging device will activate charging through this antenna.
  • the drawback of this antenna swapping method during charging is that it is accompanied by a momentary stop of the charge, and audible, visual or vibratory notifications to the user, when when charging is stopped and when charging is restarted, which can be very disturbing for the user while driving his vehicle.
  • the aim of the invention is to provide a recharging solution which is at the same time simple, reliable, efficient and inexpensive.
  • the invention provides a method of inductively charging a portable user equipment by a charging device comprising at least two transmitter coils and having a charging surface suitable for receiving said equipment in order to charge it, said device load receiving periodically during charging from the portable equipment a signal comprising a value representative of a deviation between a load power requested by the portable equipment and a load power received by said equipment, the method being remarkable in what it includes the following steps: • Placing the portable equipment on the charging surface and activating a first charging coil (step E0),
  • step E1 If the load conditions parameter is greater than a predetermined threshold representative of load limit conditions (step E1), then
  • step E4 If the value representative of the deviation between the load power requested and the power received is less than a first threshold (step E4), then,
  • the load conditions parameter is calculated from a value of the direct voltage at the input of an alternating current to direct current converter connected to the first charging coil, d 'a value of the direct current at the input of said converter, of a value of the alternating current flowing in the first charging coil, of a value of the alternating voltage at the terminals of said first charging coil and of a value of the power received by the portable user equipment.
  • the invention also relates to a device for charging a portable user equipment, intended to be loaded into a vehicle, comprising at least two transmitter coils and having a charging surface suitable for receiving said equipment in order to charge it.
  • said charging device receiving periodically during charging from the portable equipment item a signal comprising a value representative of a deviation between a charging power requested by the portable equipment and a charging power received by said equipment, the device load being remarkable in that it comprises:
  • the means for determining the load condition parameter and for comparing said parameters with a predetermined threshold representative of load limit conditions, the means for activating adjacent load coils simultaneously, as a function of the result of said comparison, the first means of comparison between the value representative of a deviation between a load power requested by the portable equipment and a load power received by said equipment, and a first threshold, and the deactivation and deactivation means activation of at least one of the adjacent load coils depending on the result of said comparison are in the form of software included in a microcontroller.
  • the invention also relates to a remarkable computer program product in that it comprises a set of program code instructions which, when executed by one or more processors, configure the processor (s) to put implementing a charging method according to any one of the characteristics listed above.
  • the invention applies to any motor vehicle comprising a charging device according to any one of the characteristics listed above.
  • FIG. 1 shows schematically the charging device on which is placed a user's portable equipment, the receiving coil of the equipment being aligned with a transmitting coil B1 of the charging device,
  • FIG. 2 Figure 2 schematically represents the charging device on which is placed a user's portable equipment, the receiving coil of the equipment not being aligned with any of the transmitting coils B1, B2, B3 of the device,
  • FIG.3 Figure 3 is a flowchart of the charging method according to the invention.
  • Figure 4 illustrates the AC voltage / DC voltage converter of the charging device, and the measurements used to determine the charging condition parameter according to the invention.
  • FIG. 1 a charging device D, intended to be mounted in a motor vehicle and comprising a charging surface S, on which is placed a portable user equipment, for example a mobile phone P.
  • the Charging device comprises three transmitter coils, a first coil B1, a second coil B2 and a third coil B3.
  • the first coil B1 is located relative to the charging device D and in an upper plane, that is to say closer to the charging surface S, than the plane in which the other two coils B2, B3 are located. This arrangement is for illustrative purposes only, the three coils may be juxtaposed in the same plane and a number greater than three.
  • the receiver coil A1 of the mobile phone P is aligned with the first coil B1, or upper coil B1 of the charging device D.
  • the charging device D has in a preliminary step detected the position of the mobile telephone P on the charging surface S with the receiving coil A1 situated opposite the first coil B1, and has triggered the charge by activating said coil B1.
  • This method of activating the charging coils is known from the prior art and is carried out as described above by means of the transmission of “digital pings” by the transmitting coils B1 B2, B3 of the device, and the reception of message. presence from the mobile phone P.
  • This activation method being known from the prior art, it will not be detailed here.
  • the charging device D having no mechanism for maintaining the portable equipment P or mobile phone P in our example, the latter may during accelerations, decelerations of the vehicle or during vibrations due to movement of the vehicle move on the load surface S, and shift relative to the load coil which is activated in this case in our example the coil B1.
