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HINTERGRUND
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Viele Fahrzeuge stellen passive Zutritts- und/oder ferngesteuerte Fahrzeugstartsysteme bereit. Diese Systeme erlauben es dem Benutzer, einen Schlüsselanhänger mit einem oder mehreren markierten Knöpfen zu tragen, und einen bestimmten Knopf zu drücken, zum Verriegeln oder Entriegeln von einer oder mehreren Fahrzeugtüren, Entriegeln eines Gepäck- oder Kofferraums, Freigeben und Sperren von Anti-Diebstahlsystemen, Ertönen eines Alarms, Starten des Fahrzeugs, etc. Die Schlüsselanhänger-Vorrichtung enthält eine HF-Kommunikationsschaltung und eine kleine Batterie und ist typischerweise mit einem eindeutigen ID-Code programmiert. Das Fahrzeug enthält ein passives System, das mit dem Schlüsselanhänger kommuniziert und verifiziert, dass die ID-Code in dem Schlüsselanhänger autorisiert ist, um eine oder mehrere Fahrzeugfunktionen zu aktivieren. Einige Systeme enthalten auch Sensoren zum Detektieren, obsich der Schlüsselanhänger im Fahrzeuginnenraum oder in der Nähe des Fahrzeugs befindet, und das System kann den Benutzer vor ungewünschten Ereignissen warnen, wie etwa dem Versuch, die Türen zu verriegeln, während sich der Schlüsselanhänger innerhalb des Fahrzeugs befindet.
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Die
US 2011/0050164 A1 zeigt eine induktive Ladestation, welche zumindest eine Primärwicklung umfasst, die betreibbar ist, wenn sie angeregt wird, um mit einer Sekundärwicklung von zumindest einer batteriebetrieben Vorrichtung nächst der zumindest einen Primärwicklung einen Transformator zu bilden, eine Stromversorgung mit einem Ausgang, der mit der zumindest einen Primärwicklung gekoppelt ist, wobei die Stromversorgung betreibbar ist, um elektrische Wechselstromausgangsenergie zu der zumindest einen Primärwicklung zu liefern, um die zumindest eine batteriebetriebene Vorrichtung nächst der zumindest einen Primärwicklung induktiv zu laden und die Lieferung der elektrischen Wechselstromausgangsenergie zu der zumindest einen Primärwicklung basierend auf einem Freigabe-/Sperrsignal selektiv zu unterbrechen.
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Die
US 2001/0012208 A1 zeigt ein Kraftfahrzeug, dessen Batterien über eine induktive Ladestation ladbar sind, welche zumindest eine Primärwicklung umfasst, die betreibbar ist, wenn sie angeregt wird, um mit einer Sekundärwicklung des Fahrzeugs nächst der zumindest einen Primärwicklung einen Transformator zu bilden, eine Stromversorgung mit einem Ausgang, der mit der zumindest einen Primärwicklung gekoppelt ist, wobei die Stromversorgung betreibbar ist, um elektrische Wechselstromausgangsenergie zu der zumindest einen Primärwicklung zu liefern, um die Fahrzeugbatterie nächst der zumindest einen Primärwicklung induktiv zu laden und die Lieferung der elektrischen Wechselstromausgangsenergie zu der zumindest einen Primärwicklung basierend auf einem Freigabe-/Sperrsignal zu unterbrechen.
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Die
EP 2 672 608 A1 zeigt eine induktive Ladestation, die betreibbar ist, um mit einem elektronischen Schlüssel drahtlos zu kommunizieren. Die induktive Ladestation umfasst zumindest eine Primärwicklung, die betreibbar ist, wenn sie angeregt wird, um mit einer Sekundärwicklung von zumindest einer batteriebetrieben Vorrichtung nächst der zumindest einen Primärwicklung einen Transformator zu bilden, eine Stromversorgung mit einem Ausgang, der mit der zumindest einen Primärwicklung gekoppelt ist, wobei die Stromversorgung betreibbar ist, um elektrische Wechselstromausgangsenergie zu der zumindest einen Primärwicklung zu liefern, um die zumindest eine batteriebetriebene Vorrichtung nächst der zumindest einen Primärwicklung induktiv zu laden, und die Lieferung der elektrischen Wechselstromausgangsenergie zu der zumindest einen Primärwicklung basierend auf einem Freigabe-/Sperrsignal selektiv zu unterbrechen.
