차량 도어 포켓에 구비되는 무선 충전 시스템{WIRELESS CHARGE SYSTEM IN DOOR POCKET OF VEHICLE}
본 발명은 무선 충전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선으로 전력을 충전하는 장치가 차량의 도어 포켓에 구비되는 무선 충전 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 대다수의 무선 통신 기기들은 충전을 필요로 하며 이로 인해 휴대용 무선 통신 기기들은 각기 다른 형태의 유선 커넥터를 가진다. 이러한 휴대용 무선 통신 기기에 사용되는 배터리팩에 전기에너지를 충전시키기 위한 충전기와 배터리팩의 전기적 연결방식에는, 상용전원을 공급받아 배터리팩에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리팩의 단자를 통해 배터리팩으로 전기에너지를 공급하는 단자연결방식이 있지만, 이러한 단자연결방식은 충전기와 휴대용 무선 통신 기기 사이를 연결하는 전선이 필수적으로 필요하고, 해당 전선을 연결하는 사용자의 행위도 필요하다. 이에 따라, 단자연결방식으로 유선 충전하는 불편함을 극복하고자 무선 충전 기술이 급속도로 발전하고 있으며, 차량 내부에서 휴대용 무선 통신 기기를 무선으로 충전할 수 있도록 무선 충전 시스템이 차량 내부에 탑재되고 있다. 차량용 무접점 무선 충전 시스템은 일반적으로 차량의 운전석과 조수석 사이에 위치하는 센터 콘솔(center console)에 탑재된다. 이와 같이, 무선 충전 시스템이 센터 콘솔에 탑재되는 경우, 센터 콘솔의 내부에 형성되는 배선을 위한 공간이 부족하다는 문제점 및 주행 중 운전자의 주의가 분산되어 안전 운행에 방해가 될 수 있다는 문제점이 있으며, 이와 더불어 운전자, 조수석 탑승자뿐만 아니라 뒷좌석 탑승자 모두 센터 콘솔에 접근하여야만 무선 충전을 이용할 수 있다는 불편함이 있다.
본 발명의 목적은 차량 탑승자의 주변에 위치하는 공간이면서, 배선을 위한 공간의 여유가 있는 차량 도어에 위치하는 도어 포켓을 활용하여 휴대용 무선 통신 기기를 무선으로 충전할 수 있는 무선 충전 시스템을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은 차량 도어에 위치하는 도어 포켓을 활용하여 휴대용 무선 통신 기기를 무선으로 충전하는 중에 탑승자가 차량에서 내리는 경우, 해당 휴대용 무선 통신 기기를 두고 내리지 않도록 탑승자에게 알림을 주는 무선 충전 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 충전 시스템은 충전용 배터리를 구비한 장치에 무선으로 전력을 전달하여, 상기 충전용 배터리를 충전하는 무선 충전부, 상기 무선 충전부로부터 전력을 전달받는 상기 장치가 상기 무선 충전부와 별도로 움직이지 않도록 상기 장치를 고정하는 고정부, 및 상기 배터리의 충전 상태를 외부로 알려주는 표시부를 포함하고, 상기 무선 충전부, 상기 고정부 및 상기 표시부는 차량의 도어에 구비된 도어 포켓(pocket)에 형성되는 것을 특징으로 한다. 실시 예에 있어서, 상기 고정부는 고무판을 일정 방향으로 절개한 고무로 형성된 씰(seal), 복원력이 있는 그물망 또는 슬라이딩(sliding) 방식의 슬롯(slot) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다. 실시 예에 있어서, 상기 표시부는 상기 배터리가 충전중인 상태 또는 충전이 완료되었다는 상태를 구분하여 외부로 빛을 발산하여 시각적으로 알려주거나 또는 외부로 미리 저장된 음성 사운드를 출력하여 청각적으로 알려주는 것을 특징으로 한다. 실시 예에 있어서, 상기 차량의 도어가 운전석에 구비된 도어인 경우, 상기 표시부는 상기 차량에 구비된 클러스터를 통해서 상기 배터리가 충전중인 상태 또는 충전이 완료되었다는 상태를 구분하여 외부로 알려주는 것을 특징으로 한다. 