DE102016124570A1

DE102016124570A1 - Verfahren und vorrichtung für die drahtlose kommunikation und die leistungsübertragung für eine externe bordleuchte

Info

Publication number: DE102016124570A1
Application number: DE102016124570.4A
Authority: DE
Inventors: Gregory M. Castillo; Moshe Laifenfeld
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2017-07-06
Anticipated expiration: 2036-12-16
Also published as: CN106926769A; US20170196068A1; DE102016124570B4; US9713233B1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Verwendung einer externen Bordleuchte bereitgestellt. Das Verfahren empfängt, an einem Sender-Empfänger, angeordnet in einem abgedichteten Gehäuse der externen Leuchte, ein drahtloses Kommunikationssignal und ein drahtloses Leistungssignal; und bedient die externe Leuchte unter Verwendung des drahtlosen Kommunikationssignals und des drahtlosen Leistungssignals.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Ausführungsformen des hierin beschriebenen Gegenstands betreffen im Allgemeinen die drahtlose Kommunikation und drahtlose Leistungsübertragung. Insbesondere betreffen Ausführungsformen des Gegenstandes drahtlose Kommunikation und drahtlose Leistungsübertragung für Bordvorrichtungen, wie etwa eine Leuchte.
HINTERGRUND
Externe Automobilleuchten oder Leuchten umfassen entweder einen Stecker oder einen Drahtstrang, der sich außerhalb der Leuchte erstreckt und einen Stecker in einer Blech-„Tasche” verbindet, der die Leuchte einfasst. Wie gegenwärtig angewendet, laufen externe Automobilleuchten aus. Durch Stecker- oder Drahtstrangöffnungen kann Wasser oder andere Fremdkörper in den Kofferraum oder die Automobilleuchte eindringen. Dieser Wasserverlust wird normalerweise mit Karosserieblechvariationen in Verbindung gebracht, was in schlecht passenden Karosseriedichtungen und/oder schlecht abgedichteten äußeren Steckern resultiert. Das Eindringen von Wasser kann die Lebensdauer der Automobilleuchte und des Fahrzeugs, was sich auf die Garantieaufwendungen auswirkt, verringern. Ferner ist die Montage von Automobilleuchten mit Karosseriedichtungen oft schwierig und kann in einer weniger optimalen Leuchte-an-Fahrzeug-Dichtung resultieren.
Dementsprechend ist es wünschenswert eine wirksamere Dichtung zum Schutz einer Automobilleuchte und dem Fahrzeug bereitzustellen, an welche diese befestigt ist. Weiterhin werden weitere wünschenswerte Funktionen und Merkmale aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und dem vorangegangenen technischen Gebiet und Hintergrund offensichtlich.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen ein Verfahren zur Verwendung einer externen Bordleuchte bereit. Das Verfahren empfängt, angeordnet an einen Sender-Empfänger innerhalb eines abgedichteten Gehäuses der externen Leuchte, ein drahtloses Kommunikationssignal und ein drahtloses Leistungssignal; und bedient die externe Leuchte unter Verwendung des drahtlosen Kommunikationssignals und des drahtlosen Leistungssignals.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine Leuchtenvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug bereit. Die Leuchtenvorrichtung umfasst: ein abgedichtetes Außengehäuse, das zum Ummanteln der Leuchtenvorrichtung konfiguriert ist; einen Sender-Empfänger, der innerhalb des abgedichteten Außengehäuses positioniert ist, wobei der Sender-Empfänger zum Empfangen eines drahtlosen Kommunikationssignals und eines drahtlosen Leistungssignals konfiguriert ist; und mindestens einem Prozessor, der innerhalb des abgedichteten Außengehäuses positioniert ist, wobei mindestens der eine Prozessor zum Bedienen der Leuchtenvorrichtung unter Verwendung des drahtlosen Kommunikationssignals und des drahtlosen Leistungssignals konfiguriert ist.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen ein System zum Verwenden einer externen Bordleuchte bereit. Das System umfasst: einen ersten Sender-Empfänger, der in einer Blechtasche zum Einfassen der externen Leuchte eingebettet ist, wobei der erste Sender-Empfänger zum drahtlosen Übertragen eines Kommunikationssignals und eines Leistungssignals konfiguriert ist; einen zweiten Sender-Empfänger, der innerhalb der externen Leuchte positioniert ist, wobei der zweite Sender-Empfänger zum Empfangen des Kommunikationssignals und des Leistungssignals konfiguriert ist; und mindestens einen Prozessor, der kommunikativ mit dem zweiten Sender-Empfänger gekoppelt ist, wobei mindestens der eine Prozessor so konfiguriert ist, dass: das Kommunikationssignal und das Leistungssignal ausgewertet werden; und die externe Leuchte unter Verwendung des Kommunikationssignals und des Leistungssignals, basierend auf der Auswertung, betrieben wird.
Diese Kurzdarstellung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form einzuführen, die im Folgenden in der detaillierten Beschreibung beschrieben werden. Diese Kurzdarstellung ist nicht dazu gedacht, Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, noch beabsichtigt sie, als Hilfsmittel verwendet zu werden, um den Umfang des beanspruchten Gegenstands zu bestimmen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein vollständigeres Verständnis des Gegenstands kann durch Bezugnahme auf die ausführliche Beschreibung und die Ansprüche abgeleitet werden, wenn in Verbindung mit den folgenden Figuren betrachtet, in denen gleiche Bezugszeichen auf ähnliche Elemente in den Figuren verweisen.
1 ist ein Diagramm eines externen Leuchtsystems 100 zum Bordbetrieb, gemäß den offenbarten Ausführungsformen;
2 ist ein Diagramm einer internen Sender-Empfänger-Schaltung, gemäß den offenbarten Ausführungsformen;
3 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben des externen Bordleuchtensteuersystems;
4 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben einer externen Bordleuchte.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die nachfolgende ausführliche Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht auf den Gegenstand und Anwendungen der hierin beschriebenen Ausführungsformen zu beschränken. Wie hierin verwendet, bedeutet das Wort „exemplarisch“ „dient als ein Beispiel, eine Instanz oder Veranschaulichung“. Jede hierin als exemplarisch beschriebene Anwendung ist gegenüber anderen Anwendungen nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft auszulegen. Weiterhin besteht keine Absicht, im vorstehenden technischen Gebiet, Hintergrund, der Kurzdarstellung oder der folgenden detaillierten Beschreibung, an eine ausdrücklich oder implizit vorgestellte Theorie gebunden zu sein.