  • FIG. 2 This is illustrated in Figure 2.
  • Figure 2 the mobile phone P has shifted relative to the first coil B1 and is now simultaneously above a portion of the first coil B1 and above. above a larger part of the third coil B3.
  • the charge stops the charging stop can be triggered by the mobile telephone P
  • the device for charge D can identify the new coil to be activated, in this case the third coil B3, thus making it possible to regain optimum charging efficiency.
  • This charging method of the prior art therefore creates a momentary stopping of the charge and, as specified above, two notifications are sent to the user, one to signal the end of the charge, and another to signal the resumption of charging. charge, which can be disturbing when the user is driving.
  • the invention proposes a charging method making it possible to overcome the drawbacks of the prior art, in this case the charging method according to the invention allows continuous charging, without interrupting charging due to the deactivation / activation of the charge coil (s) caused by movement of the phone on the charging surface S.
  • a transmitting coil for example the first coil B1 is identified as the charging coil having the charging rate on larger and is therefore activated to charge the mobile telephone (step E0).
  • a load condition parameter Pc is calculated and is compared with a predetermined threshold Pth, representative of load limit conditions. If, for example, the charging conditions parameter is above the predetermined threshold, this means that the charge is not optimal and that the mobile phone must have shifted relative to the coil B1 and no longer receives the full load. field emitted by the latter.
  • the load condition parameter Pc is calculated as follows:
  • VDC value of the DC voltage (V) at the input of the AC / DC converter (AC: "alternating current” in English or alternating current, DC: “direct current” in English or direct current),
  • IDC value of the direct current (A) at the input of the AC / DC converter
  • IAC Value of the alternating current (A) flowing in the first coil B1
  • VAC value of the alternating voltages (V) at the terminals of the first coil B1
  • RPP value of the power (W) received by the mobile phone P.
  • FIG. 4 illustrates the AC voltage / DC voltage converter of the charging device as well as the measurements mentioned above and used to calculate the charging conditions parameter.
  • the value of the power received by the mobile telephone P is transmitted by said telephone P to the charging device periodically.
  • the load parameter Pc can be calculated from any other type of mathematical formula, for example exponential, logarithmic calculated from the parameters VDC, IDC, IAC, VAC and RPP.
  • the load parameter Pc can also be calculated, for example from the following values, known to those skilled in the art:
  • step E2 If the load conditions parameter Pc is greater than the predetermined threshold Pth, then, in a second step (step E2), at least one of the coils adjacent to the coil B1 is activated in addition to the first coil B1, which it has not been deactivated. For example in a first step the second coil B2 is activated simultaneously with the first coil B1. If the load condition parameter Pc is less than the predetermined threshold Pth, then the continuous load with the coil B1 and the coil B2 (or B3) is not activated.
  • said coil B2 In the case where the coil B2 is activated, said coil B2 therefore generates an electromagnetic flux. In the event that the mobile telephone P has shifted and is now also partly above the second coil B2, said mobile telephone will receive the electromagnetic field from each of the two coils B1, B2.
  • the mobile telephone P periodically sends to the charging device D a signal comprising a value representative of a deviation between the power requested by the mobile telephone P and the power actually received by said telephone, in order to modulate and / or control the load.
  • This type of message is called “CONTROL ERROR” in the WPC (“Wireless Power Consortium) standard, which defines the“ Qi ”standard.
  • the “CONTROL EROR” message is in the form of a value, either representative of a request for an increase in load power, or representative of a request for a reduction in load power, depending on the load. current demand for power from mobile phone P and power supplied by charging device D.
  • the “CONTROL ERROR” message takes a value from -127 to +128 without units.
  • the mobile telephone P receiving the fields of the two coils, sends, during a third step E3, a "CONTROL ERROR” message indicating a necessary reduction in the power received.
  • This “CONTROL ERROR” information is received by the charging device D.
  • step E4 the value representative of the "CONTROL ERROR" deviation thus received is then compared with a first predetermined threshold TH1 representative of a maximum load reduction which can only be received by the activation of a single transmitter coil.
  • the charging device D further comprises:
  • Means for calculating the load condition parameter Pc and for comparing said parameter with a predetermined threshold Means for simultaneously activating the charging coils, c.