실시 예에 있어서, 상기 장치가 상기 고정부에 고정되어 있는 상태에서, 상기 차량의 도어를 열리게 하는 문열림 신호가 감지된 경우, 상기 표시부는 외부로 발산되는 빛을 점멸하거나 또는 외부로 알람 사운드를 출력하여, 상기 장치의 사용자가 상기 장치를 두고 상기 차량에서 내리지 않도록 하는 것을 특징으로 한다. 실시 예에 있어서, 상기 장치가 상기 고정부에 고정되어 있는 상태에서, 상기 차량의 도어를 열리게 하는 문열림 신호가 감지된 경우, 상기 차량의 도어가 열리지 않도록 제어하는 것을 특징으로 한다. 실시 예에 있어서, CAN(controller area network) 통신을 통해서, 상기 장치의 존재 여부 또는 상기 배터리의 충전 상태를 상기 차량의 헤드유닛에 알려주는 것을 특징으로 한다. 실시 예에 있어서, 상기 무선 충전부, 상기 고정부 및 상기 표시부는 상기 도어 포켓에 착탈이 가능한 하우징(housing)으로 형성되고, 상기 하우징은 상기 도어 포켓에 장착되거나 또는 분리되는 것을 특징으로 한다. 실시 예에 있어서, 상기 하우징이 상기 도어 포켓에 장착되거나 또는 분리되는 경우, 상기 하우징이 상기 장착되거나 또는 분리된 상기 도어 포켓이 상기 차량의 도어 중 어느 도어인지 여부를 상기 차량의 헤드유닛 또는 상기 차량의 클러스터에 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무선 충전 시스템은 차량 탑승자의 주변에 위치하는 공간이면서, 배선을 위한 공간의 여유가 있는 차량 도어에 위치하는 도어 포켓을 활용하여 휴대용 무선 통신 기기를 무선으로 충전할 수 있다. 또한, 차량 도어에 위치하는 도어 포켓을 활용하여 휴대용 무선 통신 기기를 무선으로 충전하는 중에 탑승자가 차량에서 내리는 경우, 해당 휴대용 무선 통신 기기를 두고 내리지 않도록 탑승자에게 알림을 줄 수 있다.
도 1은 일반적으로 차량의 운전석과 조수석 사이에 위치하는 센터 콘솔에 탑재된 무선 충전 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 차량 도어에 구비된 도어 포켓을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 충전 시스템에서, 각 장치들 간의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 본 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나. 이는 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미 한정이나 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 권리 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 명세서에서 '및/또는'이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, '연결되는/결합되는'이란 표현은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는'으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및 소자의 존재 또는 추가를 의미한다. 이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 일반적으로 차량의 운전석과 조수석 사이에 위치하는 센터 콘솔에 탑재된 무선 충전 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 충전용 배터리를 구비한 장치로서 스마트폰(110)이 나타나 있고, 스마트폰(110)은 차량 내부의 운전석과 조수석 사이에 위치하는 센터 콘솔(140)에 놓여져 있습니다. 구체적으로, 센터 콘솔은 스마트폰(110)이 구비하는 충전용 배터리에 무선으로 전력을 전달하여 배터리를 충전하는 무선 충전부(130)를 구비하고 있습니다. 