Der hierin vorliegende Gegenstand betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die zum Betreiben einer externen Bordleuchte unter Verwendung drahtloser Kommunikations- und Leistungssignale verwendet werden. Die externe Leuchte umfasst einen Sender-Empfänger, der innerhalb eines vollständig abgedichteten Gehäuses positioniert ist. In bestimmten Ausführungsformen ist die externe Leuchte im Allgemeinen drahtlos (d. h. nicht mit Verdrahtung verbunden) und empfängt Kommunikations- und Leistungssignale über den Sender-Empfänger. Ein System zur Steuerung der externen Leuchte umfasst einen weiteren Sender-Empfänger, der Kommunikationssignale und Leistungssignale von einem Steuermodul empfängt und diese an die externe Leuchte drahtlos übermittelt. In bestimmten Ausführungsformen sind die Kommunikationen zwischen der Leuchte und dem System zur Steuerung der externen Leuchte bidirektional.
Mit Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kommen bestimmte Terminologien zur Anwendung. Ein Fahrzeug kann ohne Einschränkung ein beliebiges aus einer Reihe von verschiedenen Arten von Typen von Kraftfahrzeugen (Fahrzeugen, LKWs, Motorrädern, Geländewagen, Transporter, usw.), Luftfahrtfahrzeugen (wie etwa Flugzeuge, Hubschrauber, usw.), Wasserfahrzeugen (Boote, Schiffe, Jet-Ski usw.), Zügen, Geländefahrzeugen (Motorschlitten, Quads usw.), Militärfahrzeugen (Humvees, Panzer, Lastwagen usw.), Rettungsfahrzeugen (Feuerwehr, Leiterwagen, Polizeiwagen, Rettungsdienst-LKW und Krankenwagen, usw.), Raumschiffen, Hovercrafts und dergleichen sein. Eine externe Leuchte kann ebenfalls als eine externe Lampe oder eine Automobilleuchte bezeichnet werden und kann unter Verwendung einer Leuchte oder Leuchtenvorrichtung an ein Fahrzeug implementiert und durch dieses betrieben werden. Der Sender-Empfänger kann unter Verwendung eines Standardfunk-Sender-Empfängers und/oder einem oder mehrerer Sender-Empfänger-Paare angewendet werden.
1 ist ein Diagramm eines externen Leuchtsystems 100 zum Bordbetrieb, gemäß den offenbarten Ausführungsformen. Es ist zu bemerken, dass 1 eine vereinfachte Ausführungsform des externen Leuchtsystems 100 darstellt und dass eine realistische und praktische Anwendung des externen Leuchtsystems 100 zusätzliche Elemente oder Komponenten umfassen kann. Wie dargestellt, umfasst das externe Leuchtsystem 100 eine externe Leuchte 102 und ein Steuersystem 130 zum Betreiben der externen Leuchte 102.
Die externe Leuchte 102 kann unter Verwendung eines Scheinwerfers, einer Rückleuchte oder jeder Art von externer Leuchtenvorrichtung, anwendbar für den Bordbetrieb, angewendet werden. In der Ausführungsform ist die externe Leuchte 102 eine abgedichtete Struktur. Mit anderen Worten umfasst die externe Leuchte 102 ein abgedichtetes Gehäuse 104, das eine interne Schaltung, Hardware und/oder andere Inhalte, die während des Betriebs der externen Leuchte verwendet werden, beinhaltet. Das abgedichtete Gehäuse 104 ummantelt die externe Leuchte 102. Das abgedichtete Gehäuse 104 ist „abgedichtet”, da es keine Löcher oder sonstige Öffnungen in der externen Leuchte 102 umfasst, so dass Undichtigkeiten verhindert werden und die internen Inhalte der externen Leuchte 102 vor Wasser, Verunreinigungen und anderen Fremdkörpern geschützt sind. Die interne Hardware und Schaltung der externen Leuchte 102 umfasst einen Leuchten-Sender-Empfänger 106, einen Mikroprozessor 108, eine oder mehrere Lampen 110 und eine interne Verdrahtung 112.
Der Leuchten-Sender-Empfänger 106 kann unter Verwendung jedes standardmäßigen Sender-Empfängers angewendet werden, der mit einem einzeiligen und/oder mehrzeiligen, seriellen Kommunikationsprotokoll kompatibel ist. Exemplarische Ausführungsformen kompatibler Sender-Empfänger können, ohne Einschränkung, umfassen: drahtlose Leistungsübertragungs(WPT)-Sender-Empfänger, magnetische Resonanzkupplungs(MRC)-Sender-Empfänger, Lokal-Interconnect-Network(LIN)-Sender-Empfänger und/oder Controller-Area-Network(CAN)-Sender-Empfänger. In einigen Ausführungsformen kann der Leuchten-Sender-Empfänger 106 einen einzelnen Sender-Empfänger oder einen oder mehrere Sender-Empfänger umfassen, wobei jeder Sender-Empfänger als Sender und Empfänger konfiguriert ist. Einige Ausführungsformen können jedoch eine beliebige Anzahl von Sendern und Empfängern, entsprechend der Anwendung, umfassen.