  • the means for calculating the load conditions parameter and for comparing the load condition parameter and the predetermined threshold representative of load limit conditions, the means for activating the load coils simultaneously, the first means of comparison between the value representative of a “CONTROL ERROR” deviation and a first threshold TH1, and means for deactivating and activating load coils as a function of the result of said comparisons taken separately or in combination are in the form of software , included in a microcontroller, located in a printed circuit 10 of the charging device D
  • the invention therefore makes it possible in an ingenious manner to continue charging with another coil, even when the mobile telephone P moves over the charging surface, this without stopping and resuming charging and therefore without disturbing notifications for the driver.

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Abstract

L'invention propose un procédé de charge par induction d'un équipement portable d'utilisateur par un dispositif de charge comprenant au moins deux bobines émettrices et présentant une surface de charge apte à recevoir ledit équipement afin de le charger, ledit dispositif de charge recevant périodiquement pendant la charge en provenance de l'équipement portable un signal comprenant une valeur représentative d'une déviation entre une puissance de charge demandée par l'équipement portable et une puissance de charge reçue par ledit équipement, le procédé comprenant les étapes suivantes : a) Dépose de l'équipement portable sur la surface de charge et activation d'une première bobine de charge (étape E0), b) Détermination d'un paramètre de conditions de charge (étape E1), c) Si le paramètre de conditions de charge est supérieur à un seuil prédéterminé représentatif de conditions limites de charge (étape E1), alors d) Activation d'une bobine adjacente à ladite bobine de charge tout en maintenant la première bobine activée (étape E2), e) Si la valeur représentative de la déviation entre la puissance de charge demandée et la puissance reçue est inférieure à un premier seuil (étape E4), alors, f) Désactivation de la première bobine (étape E5), g) Sinon, répétition des étapes précédentes.

Description

DESCRIPTION
PROCEDE DE CHARGE PAR INDUCTION ET DISPOSITIF DE CHARGE ASSOCIE
[Domaine technique]
[0001] La présente invention se rapporte au domaine de l’automobile et concerne plus particulièrement un procédé de charge par induction d’une batterie d’un équipement d'utilisateur ainsi qu’un dispositif de charge associé et un véhicule automobile comprenant un tel dispositif.
[Etat de la technique antérieure]
[0002] De nombreux véhicules automobiles comportent de nos jours un module de chargement embarqué permettant de recharger la batterie d’un téléphone mobile.
[0003] Ce chargeur peut comprendre un connecteur auquel on relie le téléphone ou bien une surface sur laquelle on pose le téléphone afin qu’il se recharge par induction.
[0004] Dans cette dernière solution, le dispositif de charge par induction comprend au moins une antenne émettrice et le téléphone comprend une antenne réceptrice se présentant sous la forme d’une bobine disposée sensiblement au centre du téléphone, notamment pour permettre son bon équilibrage, et une efficacité de charge suffisante, comme préconisé par exemple dans la norme WPC (« Wireless Power Consortium » en anglais).
[0005] Afin de réaliser un couplage inductif permettant de recharger efficacement la batterie du téléphone, il est nécessaire d’aligner sensiblement le centre de l’antenne réceptrice de ce dernier avec le centre de l’une des antennes émettrices du dispositif, avec une tolérance de l’ordre de 10 mm.
[0006] Aussi, il est nécessaire que le dispositif comporte plusieurs antennes lorsque l’on souhaite couvrir une surface de charge importante, ce qui rend le dispositif complexe et coûteux. Dans le cas contraire, il est nécessaire de déplacer le téléphone pour aligner son antenne réceptrice avec l’antenne émettrice du dispositif, ce qui présente un inconvénient majeur.
[0007] Dans tous les cas, lors d’un déplacement du véhicule, le téléphone mobile peut être soumis à des nombreux mouvements et le conducteur doit alors constamment réaligner le téléphone avec l’antenne émettrice tout en conduisant, ce qui peut s’avérer dangereux et présente donc un inconvénient majeur. [0008] Une solution connue pour résoudre cet inconvénient consiste à utiliser un dispositif de charge dont la ou les antennes émettrices sont motorisées de manière à se déplacer pour augmenter la surface de charge et ne plus avoir à aligner manuellement le téléphone avec l’antenne émettrice. Une telle solution est significativement complexe et coûteuse, ce qui présente un inconvénient important, notamment pour les véhicules d’entrée de gamme. De plus, un tel dispositif de charge motorisé n’est pas nécessairement adapté à un large éventail de tailles de téléphone, ce qui présente un inconvénient majeur.