도 1과 같은 무선 충전 시스템에서는 무선 충전부(130)에 놓여진 스마트폰(110)은 차량의 주행으로 발생하는 진동이나 흔들림에 무방비로 노출되어 무선 충전부(130)에 구비된 무선 충전 패드와 어긋나게 놓여질 수 있고, 그러한 경우 무선 충전 효율이 저하되는 문제점이 있습니다. 그리고, 차량에 구비된 센터 콘솔(140)은 차량을 이용하는 탑승자가 소지한 간단한 물건 들을 놓거나 보관하는 공간으로 사용되는 것이 일반적이기 때문에, 도 1과 같이 무선 충전부(130)가 구비되는 경우, 차량 탑승자에게 제공되는 여유 공간이 부족하게 됩니다. 또한, 무선 충전 시스템이 센터 콘솔(140)에 구비되는 경우, 센터 콘솔(140) 내부에는 무선 충전 시스템을 위한 별도의 배선 공간이 필요하며, 뒷좌석에 탑승한 탑승자 역시 자신이 소지한 스마트폰(110)을 무선 충전하기 위해서는 센터 콘솔(140)에 접근해야 하는 문제점이 있다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자, 무선 충전 시스템을 센터 콘솔(140)이 아닌 차량의 도어에 구비된 도어 포켓에 형성한다. 그 결과, 차량의 탑승자 각각은 자신이 위치한 곳에 가장 가까운 차량의 도어에 구비된 도어 포켓에 접근하여 자신의 스마트폰(110)을 무선 충전할 수 있고, 차량에 구비된 센터 콘솔(140)은 다른 물건들을 보관하기 위한 공간으로 여유롭게 사용될 수 있으며, 센터 콘솔(140) 내부의 배선 공간에도 여유가 생기게 됩니다. 이와 더불어, 도어 포켓에 형성되는 무선 충전 시스템에서 스마트폰(110)은 도어 포켓 내부에 절반 이상이 매립되는 매립식으로 장착되기 때문에, 차량의 주행으로 발생하는 진동에 의해서 충전 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 도 2는 차량 도어에 구비된 도어 포켓을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 차량의 도어(230) 내측에는 차량 탑승자가 물건을 적재할 수 있는 공간인 도어 포켓(210)이 구비되어 있다. 일반적으로 도어 포켓(210)은 도어(230)의 하단에 구비되어 있지만, 본 발명에 적용되는 도어 포켓(210)은 이에 한정되지 않는다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 무선 충전 시스템(330)은 차량 도어(310)에 구비된 도어 포켓에 형성(또는 장착)되어 있다. 그리고 무선 충전 시스템(330)은 배터리를 무선으로 충전하는 경우, 배터리의 충전 상태를 나타내는 표시부(331), 배터리를 구비한 스마트폰을 고정하는 고정부(332), 및 도시되어 있지 않지만 무선 충전 시스템(330) 내부에 구비되는 무선 충전부를 포함한다. 먼저, 무선 충전부(미도시)에 관하여 설명하면, 무선 충전부는 충전용 배터리를 구비한 장치(예를 들어, 이하 '스마트폰'이라 한다)에 무선으로 전력을 전달하여 스마트폰에 구비된 배터리를 충전한다. 여기서 무선 충전부는 자기 공명형 방식과 자기 유도형 방식 모두를 이용할 수 있는 무선 충전부 패드를 구비할 수 있다. 표시부(331)는 무선 충전 시스템(330)에 고정되어 무선 충전의 대상이 되는 스마트폰에 구비된 배터리의 충전 상태를 외부로 알려준다. 여기서, 충전 상태는 스마트폰의 배터리가 충전중인 상태인지, 아니면 충전이 완료된 상태인지를 포함하고, 이와 더불어 충전 진행의 정도도 나타낼 수 있다. 그리고 외부로 알려주는 방식은 시각적인 방식 또는 청각적인 방식을 포함한다. 구체적으로 설명하면, 표시부(331)가 LED와 같이 빛을 외부로 발산하는 장치를 포함하는 경우, 해당 LED에서 발산하는 빛의 색을 배터리의 충전 상태에 따라 구분하여 외부로 발산할 수 있다. 그리고 표시부(331)는 차량에 구비된 스피커와 연동하거나 또는 표시부(331) 자체가 사운드를 출력할 수 있는 스피커를 구비하는 경우, 미리 저장된 음성 사운드를 배터리의 충전 상태에 따라 구분하여 출력할 수 있다. 