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Viele moderne Fahrzeuge sind auch mit Schnittstellen ausgestattet, zur Aufnahme von und Interaktion mit persönlichen Kommunikationsvorrichtungen, wie etwa Mobiltelefonen, PDAs, Tablets, Laptop-Computern, tragbaren GPS-Vorrichtungen, etc. Diese tragbaren Vorrichtungen sind typischerweise batteriebetrieben und müssen häufig wiederaufgeladen werden. Dementsprechend werden Fahrzeuge häufig dazu benutzt, batteriebetriebene Vorrichtungen zu laden, wie etwa durch Verbindung eines Ladegeräts mit der Fahrzeugbatterie durch einen Zigarettenanzünderadapter. In letzter Zeit sind kontaktfreie Ladestationen entwickelt worden, worin die batteriebetriebene Vorrichtung eine Induktionswicklung enthält, die als Transformator-Sekundärwicklung arbeiten kann, wenn sie in der Nähe einer angeregten Primärwicklung angeordnet wird, wobei die Ladestation eine Primärwicklung und eine Stromversorgung enthält. Wenn die batteriebetriebene Vorrichtung auf oder in der Nähe der Ladestation angeordnet wird, bilden die Primär- und Sekundärwicklungen einen Übertrager zum Übertragen von Ladestrom von der Ladestation zur batteriebetrieben Vorrichtung.
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Diese induktiven Ladestationen erlauben vorteilhaft das Laden einer Vielzahl von unterschiedlichen Benutzervorrichtungen, ohne dass der Benutzer die Vorrichtung mit der Ladestation durch Kabel oder Drähte physikalisch verbinden muss. Jedoch können induktive Ladestationen elektromagnetische Interferenzen (EMI) oder Funkfrequenz-Interferenzen (RFI) bei einer oder mehreren Frequenzen hervorrufen, die sich mit passiven Zutritts-/Startsystem-Kommunikationen stören könnten. Eine solche Interferenz könnte den Benutzer daran hindern, den Fahrzeugmotor starten/stoppen zu können, und/oder könnte einen Fehler des Systems verursachen, um den Fahrer vor einem ungewünschten Ereignis zu warnen, wie etwa dem Einschließen des Schlüsselanhängers im Inneren des Autos etc. Daher gibt es Bedarf nach verbesserten Kraftfahrzeugsystemen und induktiven Ladetechniken, mit denen batteriebetriebene Vorrichtungen in einem Kraftfahrzeug induktiv geladen werden können.
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Zur Lösung dieser Probleme werden ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 9 angegeben.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Nachfolgend werden verschiedene Details der vorliegenden Offenbarung zusammengefasst, um ein grundlegendes Verständnis zu erleichtern, wobei diese Zusammenfassung kein extensiver Überblick der Offenbarung ist, und weder dazu dient, bestimmte Elemente der Offenbarung zu identifizieren, noch den Umfang davon zu begrenzen. Stattdessen ist es der primäre Zweck der Zusammenfassung, einige Konzepte der Offenbarung in vereinfachter Form vor der detaillierteren Beschreibung anzugeben, die nachfolgend angegeben wird.
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Techniken und Systeme werden beschrieben, wodurch induktives Laden von batteriebetrieben Benutzervorrichtungen erleichtert wird, wobei ungewünschte EMI oder RFI-Interferenz mit fahrzeug-basierten passiven Zutritts- und/oder Fernstartsystemen gelindert oder vermieden wird. Insbesondere können die offenbarten Techniken das Potential einer Störung von induktiven Ladestationen mit Kommunikationen zwischen fahrzeug-basierten passiven Zutritts-Startsystemen und externen Schlüsselanhängern oder anderen externen Benutzervorrichtungen reduzieren oder beseitigen.