[0009] Une autre solution de l’art antérieur, consiste à permuter de bobine de charge en fonction du déplacement du téléphone, lorsque ce dernier ne reçoit plus assez de puissance de charge. En effet, lorsque le téléphone se trouve décentré par rapport à la bobine de charge qui est activée, le téléphone ne reçoit plus assez de puissance et par conséquent, soit le téléphone arrête la charge, soit il envoie une demande d’arrêt de charge au dispositif de charge. Ce dernier redémarre alors un procédé de recherche d’antenne de charge la plus alignée par rapport au téléphone, c'est-à-dire la plus apte à charger efficacement le téléphone. Cette procédure est réalisée par l’envoi de « digital ping » c'est-à-dire des impulsions de courant, par chaque antenne de charge du dispositif de manière séquentielle la bobine se trouvant la plus alignée par rapport au téléphone, recevra une réponse à ce digital ping, et le dispositif de charge activera la charge par cette antenne.
[0010] L’inconvénient de ce procédé de permutation d’antenne pendant la charge est qu’elle s’accompagne d’un arrêt momentané de la charge, et de notifications sonores, visuelles ou vibratoires à destination de l’utilisateur, lors de l’arrêt de charge et lors du redémarrage de la charge, ce qui peut s’avérer très perturbant pour l’utilisateur pendant la conduite de son véhicule.
[0011] L’invention a pour but d’apporter une solution de recharge qui soit à la fois simple, fiable, efficace et peu onéreuse.
[Exposé de l’invention]
[0012] L’invention propose un procédé de charge par induction d’un équipement portable d’utilisateur par un dispositif de charge comprenant au moins deux bobines émettrices et présentant une surface de charge apte à recevoir ledit équipement afin de le charger, ledit dispositif de charge recevant périodiquement pendant la charge en provenance de l’équipement portable un signal comprenant une valeur représentative d’une déviation entre une puissance de charge demandée par l’équipement portable et une puissance de charge reçue par ledit équipement, le procédé étant remarquable en ce qu’il comprend les étapes suivantes : • Dépose de l’équipement portable sur la surface de charge et activation d’une première bobine de charge (étape E0),
• Détermination d’un paramètre de conditions de charge (étape E1),
• Si le paramètre de conditions de charge est supérieur à un seuil prédéterminé représentatif de conditions limites de charge (étape E1), alors
• Activation d’une bobine adjacente à ladite bobine de charge tout en maintenant la première bobine activée (étape E2),
• Si la valeur représentative de la déviation entre la puissance de charge demandée et la puissance reçue est inférieure à un premier seuil (étape E4), alors,
• Désactivation de la première bobine (étape E5),
• Sinon, répétition des étapes précédentes.
[0013] Selon le procédé de l’invention, le paramètre de conditions de charge est calculé à partir d’une valeur de la tension continue en entrée d’un convertisseur de courant alternatif en courant continu relié à la première bobine de charge, d’une valeur du courant continu en entrée dudit convertisseur, d’une valeur du courant alternatif circulant dans la première bobine de charge, d’une valeur de la tension alternative aux bornes de ladite première bobine de charge et d’une valeur de la puissance reçue par l’équipement portable d’utilisateur.
[0014] L’invention concerne également un dispositif de charge d’un équipement portable d’utilisateur, destiné à être embarqué dans un véhicule, comprenant au moins deux bobines émettrices et présentant une surface de charge apte à recevoir ledit équipement afin de le charger, ledit dispositif de charge recevant périodiquement pendant la charge en provenance de l’équipement portable un signal comprenant une valeur représentative d’une déviation entre une puissance de charge demandée par l’équipement portable et une puissance de charge reçue par ledit équipement, le dispositif de charge étant remarquable en ce qu’il comprend :
• Des moyens de calcul d’un paramètre de conditions de charge et de comparaison entre ledit paramètre et un seuil prédéterminé représentatif de conditions limites de charge,
Des moyens d’activation d’au moins une bobine de charge adjacentes en simultané, en fonction du résultat de ladite comparaison, • Des premiers moyens de comparaison entre la valeur représentative d’une déviation entre une puissance de charge demandée par l’équipement portable et une puissance de charge reçue par ledit équipement, et un premier seuil (TH1),
• Des moyens de désactivation et d’activation de l’au moins une bobine de charge adjacente en fonction du résultat de ladite comparaison.