Der Leuchten-Sender-Empfänger 106 ist zum Empfangen drahtloser Signale für Leistung und Kommunikation für die externe Leuchte 102 konfiguriert. Die Leistungssignale werden zum Bereitstellen elektrischer Energie zum Betrieb der externen Leuchte 102 empfangen und verwendet. Die Kommunikationssignale werden zum Bereitstellen eines Befehlssatzes zum Betreiben der externen Leuchte 102 empfangen und ausgewertet. Der Mikroprozessor 108 kann unter Verwendung jeder Kombination von einem oder mehreren Prozessoren und einer Art Systemspeicher (wie unten bezüglich des Steuersystems 130 beschrieben) angewendet werden. Der Mikroprozessor 108 wertet die Kommunikationssignale, die durch den Leuchten-Sender-Empfänger 106 empfangen werden, aus, um den Befehlssatz zu identifizieren und leitet verschiedene Arbeitsvorgänge der externen Leuchte 102, basierend auf dem Befehlssatz von einem oder mehreren Kommunikationssignalen, ein. Der Leuchten-Sender-Empfänger 106 ist ferner zum Senden drahtloser Signale zur Bereitstellung von Diagnoseinformationen, Statusinformationen oder anderen Informationen im Zusammenhang mit der externen Leuchte 102 konfiguriert.
Die Lampen 110 können unter Verwendung jeglicher Art von Glühlampen, entsprechend den Bordleuchten, angewendet werden. In den exemplarischen Ausführungsformen können die Lampen 110 unter Verwendung einer oder mehrerer Leuchtdioden (LEDs) angewendet werden. Andere Ausführungsformen können jedoch organische Leuchtdioden (OLEDs) verwenden. Die interne Verdrahtung 112 ist zum Senden von Signalen zwischen dem Mikroprozessor 108 und den Lampen 110 konfiguriert und kann unter Verwendung jeder geeigneten Verdrahtung für Fahrzeugleuchtenanwendungen angewendet werden.
In der Ausführungsform ist die externe Leuchte 102 nicht physisch mit der Bordverdrahtung (d. h. Verdrahtung außerhalb des abgedichteten Gehäuses 104 der externen Leuchte 102) verbunden. Hierbei dient der Leuchten-Sender-Empfänger 106 zum Senden und Empfangen von Kommunikations- und Leistungssignalen zwischen der externen Leuchte 102 und anderen Bordsystemen, wobei die Verlegung zusätzlicher Verdrahtung nicht erforderlich ist. In anderen Ausführungsformen kann die externe Leuchte 102 mit einer reduzierten Anzahl an Drähten verbunden sein, anstatt alle Verdrahtungen, die die externen Leuchte 102 verbinden, zu beseitigten. Hier sendet und empfängt der Leuchten-Sender-Empfänger 106 ein oder mehrere Kommunikations- und Leistungssignale, während die externe Leuchte 102 bestimmte Signale über die Verdrahtung empfangen bzw. senden kann.
Das Steuersystem 130 wird zum Betreiben der externen Leuchte 102 in einem Fahrzeug angewendet und kann jede Hardwareteile, Softwareelemente und andere Merkmale zum Betreiben der externen Leuchte 102 umfassen. Außerdem wird eine praktische Anwendung des Steuersystems 130 zusätzliche Elemente und Merkmale umfassen, die konventionelle Funktionen und Vorgänge unterstützen. Das Steuersystem 130 kann ohne Einschränkung: eine Steuereinheit 120, einen Drahtstrang 118 und ein Steuersystem-Sender-Empfänger 116 in einer Blechtasche 114 zum Einfassen der externen Leuchte 102 in einem Fahrzeug umfassen. Diese Elemente und Merkmale des Steuersystems 130 können wirksam miteinander verbunden, miteinander gekoppelt oder auf andere Weise zum Zusammenwirken, wie erforderlich, zur Unterstützung der gewünschten Funktionalität konfiguriert werden – insbesondere den Betrieb der externen Leuchte 102, wie hierin beschrieben. Zur besseren Verständlichkeit und Klarheit werden die verschiedenen physikalischen, elektrischen und logischen Verbindungen und Zwischenverbindungen für diese Elemente und Merkmale nicht in 1 dargestellt. Außerdem ist zu bemerken, dass Ausführungsformen des Steuersystems 130 andere Elemente, Module und Funktionen umfassen, die zusammenwirken, um die gewünschte Funktionalität zu unterstützen. Zur Vereinfachung bildet 1 nur bestimmte Elemente ab, die sich auf die im Folgenden näher beschriebenen Techniken beziehen.
Die Steuereinheit 120 ist zweckmäßig zum Bereitstellen eines Befehlssatzes und einer elektrischen Energie für die externe Leuchte 102 und zum Senden dieser Leitungs- und Kommunikationssignale des Steuersystem-Sender-Empfängers 116 zur Weiterleitung an die externe Leuchte 102 konfiguriert. In bestimmten Ausführungsformen wird die Steuereinheit 120 unter Verwendung eines elektronischen Steuergerätes (ECU) oder einer Kombination mehrerer Bord-ECUs angewendet. In einigen Ausführungsformen wird die Steuereinheit 120 unter Verwendung einer besonderen Art der ECU, wie beispielsweise einem Chassis-Steuermodul (BCM), angewendet. Die Steuereinheit 120 umfasst im Allgemeinen ohne Einschränkung mindestens einen Prozessor 122, Systemspeicher 124 und ein Leuchten-Steuermodul 126.
Zumindest ein Prozessor 122 kann mit einem oder mehreren Universalprozessoren, einem inhaltsadressierbaren Speicher, einem digitalen Signalprozessor, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung, einem feldprogrammierbaren Gate-Array, jeder geeigneten programmierbaren Logikvorrichtung, diskretem Gatter oder Transistorlogik, diskreten Hardwarekomponenten oder jeglicher Kombination, die entwickelt ist, um die hier beschriebenen Funktionen auszuführen, angewendet sein oder durchgeführt werden. Insbesondere kann zumindest ein Prozessor 122 als ein oder mehrere Mikroprozessoren, Controller, Mikrocontroller oder Zustandsmaschinen realisiert werden. Darüber hinaus kann zumindest ein Prozessor 122 als eine Kombination von Berechnungseinrichtungen, beispielsweise einer Kombination von Digitalsignalprozessoren und Mikroprozessoren, mehreren Mikroprozessoren, ein oder mehreren Mikroprozessoren in Verbindung mit einem digitalen Signalprozessorkern oder eine beliebige der anderen Konfiguration angewendet sein.