예를 들면, “충전 중입니다.” 또는 “충전이 완료되었습니다.” 등이 될 수 있다. 그리고, 무선 충전 시스템(330)이 차량의 운전석에 구비된 도어에 형성이 된 경우, 표시부(331)는 운전자의 운전 중 시야의 분산을 방지하기 위해서, 차량에 구비된 클러스터를 통해서 배터리의 충전 상태를 외부로 알려줄 수 있다. 고정부(332)는 무선 충전부로부터 전력을 전달받는 스마트폰이 차량의 주행으로 발생하는 진동 등에 의해서 무선 충전부에 구비된 무선 충전 패드(미도시)로부터 이격되지 않도록 스마트폰을 고정한다. 즉, 차량의 진동 등으로 무선충전부와 별도로(독립적으로) 스마트폰이 움직이지 않도록 고정한다. 본 발명에 따른 무선 충전 시스템에 포함되는 무선 충전부, 고정부(332) 및 표시부(331)는 도 3에 도시된 바와 같이, 차량 도어(310)에 구비된 도어 포켓에(또는 내부에) 형성된다. 그러므로, 차량 탑승자 각각은 자신의 주변에 위치한 차량 도어의 도어 포켓에 형성된 무선 충전 시스템을 이용할 수 있고, 센터 콘솔은 다른 물건 등을 적재할 수 있는 여유 공간을 가지게 된다. 또한, 무선 충전부, 고정부(332) 및 표시부(331)는 하우징(housing) 형태로 형성될 수 있다. 여기서 하우징은 차량 도어의 도어 포켓에 착탈이 가능하다. 그 결과, 무선 충전을 가능하게 하는 무선 충전부, 고정부(332) 및 표시부(331)는 운전석의 도어에 장착된 후, 다시 분리되어 조수석의 도어에 장착될 수 있다. 그 결과, 차량의 모든 도어에 형성되지 않더라도 자유롭게 다른 좌석에 탑승한 탑승자에게 무선 충전을 제공할 수 있다. 도 4는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무선 충전 시스템을 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 구체적인 실시 예로 3가지의 무선 충전 시스템이 도시되어 있다. 그러나 본 발명에 따른 무선 충전 시스템이 이에 한정되는 것이 아님은 자명하다. 첫 번째 무선 충전 시스템(410)에 포함된 고정부는 슬라이딩 방식의 슬롯 형태로 구성된다. 구체적으로 스마트폰(441)은 도어 포켓(471)에 형성된 무선 충전 시스템(410)의 내부 공간에 거치되어 무선 충전부와 정렬되어 고정된다. 따라서 스마트폰(441)은 슬라이딩 방식의 슬롯으로 고정되어 차량의 진동에 영향을 받지 않고, 무선 충전부로부터 효율적으로 전력을 전송받을 수 있다. 두 번째 무선 충전 시스템(430)에 포함된 고정부는 복원력이 있는 소재로 제작된 그물망 형태로 구성된다. 구체적으로, 스마트폰(431)은 도어 포켓(471) 내부에 형성된 그물망에 감싸진 형태로 무선 충전부와 정렬되어 고정된다. 그 결과, 스마트폰(431)은 차량의 진동에 영향을 받지 않으며, 무선 충전부로부터 효율적으로 전력을 전송받을 수 있다. 세 번째 무선 충전 시스템(450)에 포함된 고정부는 탄성력이 있는 고무판과 같은 소재를 일정 방향으로 절개한 씰(seal) 형태로 구성된다. 구체적으로, 절개된 고무판은 도어 포켓(471)을 덮는 형태로 도어 포켓(471)의 상부에 형성되고, 형성된 틈으로 스마트폰(451)이 삽입되어 무선 충전부와 정렬되고 고정된다. 마찬가지로 그 결과 스마트폰(441)은 차량의 진동에 영향을 받지 않고 무선 충전부로부터 효율적으로 전력을 전송받을 수 있다. 3가지 무선 충전 시스템(410, 430, 450) 모두는 표시부(331)를 포함하고 있으며, 앞서 도 3에서 설명한 바와 같이 스마트폰에 구비된 배터리의 충전 상태를 시각적인 방식 또는 청각적인 방식으로 외부에 알려준다. 