DE102010042390A1

DE102010042390A1 - Zuschaltbarer USB-Solarladeanschluss

Info

Publication number: DE102010042390A1
Application number: DE102010042390A
Authority: DE
Inventors: Upton Beall Canton Bowden; Robert Bruno Plymouth Bucciarelli; Dale O. Royal Oak Cramer
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2011-04-21
Also published as: US20110089885A1

Abstract

Ladesystem für ein Fahrzeug, umfassend eine primäre Energiequelle, eine sekundäre Energiequelle, einen Schaltkreis in elektrischer Verbindung mit der primären Energiequelle und der sekundären Energiequelle und ein Ladeanschluss, um elektrische Verbindung zwischen dem Schaltkreis und einem elektrischen Gerät bereitzustellen, wobei der Schaltkreis gezielt einen elektrischen Strom, der von der primären Energiequelle und der sekundären Energiequelle zu dem elektrischen Gerät fließt, auf Basis des Zustands des Fahrzeugs steuert.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Solarzelle. Insbesondere betrifft die Erfindung ein zuschaltbares Ladesystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Laden eines tragbaren elektronischen Geräts.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein tragbares elektronisches Gerät (z. B. ein Handy, ein tragbares Navigationsgerät (PND), ein iPod-Gerät, eine digitale Kamera) umfasst in der Regel eine Stromquelle, die geladen werden muss. Die meisten Fahrzeuge sind mit mindestens einer 12 V-Gleichstromquelle ausgestattet. Dem Verbraucher stehen auf dem Zubehörmarkt eine Reihe von 12 V-Gleichstromwandler und Adapter zum Laden oder zur Stromversorgung des tragbaren elektronischen Geräts zur Verfügung.
Die 12 V-Gleichstromquelle ist in der Regel ausgeschalten, wenn das damit im Zusammenhang stehende Fahrzeug ausgeschalten ist oder sich in einem „AUS”-Zustand befindet, wodurch die Fähigkeit des Ladens und der Stromversorgung des tragbaren elektronischen Geräts verloren geht. In manchen Fahrzeugen ist die 12 V-Stromquelle eingeschaltet, wenn das Fahrzeug ausgeschaltet ist. Allerdings kann das Aufladen des tragbaren elektronischen Geräts, wenn das Fahrzeug ausgeschaltet ist, zur Entladung der Autobatterie führen. Dementsprechend kann nach einem länger anhaltenden Ladevorgang ein Zustand des Nichtstartenkönnens eintreten.
Es gibt auf dem Zubehörmarkt Produkte zum Aufladen mit Hilfe von Sonnenenergie, aber die Integration von Solarzellen im Innenraum des Fahrzeugs ist neu und in der Entwicklung. Fahrzeugintegration von Solarladegeräten konzentriert sich derzeit auf Erhaltungsladung der Fahrzeugbatterie.
Es wäre wünschenswert, ein zuschaltbares Ladesystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Aufladen eines tragbaren elektronischen Geräts zu entwickeln, wobei das System und das Verfahren eine Belastung der Batterie des Fahrzeugs minimieren, wenn das Fahrzeug ausgeschaltet ist.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit und gemäß der vorliegenden Erfindung wurde überraschenderweise ein zuschaltbares Ladesystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Aufladen eines tragbaren elektronischen Geräts entdeckt, wobei das System und Verfahren eine Belastung der Batterie eines Fahrzeugs minimieren, wenn das Fahrzeug ausgeschaltet ist.
In einer Ausführungsform umfasst ein Ladesystem für ein Fahrzeug: eine primäre Energiequelle in elektrischer Verbindung mit einer elektrischen Architektur des Fahrzeugs; eine an dem Fahrzeug angeordnete sekundäre Energiequelle, ein Schaltkreis in elektrischer Verbindung mit der primären Energiequelle und der sekundären Energiequelle; und ein Ladeanschluss zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Schaltkreis und einem elektrischen Gerät, wobei der Schaltkreis abhängig vom Zustand des Fahrzeugs wahlweise einen elektrischen Strom steuert, der aus der primären Energiequelle und der sekundären Energiequelle zum elektrischen Gerät fließt.