Die Steuereinheit 120 könnte darin integrierte Systemspeicher 124 und/oder Systemspeicher 124 umfassen, die betriebsfähig, entsprechend der bestimmten Ausführungsform, daran gekoppelt sind. In der Praxis könnte der Systemspeicher 124 als RAM-Speicher, Flash-Speicher, EPROM-Speicher, EEPROM-Speicher, Register, eine Festplatte, eine Wechselplatte oder jede andere Form von Speichermedium, die in der Technik bekannt ist, realisiert werden. In bestimmten Ausführungsformen umfasst der Systemspeicher 124 eine Festplatte, die ebenfalls verwendet werden kann, um Funktionen zumindest einer Steuereinheit 120 zu unterstützen. Der Systemspeicher 124 kann mit zumindest einem Prozessor 122 gekoppelt sein, so dass zumindest ein Prozessor 122 Informationen vom Systemspeicher 124 lesen und Informationen auf ihn schreiben kann. In der Alternative kann der Systemspeicher 124 mit zumindest einem Prozessor 122 integriert sein. Als Beispiel können sich zumindest ein Prozessor 122 und der Systemspeicher 124 in einer geeignet ausgeführten anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) befinden.
Das Leuchten-Steuermodul 126 ist zweckmäßig zum Erzeugen und Bereitstellen entsprechender Steuerbefehle, Befehle und/oder Signale zum Betrieb der externen Leuchte 102 konfiguriert. In der Praxis kann das Leuchten-Steuermodul 126 mit zumindest einem Prozessor 122 angewendet werden (oder mit diesem zusammenwirken), um zumindest einige der hierin im Detail beschriebenen Funktionen und Vorgänge durchzuführen. In dieser Hinsicht kann das Leuchten-Steuermodul 126 als auf geeignete Weise konzipierte Verarbeitungslogik, Anwendungsprogrammcodes oder dergleichen ausgeführt werden.
Das Leuchten-Steuermodul 126 leitet die Übertragung elektrischer Energie in Form eines Leistungssignals an die externe Leuchte 102 ein. Das Leistungssignal beginnt an der Fahrzeugbatterie und wird durch die Steuereinheit 120 zur weiteren Übertragung an die externe Leuchte 102 empfangen. Zusätzlich zur Übertragung elektrischer Energie stellt das Leuchten-Steuermodul 126 ferner ein Kommunikationssignal an die externe Leuchte 102 bereit. Hier ist der Steuereinheit 120 die Existenz der Leuchte 102 nicht bewusst. In einigen Ausführungsformen kommuniziert die Steuereinheit 120 über ein Lokal-Interconnect-Network (LIN) ohne das Wissen, dass eine drahtlose Lampe eingebaut ist. An der Fassung der Leuchte 102 wandeln ein LIN-Sender-Empfänger (d. h. Sender-Empfänger 106) und eine Steuerung (d. h. Mikrocontroller 108) empfangene Signale in ein drahtloses Leistungsübertragungs(WPT)-Signal um, das lokal an der Fassung erzeugt wird. In anderen Ausführungsformen überträgt die Steuereinheit 120 ein WPT-Signal über vorhandene, dedizierte LIN-Drähte, die an der Fassung auf das benötigte Level für eine Leitungsübertragung und Kommunikation verstärkt werden. In noch anderen Ausführungsformen überträgt die Steuereinheit 120 über Stromleitungen, die von der Fassung gewählt und über WPT zu der Leuchte 102 verarbeitet und weitergeleitet werden.
Das Kommunikationssignal, das vom Leuchten-Steuermodul 126 übermittelt wird, umfasst einen Befehlssatz zum Betrieb der externen Leuchte 102. Der Befehlssatz wird durch das Leuchten-Steuermodul 126 erzeugt, wenn ein Benutzereingangssignal im Fahrzeug empfangen wird, das anzeigt, dass der Benutzer versucht die äußere Leuchte 102 in irgendeiner Weise zu betätigen. So kann beispielsweise der Benutzer einen Blinker an Bord eines Fahrzeug ausführen. Hier empfängt und wertet die Steuereinheit 120 die Benutzereingabe aus, erzeugt einen Befehlssatz basierend auf der Benutzereingabe und überträgt den Befehlssatz auf die externe Leuchte 102 zur Durchführung eines Blinkens (z. B. ein getaktetes Blinken mindestens eines Teils der Hardware der externen Leuchte 102). In diesem Beispiel empfängt die externe Leuchte 102 den Befehlssatz und führt diesen aus, was in der Bedienung der externen Leuchte 102 gemäß den Benutzereingabebefehlen resultiert. In bestimmten Ausführungsformen ist das Leuchten-Steuermodul 126 zum Senden eines Befehlssatzes konfiguriert, der eine Diagnose und/oder Zustandsinformationen von der externen Leuchte 102 anfordert. In diesem Beispiel empfängt die externen Leuchte 102 den Befehlssatz und führt diesen aus, was in einer Rückkommunikation (d. h. eine Kommunikation von der externen Leuchte 102 an das Steuersystem 130) resultiert, die die angeforderte Diagnose und/oder Zustandsinformationen umfasst.
Die Steuereinheit 120 stellt die oben beschriebenen Leistungssignale und Kommunikationssignale an die externe Leuchte 102 durch Übertragung der Signale mit dem Steuersystem-Sender-Empfänger 116 über einen Drahtstrang 118 bereit. Der Drahtstrang 118 ist kommunikativ mit der Steuereinheit 120 gekoppelt und in bestimmten Ausführungsformen kann der Drahtstrang 118 unter Verwendung jedes Standarddrahtstrangs zur Verwendung an Bord eines Fahrzeugs angewendet werden und kann mit einzeiliger und/oder mehrzeiliger, serieller Kommunikation kompatibel sein. In bestimmten Ausführungsformen übermittelt der Drahtstrang 118 Kommunikationssignale, die mit einem Local-Interconnect-Network(LIN)-Kommunikationsprotokoll kompatibel sind. Es ist zu bemerken, dass, obwohl ein Drahtstrang 118 in exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann, praktische Anwendungen der Offenbarung jegliche Verfahren zur Signalübertragung, entsprechend der Fahrzeugbordkommunikation, verwenden können.