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Es werden Kraftfahrzeuge offenbart, die ein passives Fahrzeugsystem enthalten, das eine oder mehrere Fahrzeugsteuereinheiten betreibt, wie etwa ein Fahrzeugzutrittsverriegelungssystem und einen Motorstarter etc., sowie auch eine induktive Ladestation mit einer Primärwicklung zum induktiven Laden einer batteriebetrieben Vorrichtung, sowie eine Stromversorgung, um die Primärwicklung selektiv mit elektrischer Wechselstromausgangsleistung zu versorgen. Die Ladestation hat einen Eingang zum Empfangen eines Freigabe-/Sperrsignals oder Befehls von dem passiven Fahrzeugsystem, und die Stromversorgung unterbricht oder reduziert selektiv die Stromversorgung zur Primärwicklung basierend auf dem Freigabe-/Sperrsignal oder Befehl. Das passive Fahrzeugsystem liefert selektiv das Freigabe-/Sperrsignal oder den Befehl zu der induktiven Ladestation, um die Primärwicklungsleistung während zumindest eines Teils der Zeitdauer zu unterbrechen oder zu reduzieren, während der das passive System drahtlos mit einer oder mehreren externen Benutzervorrichtungen kommuniziert.
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In bestimmten Ausführungen sind das passive System und die Ladestation über ein Kommunikationsnetzwerk miteinander gekoppelt, und das passive Fahrzeugsystem schickt einen Freigabe-/Sperrbefehl zu der induktiven Ladestation durch das Netzwerk über eine oder mehrere Meldungen. In bestimmten Ausführungen ist das Kommunikationsnetzwerk ein Controller-Area-Netzwerk(CAN)-Bus, und in anderen Ausführungen wird ein Local-Interconnect-Netzwerk(LIN)-Bus verwendet, wo das Kommunikationsnetzwerk ferner das passive System mit anderen Fahrzeugsteuereinheiten koppeln kann, wie etwa einem Fahrzeugzutrittssperrsystem, einem Motorstarter, etc. In bestimmten Ausführungen sind das passive Fahrzeugsystem und die induktive Ladestation beide mit einem Universal-Asynchron-Receiver/Transmitter (UART) ausgestattet, und die UARTs des passiven Systems und der Ladestation sind miteinander gekoppelt, wodurch das passive System den Freigabe-/Sperrbefehl zur Ladestation über eine oder mehrere Meldungen liefert. In bestimmten Ausführungen enthält die induktive Ladestation ferner einen Prozessor, der mit der Stromversorgung betriebsmäßig gekoppelt ist, um die Stromversorgung zur Primärwicklung selektiv zu steuern, und eine Kommunikationsschnittstelle empfängt eine oder mehrere Meldungen, einschließlich des Freigabe-/Sperrbefehls von dem passiven Fahrzeugsystem, und liefert den Befehl zum Prozessor.
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In bestimmten Ausführungen ist eine Schaltvorrichtung in der induktiven Ladestation zwischen einem Stromeingang der Stromversorgung und einer Fahrzeugbatterie vorgesehen, worin die Schaltvorrichtung in bestimmten Implementationen ein Relais, ein Feld-Effekt-Transmistor (FET), ein bipolarer Transistor oder eine andere elektrisch oder elektronisch aktivierbare Schaltvorrichtung sein kann. In bestimmten Ausführungen enthält die Ladestation einen Prozessor, der das Freigabe-/Sperrsignal oder den Befehl empfängt und der Schaltvorrichtung ein Steuersignal liefert, um das Liefern der elektrischen Wechselstromenergie zu der Primärwicklung gemäß dem Freigabe-/Sperrsignal oder -befehl selektiv zu steuern. In bestimmten Ausführungen umfasst das passive Fahrzeugsystem drahtlose Kommunikation von einer oder mehreren externen Benutzervorrichtungen, und liefert selektiv das Freigabe-/Sperrsignal oder den Befehl zu der Ladestation in Antwort auf die Erfassung der drahtlosen Kommunikation von der oder den externen Vorrichtung(en). In bestimmten Ausführungen liefert das passive System selektiv das Freigabe-/Sperrsignal oder den Befehl, um die Stromversorgung zu veranlassen, die Primärwicklungsenergie zu unterbrechen oder zu reduzieren, vor dem Versuch einer Kommunikation mit der externen Benutzervorrichtung(en).