[0015] Préférentiellement, les moyens de détermination du paramètre de conditions de charge et de comparaison entre ledit paramètres et un seuil prédéterminé représentatif de conditions limites de charge, les moyens d’activation de bobines de charge adjacentes en simultané, en fonction du résultat de ladite comparaison, les premiers moyens de comparaison entre la valeur représentative d’une déviation entre une puissance de charge demandée par l’équipement portable et une puissance de charge reçue par ledit équipement ,et un premier seuil , et les moyens de désactivation et d’activation d’au moins une des bobines de charge adjacentes en fonction du résultat de ladite comparaison se présentent sous la forme de logiciels compris dans un microcontrôleur.
[0016] L’invention concerne également un produit programme d’ordinateur remarquable en ce qu’il comporte un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ou plusieurs processeurs, configurent le ou les processeurs pour mettre en œuvre un procédé de charge selon l’une quelconques des caractéristiques énumérées ci-dessus.
[0017] Enfin, l’invention s’applique à tout véhicule automobile comprenant un dispositif de charge selon l’une quelconque des caractéristiques énumérées ci-dessus.
[Description des dessins]
[0018] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
[Fig. 1] : la figure 1 représente schématiquement le dispositif de charge sur lequel est posé un équipement portable d’utilisateur, la bobine réceptrice de l’équipement se trouvant alignée avec une bobine émettrice B1 du dispositif de charge,
[Fig. 2] : la figure 2 représente schématiquement le dispositif de charge sur lequel est posé un équipement portable d’utilisateur, la bobine réceptrice de l’équipement ne se trouvant alignée avec aucune des bobines émettrice B1 , B2, B3 du dispositif,
[Fig.3] : la figure 3 est un logigramme du procédé de charge selon l’invention. [Fig.4] : la figure 4 illustre le convertisseur tension alternative/tension continue du dispositif de charge, et les mesures utilisées pour déterminer le paramètre de conditions de charge selon l’invention.
[Description des modes de réalisation]
[0019] A la figure 1 est illustré un dispositif de charge D, destiné à être embarqué dans un véhicule automobile et comprenant une surface de charge S, sur laquelle est posé un équipement portable d’utilisateur, par exemple un téléphone portable P. Le dispositif de charge comprend trois bobines émettrices, une première bobine B1 , une deuxième bobine B2 et une troisième bobine B3. La première bobine B1 se trouve centrée par rapport au dispositif de charge D et dans un plan supérieur c'est-à-dire plus près de la surface de charge S, que le plan dans lequel se trouvent les deux autres bobines B2, B3. Cette disposition est uniquement à but illustratif, les trois bobines pouvant être juxtaposées dans un même plan et d’un nombre supérieur à trois.
[0020] A la figure 1 , la bobine réceptrice A1 du téléphone portable P se trouve alignée avec la première bobine B1 , ou bobine supérieure B1 du dispositif de charge D. Les deux bobines étant alignées, la charge du téléphone P par la première bobine B1 du dispositif D par induction a donc une efficacité optimale. Le dispositif de charge D a dans une étape préalable détecté la position du téléphone portable P sur la surface de charge S avec la bobine réceptrice A1 située en vis-à-vis avec la première bobine B1 , et a déclenché la charge en activant ladite bobine B1. Ce procédé d’activation des bobines de charge est connu de l’art antérieur et est réalisé comme décrit précédemment par l’intermédiaire d’émission de « digital pings » par les bobines émettrices B1 B2, B3 du dispositif, et la réception de message de présence en provenance du téléphone portable P. Ce procédé d’activation étant connu de l’art antérieur, il ne sera pas plus détaillé ici.
[0021] Comme expliqué précédemment, le dispositif de charge D ne possédant aucun mécanisme de maintien de l’équipement portable P ou téléphone portable P dans notre exemple, ce dernier, peut lors d’accélérations, décélérations du véhicule ou lors de vibrations dus au mouvement du véhicule bouger sur la surface de charge S, et se décaler par rapport à la bobine de charge qui est activée en l’occurrence dans notre exemple la bobine B1.
[0022] Ceci est illustré à la figure 2. La figure 2, le téléphone portable P s’est décalé par rapport à la première bobine B1 et se trouve maintenant simultanément au-dessus d’une partie de la première bobine B1 et au-dessus d’une partie plus grande de la troisième bobine B3. Dans cette nouvelle position, et selon l’art antérieur, la charge n’étant plus optimale avec la première bobine B1 , la charge s’arrête (l’arrêt de charge peut être déclenché par le téléphone portable P) afin que le dispositif de charge D puisse identifier la nouvelle bobine à activer, en l’occurrence la troisième bobine B3, permettant ainsi de retrouver une efficacité de charge optimale. Ce procédé de charge de l’art antérieur crée donc un arrêt momentané de la charge et comme précisé précédemment deux notifications sont envoyées à l’utilisateur, une pour lui signaler l’arrêt de la charge, et une autre pour lui signaler la reprise de la charge, ce qui peut être dérangeant lorsque l’utilisateur conduit.