Ähnlich dem Leuchten-Sender-Empfänger 106 kann der Steuersystem-Sender-Empfänger 116 unter Verwendung jeglicher Standard-Sender-Empfänger angewendet werden, die mit einem einzeiligen und/oder mehrzeiligen, seriellen Kommunikationsprotokoll kompatibel sind. In bestimmten Ausführungsformen kann der Steuersystem-Sender-Empfänger 116 einen einzelnen Sender-Empfänger oder einen oder mehrere Sender-Empfänger umfassen, wobei jeder Sender-Empfänger als Sender und Empfänger konfiguriert ist. Einige Ausführungsformen können jedoch eine beliebige Anzahl von Sendern und Empfängern, entsprechend der Anwendung, umfassen.
Der Steuersystem-Sender-Empfänger 116 ist in einer Blechtasche 114 positioniert oder eingebettet, die zum Einfassen der externen Leuchte 102 verwendet wird. Der Steuersystem-Sender-Empfänger 116 dichtet die Blechtasche 114 ab, was verhindert, dass Wasser und andere Fremdkörper in den Kofferraum des Fahrzeugs eindringen. Die Verwendung des Steuersystem-Sender-Empfängers 116 (der die Blechtasche 114 abdichtet) in Kombination mit dem Leuchten-Sender-Empfänger 106 (der sich innerhalb eines abgedichteten Gehäuses 104 für die externe Leuchte 102 befindet) stellt ein voll funktionsfähiges externes Leuchtsystem 100 bereit, das Beschädigungen am Fahrzeug und/oder der externe Leuchte 102 durch undichte Stellen, Wasserschäden, Beschädigung durch Fremdkörper oder Ähnliches verhindert.
Der Steuersystem-Sender-Empfänger 116 ist zum Empfangen von Leistungs- und Kommunikationssignalen aus der Steuereinheit 120 für die externe Leuchte 102 und zum drahtlosen Senden der Leistungs- und Kommunikationssignale an die externe Leuchte 102 über den Leuchten-Sender-Empfänger 106 konfiguriert. Eine exemplarische Ausführungsform des inneren Aufbaus des Sender-Empfängers wird zum Senden und Empfangen des Leistungs- und Kommunikationssignals zwischen einem Steuersystem-Sender-Empfänger 116 und einem Leuchten-Sender-Empfänger 106 verwendet, im Folgenden bezüglich 2 dargestellt.
2 ist ein Diagramm einer internen Sender-Empfänger-Schaltung 200, gemäß den offenbarten Ausführungsformen. Wie dargestellt, umfasst die interne Sender-Empfänger-Schaltung 200 Schaltungen für die beide Sender-Empfänger. Jeder Sender-Empfänger umfasst eine oder mehrere Spulen zum Senden und/oder Empfangen von Leistungs- und Kommunikationssignalen. Zum Zwecke dieses Beispiels kann der erste Spulensatz 202 einem Steuersystem für eine Leuchte und der zweite Spulensatz 204 mit der Leuchte, wie oben mit Bezug auf 1 beschrieben, zugewiesen sein. In bestimmten Ausführungsformen ist der erste Spulensatz 202 und/oder der zweite Spulensatz 204 unter Verwendung einer einzelnen Spule implementiert. In bestimmten Ausführungsformen sind eine oder beide der ersten Spulensätze 202 und der zweiten Spulensätze 204 unter Verwendung mehr als einer Spule implementiert. In diesem Beispiel verhält sich jeder Spulensatz unter Verwendung mehr als einer Spule, als würde er nur eine Spule umfassen.
Der erste Spulensatz 202 ist zum Senden von Leistungs- und Kommunikationssignalen zum Betrieb der externen Leuchte und der zweite Spulensatz 204 zum Empfangen der gesendeten Leistungs- und Kommunikationssignale konfiguriert. Dieses Sende-und-Empfangs-Verfahren erfolgt bei jedem Spulensatz und damit an jedem Sender-Empfänger unter Verwendung derselben Spule(n) für Leistungs- und Kommunikationssignale unter Verwendung einer gemeinsamen Frequenz für Leistungs- und Kommunikationssignale, wobei das Leistungssignal und das Kommunikationssignal gleichzeitig gesendet und empfangen werden.
In bestimmten Ausführungsformen werden der erste Spulensatz 202 und der zweite Spulensatz 204, die Leistungssignale und Kommunikationssignale durch eine erste einzelne Spule gesendet und von einer zweiten einzelnen Spule empfangen. Mit anderen Worten, anstelle der Sendung von Leistungssignalen unter Verwendung einer separaten Sendevorrichtung als die, die zum Senden der Kommunikationssignale verwendet wird, sendet der erste Spulensatz 202 beide Signale unter Verwendung derselben Spule mit der gleichen Frequenz. Wenn der erste Spulensatz 202 und/oder der zweite Spulensatz 204 unter Verwendung mehr als einer Spule implementiert ist, sendet die gleiche Kombination aus Spulen, die das Leistungssignal senden, ebenfalls das Kommunikationssignal. Mit anderen Worten, das Leistungssignal und das Kommunikationssignal werden aus einer gemeinsamen Spule oder einem gemeinsamen Spulensatz gesendet.