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Weitere Aspekte der Offenbarung beinhalten Verfahren zum Betreiben einer induktiven Ladestation in einem Kraftfahrzeug. Das Verfahren enthält das selektive Liefern von elektrischer Wechselstromausgangsenergie zu einer oder mehreren Primärwicklungen einer induktiven Ladestation zum Laden von einer oder mehreren batteriebetrieben Vorrichtungen, die nahe der Primärwicklung(en) angeordnet ist oder sind. Das Verfahren enthält ferner das Bestimmen, dass ein passives Fahrzeugsystem mit zumindest einer externen Benutzervorrichtung drahtlos kommuniziert oder kommunizieren will, und zum automatischen Unterbrechen oder Reduzieren der Energiezufuhr zu der Primärwicklung(en) zumindest während eines Teils einer Zeitperiode, in der das passive System mit der externen Vorrichtung(en) drahtlos kommuniziert oder kommunizieren will.
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Bestimmte Ausführungen des Verfahrens beinhalten ferner das Bestimmen, dass das passive Fahrzeugsystem die drahtlose Kommunikation mit zumindest einer externen Benutzervorrichtung abgeschlossen hat, und das automatische Wiederherstellen der Lieferung von elektrischer Ausgangsenergie zur Primärwicklung. Bestimmte Ausführungen enthalten ferner das Erfassen von drahtloser Kommunikation von der externen Benutzervorrichtung und automatisches Unterbrechen oder Reduzieren der Lieferung von Ausgabeenergie zur Primärwicklung in Antwort auf die Erfassung der drahtlosen Kommunikation von der externen Benutzervorrichtung. In bestimmten Ausführungen enthält das Verfahren darüber hinaus dieLieferung der Wechselstromausgangsenergie zur Primärwicklung automatisch zu unterbrechen oder zu reduzieren, vor dem Versuch von Kommunikation mit der externen Benutzervorrichtung(en). In bestimmten Ausführungen enthält das automatische Unterbrechen oder Reduzieren der Energielieferung zur Primärwicklung das selektive Liefern eines Freigabe-/Sperrsignals oder eines Befehls von dem passiven Fahrzeugsystem zu der induktiven Ladestation.
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Figurenliste
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Die folgende Beschreibung der Zeichnungen geben bestimmte illustrative Ausführungen der Offenbarung im Detail an, welche verschiedene beispielhafte Wege angeben, worin die verschiedenen Prinzipien der Offenbarung ausgeführt werden können. Die dargestellten Beispiele erschöpfen sich jedoch nicht in den vielen möglichen Ausführungen der Offenbarung. Andere Ziele und Vorteile und neuartige Merkmale der Offenbarung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung der Offenbarung aufgeführt, wenn man sie in Verbindung mit den Zeichnungen betrachtet, worin:
- 1 ist eine vereinfachte partielle schematische Draufsicht, die ein beispielhaftes Kraftfahrzeug mit einer induktiven Ladestation zum Laden von batteriebetrieben Vorrichtungen im Fahrzeug darstellt, sowie ein passives Zugangs- und Fahrzeugstartsystem, das mit externen Schlüsselanhängervorrichtungen kommuniziert und selektiv Ladestrom, der von der induktiven Ladestation geliefert wird, sperrt oder reduziert, gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm, das weitere Details der induktiven Ladestation des passiven Systems und des Kraftfahrzeugs von 1 darstellt;
- 3 ist ein Systemdiagramm, das eine Ausführung darstellt, worin ein Kommunikationsnetzwerk das passive System mit der induktiven Ladestation, einem automatischen Türverriegelungssystem und einem Motorstarter betriebsmäßig koppelt, und das passive System einen Freigabe-/Sperrbefehl durch Netzwerkmeldung mittels einer Kommunikationsschnittstelle sendet;
- 4 ist ein Systemdiagramm, das eine andere Ausführung darstellt, worin die induktive Ladestation eine Schaltvorrichtung zum selektiven Verbinden oder Unterbrechen der Stromzufuhr von einer Fahrzeugbatterie zur Ladestation enthält, und das passive System den Betrieb der Schaltvorrichtung mittels eines Freigabe-/Sperrsignals steuert;