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Ladesystem für ein Fahrzeug: eine Batterie in elektrischer Verbindung mit einer elektrischen Architektur des Fahrzeugs; ein am Fahrzeug angeordnetes Solarenergiegerät; ein Schaltkreis in elektrischer Verbindung mit der Batterie und dem Solarenergiegerät; sowie ein Ladeanschluss zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Schaltkreis und einem elektrischen Gerät, wobei der Schaltkreis abhängig vom Zustand des Fahrzeugs gezielt einen elektrischen Strom steuert, der aus der Batterie und dem Solarenergiegerät zum elektrischen Gerät fließt.
Die Erfindung stellt auch Verfahren zum Laden eines tragbaren elektronischen Geräts bereit.
Ein Verfahren umfasst die Schritte: Bereitstellen einer primären Energiequelle in elektrischer Verbindung mit einer elektrischen Architektur eines Fahrzeugs; Bereitstellen eines Erfassungsmoduls zum Bestimmen des Zustands des Fahrzeugs, Bereitstellen eines Schaltkreises in elektrischer Verbindung mit der primären Energiequelle, dem Erfassungsmodul und einer sekundärer Energiequelle; und Bereitstellen eines Ladeanschlusses zur Herstellung von elektrischer Verbindung zwischen dem Schaltkreis und einem elektrischen Gerät, wobei der Schaltkreis abhängig vom Zustand des Fahrzeugs gezielt einen elektrischen Strom, der aus der primären Energiequelle und der sekundären Energiequelle zum elektrischen Gerät fließt, steuert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen sowie weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann ohne Weiteres aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform hervorgehen, wenn sie mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen gesehen wird. Es zeigen:
1 eine fragmentarische Perspektivansicht des Innern eines Fahrzeugs einschließlich eines Ladesystems gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform; und
2 ein schematisches Blockschaltbild des Ladesystems von 1.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
Die nachstehende ausführliche Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen beschreiben und erläutern verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und Zeichnungen dienen dazu, es dem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung durchzuführen und zu benutzen, und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung auf irgendeine Art und Weise einzuschränken. In Bezug auf die offenbarten Verfahren sind die dargelegten Schritte von beispielhafter Art und somit ist die Reihenfolge der Schritte nicht notwendig oder kritisch.
1 zeigt das Innere eines Fahrzeugs 10 einschließlich eines zuschaltbaren Ladesystems 12 gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Das Ladesystem 12 ist mit einer bestehenden elektrischen Architektur in Fahrzeug 10 integriert und in elektrischer Verbindung mit einer primären Energiequelle 14, wie beispielsweise einer bordeigenen Batterie des Fahrzeugs 10. Es wird davon ausgegangen, dass die primäre Energiequelle 14 jede beliebige Stromquelle im Fahrzeug 10 sein kann. Das Ladesystem 12 ist angepasst, um einen elektrischen Strom zu einem elektrischen Gerät 16 zu leiten, um das elektrische Gerät 16 mit Strom zu versorgen oder aufzuladen. Das elektrische Gerät kann jedes beliebige elektrische Gerät sein, wie beispielsweise ein tragbares Unterhaltungselektronikgerät.
Wie in 2 deutlicher gezeigt wird, umfasst das Ladesystem 12 eine sekundäre Energiequelle 18, einen Ladeanschluss 20 und einen Schaltkreis 22. Wie dargestellt ist, ist das Ladesystem 12 auf einem Armaturenbrett des Fahrzeugs 10 angeordnet. Es wird davon ausgegangen, dass die Komponenten des Ladesystems 12 an einem beliebigen Ort überall in Fahrzeug 10 angeordnet sein können. Es wird weiter davon ausgegangen, dass eine beliebige Anzahl von Komponenten des Ladesystems 12 im Fahrzeug 10 verwendet werden können.