그리고, 위와 같은 3가지 방식의 무선 충전 시스템(410, 430, 450)은 구비될 차량의 등급에 따라 적절하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 고급 차종의 경우, 슬라이딩 방식의 슬롯 형태로 구현하고, 중저가 차종의 경우 절개된 고무판 씰 또는 그물망 형태로 구현하여, 차량의 제작 비용 및 판매 비용에 영향을 미칠 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 충전 시스템에서, 각 장치들 간의 연결 관계를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 무선 충전 시스템은 운전석 충전기(520), 조수석 충전기(530), 기타 충전기 1(540), 기타 충전기 2(550) 및 헤드유닛/클러스터(510)을 포함한다. 여기서, 기타 충전기 1(540) 및 기타 충전기 2(550)는 뒷좌석의 도어에 구비된 도어 포켓에 형성된 충전기일 수 있다. 그리고, 각각의 구성요소들(510, 520, 530, 540, 550)은 CAN(controller area network) 통신을 통해서 연결될 수 있다. 각각의 충전기(520, 530, 540, 550)는 배터리를 구비한 스마트폰과 같은 무선 충전 대상 장치를 거치(구비)하고 있는지 여부를 CAN 통신을 통해서 헤드유닛/클러스터(510)에 알려줄 수 있다. 이와 함께, 거치된 무선 충전 대상 장치가 구비한 배터리의 충전 상태에 관한 정보도 헤드유닛/클러스터(510)에 알려줄 수 있다. 또한, 하우징 형태로 무선 충전부, 고정부 및 표시부가 형성되는 경우, 해당 하우징이 장착되거나 또는 분리되는 도어 포켓이 차량에 구비된 도어 중 어느 도어인지 여부에 관한 정보도 CAN 통신을 통하여 헤드유닛/클러스터(510)에 전달할 수 있다. 이와 더불어, 본 발명에 따른 무선 충전 시스템은 차량의 탑승자가 무선 충전을 위해서 거치한 스마트폰을 차량에 두고 내리는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 무선 충전 대상인 스마트폰이 무선 충전을 위해서 거치되며 고정부에 고정되어 있는 상태에서, 스마트폰의 사용자가 차량에서 하차하기 위해서 차량의 도어를 열려고 하는 경우, 즉, 차량의 도어를 열리게 하는 문열림 신호가 감지된 경우, 표시부는 외부로 발산되는 빛을 일정 간격으로 점멸하여, 탑승자의 주의를 시각적으로 환기하거나 또는 외부로 알람 사운드를 출력하여 청각적으로 탑승자의 주의를 환기할 수 있다. 이러한 시각적 또는 청각적 알림을 받은 탑승자는 자신이 스마트폰을 거치한 상태로 차량에 두고 내리는 것을 인지할 수 있다. 또 다른 실시 예로, 무선 충전 대상인 스마트폰이 무선 충전을 위해서 거치되며 고정부에 고정되어 있는 상태에서, 차량의 도어를 열리게 하는 문열림 신호가 감지된 경우, 본 발명에 따른 무선 충전 시스템은 차량의 도어가 열리지 않도록 제어할 수 있고, 이러한 경우에도 탑승자는 자신이 스마트폰을 차량에 두고 내린다는 사실을 인지할 수 있게 된다. 결국, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전 시스템은 센터 콘솔에 비해서 상대적으로 여유 공간이 제공되고, 차량의 탑승자 모두에게 적절한 접근성을 가지는 차량 도어에 구비된 도어 포켓에 형성되기 때문에, 센터 콘솔 내부의 배선 공간에도 여유가 생기고, 센터 콘솔은 다른 물건들을 보관하기 위한 본래의 용도를 유지하며, 차량 탑승자 모두 편리하게 자신의 스마트폰 등을 무선 충전할 수 있다. 이상에서, 본 발명은 구체적인 실시 예를 통해 설명되고 있으나, 본 발명은 그 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지로 변형할 수 있음은 잘 이해될 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 및 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 상술한 내용을 고려하여 볼 때, 만약 본 발명의 수정 및 변경이 아래의 청구항들 및 동등물의 범주 내에 속한다면, 본 발명이 이 발명의 변경 및 수정을 포함하는 것으로 여겨진다. |