- 5 ist ein Systemdiagramm, das eine noch andere Ausführung darstellt, worin die induktive Ladestation und das passive System jeweils UARTs zum Senden von Meldungen einschließlich eines Freigabe-/Sperrbefehls von dem passiven System zu der Ladestation enthalten;
- 6 ist ein Systemdiagramm, das eine andere Ausführung darstellt, worin eine intelligente induktive Ladestation einen Prozessor enthält, der eine Schaltvorrichtung betreibt, zum selektiven Steuern von einer Stromversorgung zugeführten Strom gemäß einem empfangenen Freigabe-/Sperrsignal oder -befehl; und
- 7 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben einer induktiven Ladestation in einem Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend werden eine oder mehrere Ausführungen oder Implementationen in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen benutzt werden, um durchgehend gleiche Elemente zu bezeichnen, und worin die verschiedenen Merkmale nicht notwendigerweise im Maßstab gezeichnet sind. Die Offenbarung bezieht sich auf Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer induktiven Ladestation eines Kraftfahrzeugs. Verschiedene Ausführungsbeispiele sind nachfolgend im näheren Detail dargestellt und beschrieben, und diese können vorteilhaft dazu benutzt werden, drahtlose Kommunikation zwischen einer externen Benutzervorrichtung wie etwa einem Schlüsselanhänger und dem Fahrzeug automatisierter Weise zu erleichtern, während induktive Ladeeinrichtungen im Fahrzeug bereitgestellt werden, zum kontaktfreien Laden von batteriebetrieben Benutzervorrichtungen, wie etwa Mobiltelefonen, PDAs, etc.
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Zunächst in Bezug auf die 1 und 2, ist ein beispielhaftes Kraftfahrzeug 100 dargestellt, das ein Auto, Lastwagen, Lieferwagen, etc. sein kann, mit einem bordeigenen Antriebssystem zum Transportieren von einem oder mehreren Passagieren und zugeordneter Ladung, ob ein Verbrennungsmotor, elektrisches Motorantriebssystem, ein Brennstoffzellenantriebssystem, Hybridsystem oder andere Antriebsmittel. Wie in 1 zu sehen, enthält das Fahrzeug 100 ein passives Zutritts- und Fahrzeugstartsystem 110, das mit einer externen Benutzervorrichtung 200 durch drahtlose (z.B. Funkfrequenz) Signale kommuniziert, wobei die drahtlose Kommunikation zwischen dem passiven System 110 und der Benutzervorrichtung 200 jedes geeignete Protokoll-, Meldungs- und Übertragungsmittel, sein kann. Zum Beispiel kann die Benutzervorrichtung 200 ein Schlüsselanhänger mit einem oder mehreren Knöpfen sein, die der Benutzer betätigen kann, um verschiedene Funktionen auszuführen, die dem Fahrzeug 100 zugeordnet sind, einschließlich, aber ohne Einschränkung, Verriegeln oder Entriegeln von einer oder mehreren Türen, Öffnen eines Fahrzeug-Gepäck- oder Kofferraums, Scharfmachen oder Entschärfen eines bordeigenen Anti-Diebstahlsystems, Durchführen eines Fernstarts des Fahrzeugs 100, Aktivieren einer hörbaren Meldung, etc. Das passive System 110 sensiert in bestimmten Ausführungen den Ort des Schlüsselanhängers 200 durch periodisches Senden von niederfrequenten oder HF-Signalen von einer am Fahrzeug angebrachten Antenne (nicht gezeigt), wobei die Antenne zum Beispiel auf einen Bereich von 20 bis 120 kHz (Niederfrequenz) abgestimmt sein kann, oder auf eine höhere Frequenz wie etwa 300 bis 500 Mhz. Das passive Fahrzeugsystem 110 ist mit einer oder mehreren Fahrzeugsteuereinheiten betriebsmäßig verbunden, wie etwa einem Motorstarter 150 und/oder einem Türverriegelungssystem 160, wie in 2 zu sehen ist, und ist in der Lage, diese Einheiten 150, 160 gemäß vom Schlüsselanhänger 200 empfangenen Meldungen, automatisiert freizugeben und/oder zu betätigen.