[0023] L’invention propose un procédé de charge permettant de pallier les inconvénients de l’art antérieur, en l’occurrence le procédé de charge selon l’invention permet une charge continue, sans interruption de charge due à la désactivation/activation des bobines de charge provoquée(s) par le mouvement du téléphone sur la surface de charge S.
[0024] Le procédé de charge selon l’invention est illustré à la figure 3.
[0025] Dans une étape préliminaire E0, le téléphone portable P est posé sur la surface de charge S du dispositif de charge D et une bobine émettrice, par exemple la première bobine B1 est identifiée comme la bobine de charge présentant le taux de charge le plus grand et est donc activée pour charger le téléphone portable (étape E0).
[0026] Dans une première étape E1 , un paramètre de conditions de charge Pc est calculé et est comparé à un seuil prédéterminé Pth, représentatif de conditions limites de charge. Si par exemple le paramètre de conditions de charge se trouve au-dessus du seuil prédéterminé cela signifie que la charge n’est pas optimale et que, le téléphone portable a dû se décaler par rapport à la bobine B1 et ne reçoit plus en totalité le champ émis par cette dernière.
[0027] Selon l’invention, le paramètre de conditions de charge Pc est calculé de la manière suivante :
[Math 1]
Pc = A + kl VDC + k2 * IDC + k3 * IAC + kA * VAC + k5 * RPP
Avec :
k1 , k2, k3, k4, k5 : coefficients
A : valeur numérique VDC : valeur de la tension (V) continu en entrée du convertisseur AC/DC (AC : « alternating current » en anglais ou courant alternatif, DC : « direct courant » en anglais ou courant continu),
IDC : valeur du courant continu (A) en entrée du convertisseur AC/DC,
IAC : Valeur du courant alternatif (A) circulant dans la première bobine B1 ,
VAC : valeur de la tensions alternative (V) aux bornes de la première bobine B1 ,
RPP : valeur de la puissance (W) reçue par le téléphone portable P.
[0028] La figure 4 illustre le convertisseur tension alternative/tension continue du dispositif de charge ainsi que les mesures citées ci-dessus et utilisées pour calculer le paramètre de conditions de charge.
[0029] La valeur de la puissance reçue par le téléphone portable P est transmise par ledit téléphone P au dispositif de charge de manière périodique.
[0030] Bien sûr le paramètre de charge Pc peut être calculé à partir de toute autre type de formule mathématique, par exemple exponentielle, logarithmique calculée à partir des paramètres VDC, IDC, IAC, VAC et RPP.
[0031] En d’autres termes le paramètre de charge Pc peut être également calculé, par exemple à partir des valeurs suivantes, connues de l’homme du métier :
• Qieff : Rendement de la charge, calculé à partir de RPP, VDC et IDC
• ESR : « Equivalent Serial Résistance » en anglais ou résistance série équivalente de la bobine B1 du dispositif de charge,
• Inductance de la bobine B1 ,
• Qfactor : ou facteur de qualité mesurée aux bornes de la première bobine B1 ,
• AC_phase : La valeur de la phase entre deux signaux de courant alternatifs mesurés aux bornes de la première bobine B1 ,
Etc..
[0032] Si le paramètre de conditions de charge Pc est supérieur au seuil prédéterminé Pth, alors, dans une deuxième étape (étape E2), au moins une des bobines adjacentes à la bobine B1 est activée en plus de la première bobine B1 , qui elle n’a pas été désactivée. Par exemple dans un premier temps la deuxième bobine B2 est activée simultanément à la première bobine B1. [0033] Si le paramètre de conditions de charge Pc est inférieur au seuil prédéterminé Pth, alors, la charge continue avec la bobine B1 et la bobine B2 (ou B3) n’est pas activée.
[0034] Dans le cas où la bobine B2 est activée, ladite bobine B2 génère donc un flux électromagnétique. Dans le cas où le téléphone portable P s’est décalé et se trouve dorénavant également en partie au-dessus de la deuxième bobine B2, ledit téléphone portable va recevoir le champ électromagnétique de chacune des deux bobines B1 , B2.