Die sekundäre Energiequelle 18 ist ein Solarenergiegerät, wie beispielsweise eine Solarzelle oder ein Solarmodul. Es wird dargestellt, dass die sekundäre Energiequelle 18 auf einem vorderen Armaturenbrett des Fahrzeugs 10 angeordnet ist. Als nicht einschränkendes Beispiel kann die sekundäre Energiequelle 18 in Autoglas (z. B. Dach oder Fenster) integriert werden. In einem weiteren Beispiel kann die sekundäre Energiequelle 18 an der Oberseite einer Instrumententafel des Fahrzeugs 10 oder einer hinteren Heckklappe hinter einer Rückbank des Fahrzeugs 10 integriert werden. Es wird davon ausgegangen, dass die sekundäre Energiequelle 18 jede beliebige Energiequelle sein kein, wie beispielsweise ein mit erneuerbarer Energie betriebenes Gerät.
Der Ladeanschluss 20 steht in elektrischer Verbindung mit dem Schaltkreis 22 und bietet eine Schnittstelle zwischen dem Schaltkreis 22 und dem elektrischen Gerät 16. Wie dargestellt wird, ist der Ladeanschluss 20 ein USB-(Universalserienbus-)Anschluss, der mit einem Gehäuse der sekundären Energiequelle 18 integriert ist. Es können jedoch auch andere Anschlüsse und Stromquellen verwendet werden. Beispielsweise kann eine 12-Volt-Stromquelle ähnlich einem herkömmlichen, in einem Fahrzeug integrierten Zigarettenanzünderanschluss verwendet werden. Es wird davon ausgegangen, dass der Ladeanschluss 20 an jedem beliebigen Ort angebracht werden kann. Es wird weiter davon ausgegangen, dass das elektrische Gerät 16 auch einen Adapter 21 oder Stecker umfassen kann, um das elektrische Gerät 16 mit dem Ladeanschluss 20 zu verbinden.
Der Schaltkreis 22 steht in elektrischer Verbindung mit der primären Energiequelle 14 und einer sekundären Energiequelle 18 und ist angepasst, um einen elektrischen Strom zu einem Ladeanschluss 20 zu leiten, um das daran angeschlossene elektrische Gerät 16 mit Strom zu versorgen oder aufzuladen. Der Schaltkreis 22 umfasst ebenfalls ein Erfassungsmodul 24 in elektrischer Verbindung mit einem Fahrzeugsystem 26, um den Zustand des Fahrzeugs 10 zu erfassen. Beispielsweise erfasst das Erfassungsmodul 24, ob das Fahrzeug 10 in einem „AN”-Zustand oder einem „AUS”-Zustand ist, wie durch eine Zündung oder ein elektronisches Steuermodul des Fahrzeugs 10 erfasst wird. Es wird davon ausgegangen, dass der Schaltkreis 22 gezielt das Leiten des elektrischen Stroms auf Basis des Zustands des Fahrzeugs 10 steuern kann. Das Erfassungsmodul 24 und jedes System oder Bestandteil des Fahrzeugs 10 können miteinander in Verbindung stehen, um den Zustand des Fahrzeugs festzustellen. Es wird weiter davon ausgegangen, dass der Schaltkreis 22 jede elektrische Konfiguration umfassen kann, um gezielt den Weg des elektrischen Stroms, der zu Ladeanschluss 20 fließt, zu steuern.
Während des Betriebs wird dem elektrischen Gerät 16 elektrischer Strom durch die primäre Energiequelle 14 über Ladeanschluss 20 zugeführt, wenn sich das Fahrzeug 10 in einem „AN”-Zustand befindet. Wenn sich das Fahrzeug 10 in einem „AUS”-Zustand befindet, trennt der Schaltkreis 22 die primäre Energiequelle 14 von dem Ladeanschluss 20 und leitet elektrischen Strom von der sekundären Energiequelle 18 zum Ladeanschluss 20. Es wird davon ausgegangen, dass solange die zweite Energiequelle 18 verfügbare Energie hat, der Ladeanschluss 20 mit elektrischem Strom versorgt werden kann.
Das Ladesystem 10 minimiert ein parasitäres Entladen der primären Energiequelle 14 und einen potenziellen Zustand des Nichtstartenkönnens durch Wechseln von tragbaren Geräten, wenn sich das Fahrzeug 10 in einem „AUS”-Zustand befindet.
Aus der vorstehenden Beschreibung kann der Fachmann ohne Weiteres die wesentlichen Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ermitteln und, ohne ihren Geist und Umfang zu verlassen, diverse Änderungen und Modifikationen an der Erfindung vornehmen, um sie verschiedenen Anwendungen und Verhältnissen anzupassen.