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Das Fahrzeug 100 enthält ferner eine induktive Ladestation 120, die betreibbar ist, um eine oder mehrere batteriebetriebene Benutzervorrichtungen 130 zu laden, z.B. Mobiltelefone, PDAs, tragbare GPS-Vorrichtungen, Laptop-Computer, Tablets, Notebooks, etc., ohne die Vorrichtung 30 durch Kabel oder Drähte mit der Ladestation 120 verbinden zu müssen. Die Ladestation 120 kann eine beliebige Bauart oder Form eines Ladesystems sein, die eine induktive Energieübertragung von der Station 120 zur Vorrichtung 130 vorsieht, wenn die batteriebetriebene Vorrichtung 130 der Ladestation 120 benachbart ist. Die Ladestation 120 kann in der Kabine und/oder im Laderaum des Fahrzeugs 100 permanent angebracht sein, so dass der Benutzer eine persönliche Vorrichtung 130 an oder in der Ladestation 120 anordnen kann, während er fährt (oder während des Einparkens, ggf. unabhängig davon, ob der Motor läuft oder nicht), und die Vorrichtungsbatterie 136 laden kann. Insbesondere kann die induktive Ladestation eine Schale oder eine andere Oberfläche enthalten, auf der die batteriebetriebene Vorrichtung 130 angeordnet werden kann, oder kann formangepasste Aufnahmebereiche enthalten, um eine batteriebetriebene Vorrichtung 130 aufzunehmen, um eine Ausrichtung zwischen den Induktionswicklungen der Ladestation 120 und jener der Vorrichtung 130 für eine Stromübertragung dazwischen vorzusehen.
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Wie in 2 zu sehen, enthält die Ladestation eine Stromversorgung 122 mit einem Ausgang, der mit einer oder mehreren Primärwicklungen 124 gekoppelt ist, um elektrische Wechselstromausgangsleistung von der Stromversorgung 122 der Wicklung 124 zu liefern. Die batteriebetriebene Vorrichtung 130 enthält wiederum eine Sekundärwicklung 132, die zum Bereitstellen von elektrischem Wechselstrom mit einer Gleichrichter- und Reglerschaltung 134 gekoppelt ist. Die Schaltung 134 liefert wiederum Ladegleichstrom zu einer wiederaufladbaren Batterie 136. Wenn die Vorrichtung 130 in enger Nachbarschaft zur Ladestation 120 angeordnet ist, bilden die Primärwicklung 124 der Ladestation 120 und die Sekundärwicklung 132 der batteriebetriebenen Vorrichtung 130 einen Transformator 140, durch den Wechselstrom, der von der Stromversorgung 122 zur Primärwicklung 124 geliefert wird, ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, das mit der Sekundärwicklung 132 der batteriebetriebenen Vorrichtung 130 magnetisch gekoppelt ist. Im Ergebnis fließt Wechselstrom in der Sekundärwicklung 122, und der Gleichrichter 134 erzeugt einen Ladegleichstrom zum Laden der Batterie 136. Die Ladestation 120 kann darüber hinaus mit mehreren Primärwicklungen 124 ausgestattet sein, um eine oder mehrere batteriebetriebene Vorrichtungen 130 zu laden.
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Die Stromversorgung 122 kann konfiguriert sein, um eine oder mehrere Primärwicklungen 124 mit beliebiger geeigneter Frequenz mit elektrischer Wechselstromausgangsenergie zu versorgen, die in der Praxis mit Frequenzen, bei denen der Schlüsselanhänger 200 und das passive System 110 miteinander kommunizieren, überlappen oder in der Nähe davon liegen können. Die Kommunikation zwischen dem Anhänger 200 und dem passiven System 110 kann darüber hinaus in beliebiger geeigneter Art und Weise erfolgen, wie etwa damit, dass das passive System 110 periodisch Signale sendet und auf akzeptable Antworten wartet. Der Schlüsselanhänger 200 reagiert auf das passive System 110, und das System 110 bestimmt den Ort des Schlüsselanhängers 200 basierend auf dieser Antwort. Alternativ oder in Kombination kann der Schlüsselanhänger 200 Signale senden, wenn er vom Benutzer aktiviert wird, wobei das passive System 110 auf vom Schlüsselanhänger 200 empfangene Signale reagiert, um eine gegebene Kommunikationssitzung zu etablieren. In jedem Fall könnte ein gleichzeitiger Betrieb der induktiven Ladestation 120 und Kommunikation zwischen dem passiven System 110 und dem Schlüsselanhänger 200 zu elektromagnetischer Interferenz führen, die die gewünschte Kommunikation zwischen dem passiven System 110 und dem Schlüsselanhänger 200 verschlechtern oder verhindern könnte. Eine solche Interferenz könnte den Benutzer daran hindern, in der Lage zu sein, den Fahrzeugmotor zu starten/zu stoppen, oder verhindern, dass das System 110 den Fahrer vor einem unerwünschten Ereignis warnt, dass etwa der Benutzer den Schlüsselanhänger 200 innerhalb des Fahrzeugs 100 einsperrt, etc.