[0035] Le téléphone portable P envoie périodiquement au dispositif de charge D un signal comprenant une valeur représentative d’une déviation entre de la puissance demandée par le téléphone portable P et la puissance réellement reçue par ledit téléphone, ceci afin de moduler et/ou contrôler la charge. Ce type de message est appelé « CONTROL ERROR » dans le standard WPC (« Wireless Power Consortium), qui définit la norme « Qi ». En l’occurrence le message « CONTROL EROR » se présente sous la forme d’une valeur, soit représentative d’une demande d’augmentation de puissance de charge, soit représentative d’une demande de réduction de puissance charge, en fonction de la demande actuelle en puissance du téléphone portable P et de la puissance fournie par le dispositif de charge D. Le message « CONTROL ERROR » prend une valeur allant de -127 à +128 sans unités.
[0036] Dans ce cas, le téléphone portable P, recevant les champs des deux bobines, envoie, lors d’une troisième étape E3, un message « CONTROL ERROR » indiquant une réduction nécessaire de la puissance reçue. Cette information « CONTROL ERROR » est reçue par le dispositif de charge D. Dans ce cas, la puissance reçue est trop forte, et le message « CONTROL ERROR » demande une réduction de la puissance de charge, par exemple « CONTROL ERROR » = -20.
[0037] Lors d’une quatrième étape (étape E4), la valeur représentative de la déviation «CONTROL ERROR» ainsi reçue est alors comparée à un premier seuil prédéterminé TH1 représentatif d’une réduction de charge maximale qui ne peut être reçue que par l’activation d’une seule bobine émettrice.
[0038] Si la valeur représentative de la déviation «CONTROL ERROR» est inférieure audit premier seuil TH1 , par exemple TH1 = -10, alors la première bobine B1 est désactivée, la deuxième bobine B2, quant à elle continue à être activée, et la charge continue donc avec la deuxième bobine B2, sans arrêt de charge pendant le changement de bobine, puisque judicieusement la désactivation de la première bobine B1 a eu lieu après l’activation de la deuxième bobine B2. [0039] Sinon, si la valeur représentative de la déviation «CONTROL ERROR» est supérieure audit premier seuil TH1 (étape E4), alors le procédé revient à l’étape E0, l’étape E1 est répétée, et les étapes subséquentes (E2 à E5) sont répétées pour l’autre bobine adjacente, dans notre exemple la troisième bobine B3.
[0040] Pour mettre en œuvre le procédé de charge D selon l’invention, le dispositif de charge D comprend en outre :
a. Des moyens de calcul du paramètre de conditions de charge Pc et de comparaison entre ledit paramètre et un seuil prédéterminé, b. Des moyens d’activation de bobines de charge en simultané, c. Des premiers moyens de comparaison entre la valeur représentative d’une déviation «CONTROL ERROR» entre de la puissance demandée par le téléphone portable P et la puissance réellement reçue par ledit téléphone et un premier seuil minimal TH1 , d. Des moyens de désactivation et d’activation de bobines de charge en fonction du résultat de ladite comparaison.
[0041] Les moyens de calcul du paramètre de conditions de charge et de comparaison entre le paramètre de condition de charge et le seuil prédéterminé représentatif de conditions limites de charge, les moyens d’activation de bobines de charge en simultané, les premiers moyens de comparaison entre la valeur représentative d’une déviation «CONTROL ERROR» et un premier seuil TH1 , et des moyens de désactivation et d’activation de bobines de charge en fonction du résultat desdites comparaisons prises séparément ou en combiné se présentent sous la forme de logiciels, compris dans un microcontrôleur, situé dans un circuit imprimé 10 du dispositif de charge D
[0042] L’invention permet donc de manière ingénieuse de continuer la charge avec une autre bobine, même lorsque le téléphone portable P se décale sur la surface de charge, ceci sans arrêt et reprise de charge et donc sans notifications dérangeantes pour le conducteur.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé de charge par induction d’un équipement portable d’utilisateur (P) par un dispositif de charge (D) comprenant au moins deux bobines émettrices (B1 , B2, B3) et présentant une surface de charge (S) apte à recevoir ledit équipement afin de le charger, ledit dispositif de charge (D) recevant périodiquement pendant la charge en provenance de l’équipement portable (P) un signal comprenant une valeur représentative d’une déviation (« CONTROL ERROR ») entre une puissance de charge demandée par l’équipement portable (P) et une puissance de charge reçue par ledit équipement (P), le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
a) Dépose de l’équipement portable (P) sur la surface de charge (S) et activation d’une première bobine de charge (B1) (étape E0),
b) Détermination d’un paramètre de conditions de charge (Pc) à partir de mesures du dispositif de charge (D) (étape E1),
c) Si le paramètre de conditions de charge (Pc) est supérieur à un seuil prédéterminé représentatif de conditions limites de charge (Pth) signifiant que la charge n’est pas optimale (étape E1), alors
d) Activation d’une bobine adjacente (B2) à ladite bobine de charge (B1) tout en maintenant la première bobine (B1) activée (étape E2),
e) Si la valeur représentative de la déviation (« CONTROL ERROR ») entre la puissance de charge demandée et la puissance reçue est inférieure à un premier seuil (TH1) (étape E4), alors,
f) Désactivation de la première bobine (B1) (étape E5),
g) Sinon, répétition des étapes précédentes.