Claims

Ladesystem für ein Fahrzeug, umfassend: primäre Energiequelle in elektrischer Verbindung mit einer elektrischen Architektur des Fahrzeugs; sekundäre Energiequelle, die an dem Fahrzeug angeordnet ist; Schaltkreis in elektrischer Verbindung mit der primären Energiequelle und der sekundären Energiequelle; und Ladeanschluss, um elektrische Verbindung zwischen dem Schaltkreis und einem elektrischen Gerät bereitzustellen, wobei der Schaltkreis gezielt einen elektrischen Strom, der von der primären Energiequelle und der sekundären Energiequelle zum elektrischen Gerät fließt, auf Basis des Zustands des Fahrzeugs steuert.
Ladesystem nach Anspruch 1, wobei die primäre Energiequelle eine bordeigene Batterie des Fahrzeugs ist.
Ladesystem nach Anspruch 1, wobei die sekundäre Energiequelle ein Solarenergiegerät ist.
Ladesystem nach Anspruch 1, wobei der Ladeanschluss ein USB-(Universalserienbus-)Anschluss ist.
Ladesystem nach Anspruch 1, wobei das elektrische Gerät ein tragbares Unterhaltungselektronikgerät ist.
Ladesystem nach Anspruch 1, wobei der Schaltkreis bewirkt, dass die primäre Energiequelle dem elektrischen Gerät elektrischen Strom zur Verfügung stellt, während sich das Fahrzeug in einem „AN”-Zustand befindet.
Ladesystem nach Anspruch 1, wobei der Schaltkreis bewirkt, dass die sekundäre Energiequelle dem elektrischen Gerät elektrischen Strom zur Verfügung stellt, während sich das Fahrzeug in einem „AUS”-Zustand befindet.
Ladesystem nach Anspruch 1, weiter umfassend Erfassungsmodul in elektrischer Verbindung mit dem Schaltkreis und einem Fahrzeugsystem, um den Zustand des Fahrzeugs festzustellen und den Schaltkreis auf Basis des Zustands des Fahrzeugs zu steuern.
Ladesystem für ein Fahrzeug, umfassend: Batterie in elektrischer Verbindung mit einer elektrischen Architektur des Fahrzeugs; Solarenergiegerät, das an dem Fahrzeug angeordnet ist; Schaltkreis in elektrischer Verbindung mit der Batterie und dem Solarenergiegerät; und Ladeanschluss, um elektrische Verbindung zwischen dem Schaltkreis und einem elektrischen Gerät bereitzustellen, wobei der Schaltkreis gezielt einen elektrischen Strom, der von der Batterie und dem Solarenergiegerät zum elektrischen Gerät fließt, auf Basis des Zustands des Fahrzeugs steuert.
Ladesystem nach Anspruch 9, wobei das Solarenergiegerät im Innern des Fahrzeugs angeordnet ist.
Ladesystem nach Anspruch 9, wobei das Solarenergiegerät in ein Fensterteil des Fahrzeugs integriert ist.
Ladesystem nach Anspruch 9, wobei der Ladeanschluss ein USB-(Universalserienbus-)Anschluss ist.
Ladesystem nach Anspruch 9, wobei das elektrische Gerät ein tragbares Unterhaltungselektronikgerät ist.
Ladesystem nach Anspruch 9, wobei der Schaltkreis bewirkt, dass die Batterie dem elektrischen Gerät elektrischen Strom bereitstellt, während sich das Fahrzeug in einem „AN”-Zustand befindet.
Ladesystem nach Anspruch 9, wobei der Schaltkreis bewirkt, dass das Solarenergiegerät dem elektrischen Gerät elektrischen Strom bereitstellt, während sich das Fahrzeug in einem „AUS”-Zustand befindet.
Ladesystem nach Anspruch 9, weiter umfassend Erfassungsmodul in elektrischer Verbindung mit dem Schaltkreis und einem Fahrzeugsystem, um den Zustand des Fahrzeugs festzustellen und den Schaltkreis auf Basis des Zustands des Fahrzeugs zu steuern.
Verfahren zum Laden eines tragbaren elektronischen Geräts, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bereitstellen einer primären Energiequelle in elektrischer Verbindung mit einer elektrischen Architektur eines Fahrzeugs; Bereitstellen eines Erfassungsmoduls, um einen Zustand des Fahrzeugs zu erfassen; Bereitstellen eines elektrischen Schaltkreises in elektrischer Verbindung mit der primären Energiequelle, dem Erfassungsmodul und einer sekundären Energiequelle, und Bereitstellen eines Ladeanschlusses, um elektrische Verbindung zwischen dem Schaltkreis und einem elektrischen Gerät bereitzustellen, wobei der Schaltkreis gezielt einen elektrischen Strom, der von der primären Energiequelle und der sekundären Energiequelle zum elektrischen Gerät fließt, auf Basis des Zustands des Fahrzeugs steuert.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die sekundäre Energiequelle ein Solarenergiegerät ist, das im Innern des Fahrzeugs angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schaltkreis bewirkt, dass die primäre Energiequelle dem elektrischen Gerät elektrischen Strom bereitstellt, während sich das Fahrzeug in einem „AN”-Zustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schaltkreis bewirkt, dass die sekundäre Energiequelle dem elektrischen Gerät elektrischen Strom bereitstellt, während sich das Fahrzeug in einem „AUS”-Zustand befindet.