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Im Hinblick auf diese potentielle Interferenz sieht die vorliegende Offenbarung eine induktive Ladestation 120 vor, die persönliche Vorrichtungen 130 induktiv lädt, und die einen Eingang 121 zum Empfang eines Freigabe-/Sperrsignals oder -befehls 112 von dem passiven Fahrzeugsystem 110 aufweist. Dementsprechend wird die Lieferung von elektrischer Wechselstromausgangsenergie zur Primärwicklung 124 durch das passive Zutrittssystem 110 des Fahrzeugs 100 mittels direkter Steuerung der Stromversorgung der Ladestation 122 oder durch ein Signal 112 oder einem kommunizierten Befehl 112 zu der Ladestation 120 selektiv unterbrochen oder reduziert. In bestimmten Ausführungen wird z.B. die Ladestation 120 gesperrt, bevor das passive Zutrittssystem 110 versucht, mit dem Schlüsselanhänger 200 des Benutzers zu kommunizieren. Wenn das passive Zutrittssystem 110 die Kommunikation mit dem Schlüsselanhänger 200 abgeschlossen hat, gibt sie die Ladestation 120 automatisch frei.Auf diese Weise kann EMI/RFI, die der induktiven Ladestation 120 zugeordnet sind, beseitigt werden, während der Schlüsselanhänger 200 und das passive System 110 miteinander kommunizieren.
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In anderen Ausführungen wird die Ladeenergie, die von der Stromversorgung 122 der Primärwicklung 124 geliefert wird, reduziert, während das passive System 110 und der Schlüsselanhänger 200 kommunizieren, um die Menge des ladebezogenen EMI/RFI zu reduzieren. Dieser automatische Betrieb kann unabhängig von anderen Bedingungen erfolgen, unter denen die Stromversorgung 122 andernfalls aktiviert wird. Zum Beispiel könnte die Stromversorgung 122 eine einfache Vorrichtung sein, die normalerweise eingeschaltet ist, unabhängig davon, ob die batteriebetriebene Vorrichtung 130 auf oder in der Ladestation 120 angeordnet ist. Alternativ könnte die Stromversorgung 122 normalerweise ausgeschaltet sein und wird nur dann aktiviert, wenn ein Benutzer den Ladebetrieb initiiert.
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Das passive Fahrzeugsystem 110 liefert selektiv ein Freigabe-/Sperrsignal(e) oder -befehl(e) 112 zu der induktiven Ladestation 120, um zu bewirken, dass die Stromversorgung 122 die Strombereitstellung zu einer oder mehreren Primärwicklungen 124 unterbricht oder reduziert, während der gesamten oder zumindest einem Teil der Zeitperiode, in der das passive System 110 drahtlos mit der externen Benutzervorrichtung 200 kommuniziert. Auf diese Weise wird die volle Funktionalität des Schlüsselanhängers 200 vorbehalten, auch wenn das Fahrzeug 100 eine induktive Ladestation 120 enthält, und auch wenn die Stromversorgung 122 Wechselstromausgangsleistung zur Primärwicklung 124 bei oder in der Nähe eines Frequenzbands liefert, das von Schlüsselanhänger 200 und dem passiven Zutritts- und Startsystem 110 genutzt wird.