Wie dargestellt, ist die interne Sender-Empfänger-Schaltung 200 zum Bereitstellen einer drahtlosen Leistungsübertragung (WPT) vom ersten Spulensatz 202 auf den zweiten Spulensatz 204 konfiguriert. Hier ist das Kommunikationsprotokoll in die gleichen Spulen (d. h. den erste Spulensatz 202 und den zweiten Spulensatz 204) eingebettet, die Leistung von einem Sender-Empfänger zum anderen übertragen und somit Kommunikationssignale und Leistung an die externe Bordleuchte bereitstellt. Exemplarische Ausführungsformen der Offenbarung verwenden Zweiphasen-Umtastung (BPSK) zum Durchführen von Kommunikation über die WPT-Spulen. Jedoch ist zu bemerken, dass andere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung andere Methoden zur Bereitstellung von Kommunikationssignalen über dieselben Spulen für WPT, wie etwa M-Phasenumtastung (M-PSK), Quadraturamplitudenmodulation(QAM)Differential-BPSK(DBPSK) oder dergleichen, anwenden können.
In bestimmten Ausführungsformen kann die interne Sender-Empfänger-Schaltung zum Bereitstellen isolierter elektrischer Systeme für jede Funktion einer externen Leuchte konfiguriert sein. So kann beispielsweise eine einzelne Sendespule für eine Blinksignalfunktion, eine zweite einzelne Sendespule für eine Bremslichtfunktion und eine dritte einzelne Sendespule für eine Standardheckleuchtenfunktion verwendet werden. In diesem Beispiel ist jede Funktion einer einzelnen Schaltung zugeweisen und damit ist jede Funktion elektrisch von anderen Funktionen isoliert. Elektrisch getrennte Schaltkreise können unter Verwendung mehrerer Sender-Empfänger auf das Steuersystem und auf die externe Leuchtenseite implementiert werden. Ein System, das auf diese Weise konfiguriert ist, stellt die Vorteile einer isolierten Stromversorgung für die Hardware im Zusammenhang mit jeder Funktion, bereit und wenn eine bestimmte Funktion ausfällt, bleiben die anderen Funktionen verwendbar.
3 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Ausführungsform eines Verfahrens 300 zum Betreiben des Steuersystems für eine externe Bordleuchte. Die verschiedenen auszuführenden Aufgaben können im Zusammenhang mit dem Verfahren 300 durch Software, Hardware, Firmware oder eine beliebige Kombination davon ausgeführt werden. Zu Veranschaulichungszwecken kann sich die folgende Beschreibung des Verfahrens 300 auf Elemente beziehen, die in Verbindung mit den 1–2 oben erwähnt wurden. In der Praxis können Abschnitte des Verfahrens 300 durch verschiedene Elemente des beschriebenen Systems ausgeführt werden. Es ist zu bemerken, dass das Verfahren 300 eine beliebige Anzahl an zusätzlichen oder alternativen Aufgaben beinhalten kann, die in 3 aufgeführten Aufgaben müssen nicht in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden, und das Verfahren 300 kann in ein größeres Verfahren oder einen größeren Prozess mit zusätzlicher Funktionalität integriert werden, die hierin nicht im Detail beschrieben sind. Darüber hinaus könnte eine oder mehrere der in 3 gezeigten Aufgaben aus einer Ausführungsform eines des Verfahrens 300 ausgelassen werden, solange die beabsichtigte Gesamtfunktionalität erhalten bleibt.
Zuerst empfängt das Verfahren 300 eine Batteriespannung der Fahrzeugbatterie (Schritt 302) und wandelt die Batteriespannung in ein entsprechendes Leistungssignal zur drahtlosen Übertragung an eine externe Leuchte (Schritt 304) um. Das entsprechende Leistungssignal zur drahtlosen Übertragung ist ein festes Frequenzsignal im kHz – MHz-Bereich.
Das Verfahren 300 empfängt dann ein externes Leuchtenbetriebssignal (Schritt 306). Das externe Leuchtenbetriebssignal kann durch eine Benutzereingabe und/oder durch einen automatischen Bordbetrieb empfangen werden. So kann beispielsweise ein Benutzer eine Eingabe durch das Aktivieren eines Hebels innerhalb des Fahrzeugs zum Ausführen eines Blinksignals bereitstellen. Als ein weiteres Beispiel kann das Fahrzeug Scheinwerfer und/oder Heckleuchten aufweisen, die sich automatisch aktivieren, wenn bestimmte äußere Bedingungen erfüllt sind (z. B. die Scheibenwischer aktiviert sind, was regnerisches Wetter anzeigt oder dass es draußen dunkel ist). In diesem Beispiel stellt das Fahrzeug ein Betriebssignal an die externe Leuchte zum Aktivieren (d. h. Einleiten des Betriebes von) der externen Leuchte bereit, wenn das Fahrzeug ein Signal empfängt, das anzeigt, dass die äußeren Bedingungen erfüllt sind.
Das externe Leuchtenbetriebssignal kann ebenfalls eine Anforderung von einem Steuersystem oder Borddiagnosesystem umfassen, das die Status- und/oder Diagnoseinformationen von der externen Leuchte anfordert. Die Status- und Diagnoseinformationen können das Berichten umfassen, wenn eine Lampe oder LED-Leuchte beschädigt wird, wenn eine Funktion der externen Leuchte nicht betriebsfähig ist oder wenn eine Hardware oder Schaltung in der externen Leuchte außer Betrieb ist.
Anschließend wandelt das Verfahren 300 das Betriebssignal in ein Kommunikationssignal zur drahtlosen Übertragung an die externen Leuchte (Schritt 308) um. Die Kommunikationssignale werden über die Leistungssignale geregelt. Die Kommunikationssignale weisen eine wesentlich geringere Amplitude auf, daher werden nur kleine Änderungen für das gesamte Q-Empfangssignal beobachtet (z. B. der Wirkungsgrad des WPT-Systems bleibt hoch).
Das Verfahren 300 sendet dann das Leistungssignal und das Kommunikationssignal (Schritt 310). Hier sendet das Verfahren 300 das Leistungssignal und das Kommunikationssignal unter Verwendung derselben Spule oder Spulen. Das Verfahren 300 verwendet eine einzige Spule (oder einen Spulensatz), um beide Signale zu senden. In einigen Ausführungsformen sendet das Verfahren 300 das Leistungssignal und das Kommunikationssignal über dieselben Spule(n) gleichzeitig und in einigen Ausführungsformen sendet das Verfahren 300 das Leistungssignal und das Kommunikationssignal unter Verwendung derselben Frequenz.