[Revendication 2] Procédé de charge selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le paramètre de conditions de charge (Pc) est calculé à partir d’une valeur de la tension continue (VDC) en entrée d’un convertisseur de courant alternatif en courant continu relié à la première bobine de charge (B1), d’une valeur du courant continu (IDC) en entrée dudit convertisseur, d’une valeur du courant alternatif (IAC) circulant dans la première bobine de charge (B1), d’une valeur de la tension alternative (VAC) aux bornes de ladite première bobine de charge (B1) et d’une valeur de la puissance (RPP) reçue par l’équipement portable d’utilisateur (P).
[Revendication 3] Dispositif de charge (D) d’un équipement portable d’utilisateur (P), destiné à être embarqué dans un véhicule, comprenant au moins deux bobines émettrices (B1 , B2, B3) et présentant une surface de charge (S) apte à recevoir ledit équipement afin de le charger, ledit dispositif de charge (D) recevant périodiquement pendant la charge en provenance de l’équipement portable (P) un signal comprenant une valeur représentative d’une déviation (« CONTROL ERROR ») entre une puissance de charge demandée par l’équipement portable (P) et une puissance de charge reçue par ledit équipement (P), le dispositif de charge (D) étant caractérisé en ce qu’il comprend :
a) Des moyens de calcul d’un paramètre de conditions de charge (Pc) à partir de mesures du dispositif de charge (D) et de comparaison entre ledit paramètre et un seuil prédéterminé (TH1) représentatif de conditions limites de charge, signifiant que la charge n’est pas optimale,
b) Des moyens d’activation (M2) de bobines de charge (B1 , B2, B3) adjacentes en simultané, en fonction du résultat de ladite comparaison,
c) Des premiers moyens de comparaison (M3) entre la valeur représentative d’une déviation (« CONTROL ERROR ») entre une puissance de charge demandée par l’équipement portable (P) et une puissance de charge reçue par ledit équipement (P), et un premier seuil (TH1),
d) Des moyens de désactivation et d’activation (M4) d’une des bobines de charge adjacentes en fonction du résultat de ladite comparaison.
[Revendication 4] Dispositif de charge (D) selon la revendication 3 caractérisé en ce que les moyens de détermination du paramètre de conditions de charge (Pc) et de comparaison (M1) entre ledit paramètres (Pc) et un seuil prédéterminé (Pth) représentatif de conditions limites de charge, les moyens d’activation (M2) de bobines de charge adjacentes (B1 , B2, B3) en simultané, en fonction du résultat de ladite comparaison, les premiers moyens de comparaison (M3) entre la valeur représentative d’une déviation (« CONTROL ERROR ») entre une puissance de charge demandée par l’équipement portable (P) et une puissance de charge reçue par ledit équipement (P), et un premier seuil (TH1), et les moyens de désactivation et d’activation (M4) d’au moins une des bobines de charge adjacentes en fonction du résultat de ladite comparaison se présentent sous la forme de logiciels compris dans un microcontrôleur (10).
[Revendication 5] Produit programme d’ordinateur caractérisé en ce qu’il comporte un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ou plusieurs processeurs, configurent le ou les processeurs pour mettre en œuvre un procédé de charge selon l’une quelconques des revendications 1 à 2. [Revendication 6] Véhicule automobile comprenant un dispositif de charge (D) selon l’une quelconque des revendications 3 à 6.
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