4 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Ausführungsform eines Verfahrens 400 zum Betreiben einer externen Bordleuchte. Das Verfahren 400 ist aus der Sicht der externen Leuchte gezeigt und präsentiert die Schritte zum Durchführen der Funktionalität an der externen Leuchte. Zuerst empfängt das Verfahren 400 ein Leistungssignal und ein Kommunikationssignal (Schritt 402). Hier empfängt das Verfahren 400 das Leistungssignal und das Kommunikationssignal unter Verwendung derselben Spule oder Spulen. Das Verfahren 400 verwendet eine einzige Spule (oder einen Spulensatz), um beide Signale zu empfangen. In einigen Ausführungsformen empfängt das Verfahren 400 das Leistungssignal und das Kommunikationssignal über dieselben Spule(n) gleichzeitig und in einigen Ausführungsformen empfängt das Verfahren 400 das Leistungssignal und das Kommunikationssignal unter Verwendung derselben Frequenz.
Das Verfahren 400 verwendet dann das Leistungssignal zum Bereitstellen elektrischer Energie für den Betrieb der externen Leuchte (Schritt 404). Das Leistungssignal wird zum Bereitstellen der elektrischen Energie für die interne Hardware der externen Leuchte verwendet, das einen Mikroprozessor, eine oder mehrere Lampen und/oder Leuchtdioden (LEDs) und andere Hardware oder Vorrichtung umfasst, die zum Ausüben der Funktionalität einer externen Leuchte erforderlich sind.
Anschließend wertet das Verfahren 400 das Kommunikationssignal zum Erkennen eines Befehlssatzes (Schritt 406) und Ausführen des Befehlssatz (Schritt 408) aus. In bestimmten Ausführungsformen kann der Befehlssatz anwendbare Befehle für den Betrieb der externen Leuchte umfassen. Der Betrieb der externen Leuchte kann Scheinwerferfunktionalität, Heckleuchtenfunktionalität, Blinkerfunktionalität, Gefahrensignalfunktionalität, Blinksequenzen, Animationen oder jede andere entsprechende Funktionalität für eine Bordleuchte umfassen. In einigen Ausführungsformen kann der Befehlssatz eine Anforderung für Statusinformation und/oder Diagnoseinformationen in Verbindung mit der externen Leuchte umfassen.
Die Techniken und Technologien können hierin in Bezug auf die funktionellen und/oder logischen Blockkomponenten beschrieben werden und unter Bezugnahme auf symbolische Darstellungen von Vorgängen, Programmverarbeitungen und Funktionen, die von verschiedenen Computerkomponenten oder Vorrichtungen durchgeführt werden können. Solche Vorgänge, Programme und Funktionen werden manchmal als Computer-ausgeführt, computerisiert, Software-implementiert oder Computer-implementiert bezeichnet. In der Praxis kann eine oder mehrere Prozessoreinrichtungen die beschriebenen Vorgänge, Programme und Funktionen durch Manipulieren elektrischer Signale, die Datenbits an Speicherstellen im Systemspeicher darstellen, sowie andere Verarbeitung von Signalen durchführen. Die Speicherstellen, an denen Datenbits gehalten werden, sind physikalische Orte, die bestimmte elektrische, magnetische, optische oder organische Eigenschaften, die den Datenbits entsprechen, aufweisen. Es sollte erkannt werden, dass derartige Blockkomponenten aus einer beliebigen Anzahl von Hardware, Software und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die konfiguriert sind, um die spezifischen Funktionen auszuführen. Zum Beispiel kann eine Ausführungsform eines Systems oder einer Komponente verschiedene integrierte Schaltungskomponenten, beispielsweise Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Nachschlagetabellen oder dergleichen, einsetzen, die mehrere Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuervorrichtungen durchführen können.
Wenn in Software oder Firmware implementiert, sind verschiedene Elemente der hierin beschriebenen Systeme im Wesentlichen die Codesegmente oder Anweisungen, die die verschiedenen Aufgaben ausführen. Die Programm- oder Codesegmente können in einem prozessorlesbaren Medium gespeichert werden oder durch ein Computerdatensignal, das in einer Trägerwelle über ein Übertragungsmedium oder Kommunikationspfad verkörpert wird, übertragen werden. Das „computerlesbare Medium“, „prozessorlesbare Medium“ oder „maschinenlesbare Medium“ kann jedes Medium umfassen, das Informationen speichern oder übertragen kann. Beispiele des prozessorlesbaren Mediums umfassen eine elektronische Schaltung, eine Halbleiterspeichervorrichtung, einen ROM, einen Flash-Speicher, einen löschbaren ROM (EROM), eine Diskette, eine CD-ROM, eine optische Platte, eine Festplatte, ein faseroptisches Medium, eine Hochfrequenz(RF)-Verbindung oder dergleichen. Das Computerdatensignal kann jedes Signal umfassen, das sich über ein Übertragungsmedium, wie etwa elektronische Netzwerkkanäle, optische Fasern, Luft, elektromagnetische Pfade oder RF-Verbindungen, ausbreiten kann. Die Codesegmente können über Computernetzwerke, wie das Internet, ein Intranet, ein LAN oder dergleichen, heruntergeladen werden.
Aus Gründen der Kürze können herkömmliche Techniken im Zusammenhang mit der Signalverarbeitung, Datenübertragung, Signalisierung, Netzwerksteuerung und andere funktionale Aspekte der Systeme (und der einzelnen Betriebskomponenten der Systeme) hierin nicht im Detail beschrieben werden. Ferner sollen die in den verschiedenen hierin enthaltenen Figuren gezeigten Verbindungsleitungen exemplarische funktionale Beziehungen und/oder physikalische Kopplungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es sollte beachtet werden, dass viele alternative oder zusätzliche funktionale Beziehungen oder physikalische Verbindungen in einer Ausführungsform des Gegenstands vorhanden sein können.
Einige der in dieser Beschreibung beschriebenen Funktionseinheiten wurden als „Module“ bezeichnet, um insbesondere deren Implementierungsunabhängigkeit zu betonen. Zum Beispiel kann die Funktionalität, die hier als ein Modul bezeichnet wird, vollständig oder teilweise als Hardwareschaltung, die benutzerdefinierte VLSI-Schaltungen oder Gate-Arrays umfasst, serienmäßige Halbleiter, wie Logikchips oder andere diskrete Komponenten, implementiert sein. Ein Modul kann auch in programmierbaren Hardware-Vorrichtungen, wie feldprogrammierbaren Gate-Arrays, programmierbarer Array-Logik, programmierbaren Logikbauelementen oder dergleichen, implementiert sein. Module können auch in Software zur Ausführung durch verschiedene Prozessortypen implementiert sein. Ein identifiziertes Modul von ausführbarem Code kann beispielsweise ein oder mehrere physische oder logische Module von Computeranweisungen, die beispielsweise als Objekt, Prozedur oder Funktion organisiert werden können, umfassen. Dennoch müssen die ausführbaren Dateien eines identifizierten Moduls nicht physisch beieinander angeordnet sein, können aber unterschiedliche, an verschiedenen Stellen gespeicherte, Anweisungen umfassen, die, wenn logisch miteinander verbunden, das Modul umfassen und den angegebenen Zweck für das Modul erzielen. Ein Modul eines ausführbaren Codes kann aus einer einzelnen Anweisung oder vielen Anweisungen bestehen und kann sogar über mehrere verschiedene Codesegmente, unter verschiedenen Programmen und über mehrere Speicherbauelemente, verteilt werden. In ähnlicher Weise können Betriebsdaten in jeder geeigneten Form verkörpert und in einer beliebigen geeigneten Art von Datenstruktur organisiert sein. Die Betriebsdaten können als ein einzelner Datensatz gesammelt werden oder können über verschiedene Standorte, einschließlich über verschiedene Speichervorrichtungen, verteilt sein und können zumindest teilweise lediglich als elektronische Signale in einem System oder Netzwerk existieren.
Während mindestens eine exemplarische Ausführungsform in der vorstehenden detaillierten Beschreibung dargestellt wurde, versteht es sich, dass es eine große Anzahl an Varianten gibt. Es versteht sich weiterhin, dass das Ausführungsbeispiel oder Ausführungsbeispiele lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration dieser Offenlegung nicht in irgendeiner Weise einschränken sollen. Die vorstehende detaillierte Beschreibung bietet Fachleuten vielmehr einen zweckmäßigen Plan zur Implementierung des Ausführungsbeispiels oder von Ausführungsbeispielen. Es sollte verstanden werden, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung von Elementen möglich sind, ohne von dem durch die Ansprüche definierten Schutzbereich abzuweichen, der die zum Zeitpunkt der Einreichung dieser Patentanmeldung bekannten Äquivalente und vorhersehbare Äquivalente umfasst.

Claims

Leuchtenvorrichtung zum Verwenden in einem Fahrzeug, die Leuchtenvorrichtung umfassend: ein abgedichtetes Außengehäuse, das zum Ummanteln der Leuchtenvorrichtung konfiguriert ist; einen Sender-Empfänger, der innerhalb des abgedichteten Außengehäuses angeordnet ist, wobei der Sender-Empfänger zum Empfangen eines drahtlosen Kommunikationssignals und eines drahtlosen Leistungssignals konfiguriert ist; und mindestens einen Prozessor, der innerhalb des abgedichteten Außengehäuses angeordnet ist, wobei mindestens der eine Prozessor zum Bedienen der Leuchtenvorrichtung unter Verwendung des drahtlosen Kommunikationssignals und des drahtlosen Leistungssignals konfiguriert ist.
Leuchtenvorrichtung nach Anspruch 1, worin der Sender-Empfänger eine einzelne Spule umfasst; und worin der Sender-Empfänger ferner zum Empfangen des Kommunikationssignals und des drahtlosen Leistungssignals unter Verwendung der einzelnen Spule konfiguriert ist.
Leuchtenvorrichtung nach Anspruch 1, worin der Sender-Empfänger ferner zum gleichzeitigen Empfangen des Kommunikationssignals und des drahtlosen Leistungssignals konfiguriert ist.
Leuchtenvorrichtung nach Anspruch 1, worin der Sender-Empfänger ferner zum Empfangen des Kommunikationssignals und des drahtlosen Leistungssignals bei einer gemeinsamen Frequenz konfiguriert ist.
Leuchtenvorrichtung nach Anspruch 1, worin das drahtlose Kommunikationssignal einen Befehlssatz zum Durchführen eines Betriebs der Leuchtenvorrichtung umfasst.
Leuchtenvorrichtung nach Anspruch 1, worin das drahtlose Leistungssignal Leistung zum Durchführen eines Betriebs der Leuchtenvorrichtung bereitstellt.
Verfahren zur Verwendung einer externen Bordleuchte, das Verfahren umfassend: das Empfangen an einem Sender-Empfänger, der innerhalb eines abgedichteten Gehäuses der externen Leuchte, einem drahtlosen Kommunikationssignal und einem drahtlosen Leistungssignal angeordnet ist; und das Bedienen der externen Leuchte unter Verwendung des drahtlosen Kommunikationssignals und des drahtlosen Leistungssignals.
Verfahren nach Anspruch 7, worin das Empfangen des drahtlosen Kommunikationssignals und des drahtlosen Leistungssignals ferner umfasst: das gleichzeitige Erfassen des drahtlosen Kommunikationssignals und des drahtlosen Leistungssignals.
Verfahren nach Anspruch 7, worin das drahtlose Kommunikationssignal einen Befehlssatz zum Durchführen eines Betriebes der externen Leuchte umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, worin das drahtlose Leistungssignal Leistung aus einer Bordbatterie umfasst; und worin das drahtlose Leistungssignal Leistung zum Durchführen eines Betriebes der externen Leuchte bereitstellt.