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Es kann jede geeignete Technik verwendet werden, wodurch das passive System 110 bewirkt, dass die Ladestation 120 die Energielieferung zur Primärwicklung 124 reduziert oder stoppt. Zum Beispiel könnte eine einfache induktive Ladestation 120 mit dem Fahrzeugzündstrom versorgt werden, und kann immer eingeschaltet bleiben, wenn das Fahrzeug 110 in Betrieb ist. Zum Beispiel könnte ein normalerweise geschlossener FET oder ein Transistor oder ein Relais oder eine andere Schaltvorrichtung 129 (siehe 4 und 6 unten) in Serie mit der Stromversorgung 122 vorgesehen sein, die durch das passive System 110 gesteuert werden könnte. Wenn ein höher entwickeltes Ladegerät 120 vorgesehen ist, z.B. ein solches mit einem Mikroprozessor 126 (siehe 3, 5 und 6 unten), könnte eine Meldung oder ein Befehl zum Prozessor 126 des Ladegeräts von dem passiven System 110 geschickt werden, um durch Senden eines Signals oder einer Meldung, welche einen Befehl enthält, über einen Datenbus (CAN, LIN, etc.) die Ladestation 120 freizugeben/zu sperren. Alternativ könnte, wie unten in 5 ersichtlich, jedes System 110 und 120 mit einem UART 117, 127 ausgestattet sein, um einen Freigabe-/Sperrbefehl 112 vom passiven System 110 zur Ladestation 120 zu schicken.
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3 stellt schematisch eine Ausführung des Fahrzeugs 100 dar, worin ein Kommunikationsnetzwerk 180 das passive System 110 mit der Ladestation 120 sowie mit anderen Fahrzeugsteuereinheiten einschließlich des Motorstartersystems 150 und des Türverriegelungssystems 160 betriebsmäßig koppelt. In diesem Beispiel wird der Eingang 121 zur Ladestation 120 durch eine Kommunikationsschnittstelle 128 implementiert und die Ladestation 120 ist eine intelligente Vorrichtung mit einem Prozessor 126, der zur Steuerung der Stromversorgung 122 betreibbar ist. Wie bei jedem beliebigen prozessor-basierten System sind ein geeigneter Speicher und Programmieranweisungen (nicht gezeigt) in der intelligenten induktiven Ladestation 120 vorgesehen, und die durch die Ladestation 120 implementierte Funktionalität kann mit beliebiger geeigneter Hardware, prozessor-ausgeführter Software, prozessor-ausgeführter Firmware, programmierbarer Logik, etc., oder Kombinationen davon implementiert sein, und die Funktionalität des passiven Systems 110 kann ähnlich implementiert sein.
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Im Falle von 3 steuert der Prozessor 126 die Stromversorgung 122 zum selektiven Erzeugen von elektrischer Wechselstromausgangsenergie zum Antrieb der Primärwicklung(en) 124 zum induktiven Laden von einer oder mehreren batteriebetriebenen Vorrichtungen 130, die in der Nähe der Wicklung(en) 124 angeordnet sind. Der Prozessor 126 kann die Stromversorgung von der Zufuhr 122 zur Wicklung 124 bei Empfang einer Freigabe-/Sperrmeldung 112 von der Kommunikationsschnittstelle 128 unterbrechen, und/oder kann die Energiemenge, die von der Stromversorgung 122 der Primärwicklung 124 basierend auf einem empfangengen Freigabe-/Sperrbefehl 112 geliefert wird, durch eine Meldung reduzieren, die durch das Kommunikationsnetzwerk 180 übertragen wird. In bestimmten Ausführungen kann der Betrag der Reduktion der Ausgangsleistung vorbestimmt sein, oder kann in der Freigabe-/Sperrmeldung 112 spezifiziert werden, die von dem passiven System 110 zur Ladestation 120 geschickt wird.
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Darüber hinaus enthält in dieser Konfiguration das passive Zutritts- und Fahrzeugstartsystem 110 auch einen Prozessor 114 und eine mit dem Netzwerk 180 gekoppelte Kommunikationsschnittstelle 118. In bestimmten Ausführungen liefert das passive System 110 den Freigabe-/Sperrbefehl 112 mittels einer oder mehrerer Meldungen, die durch das Kommunikationsnetzwerk 180 über die Kommunikationsschnittstellen 118 und 124 von dem passiven Systemprozessor 114 zum Ladestationsprozessor 126 übertragen werden, um die Stromversorgung 122 gemäß dem Befehl 112 zu steuern. In bestimmten Ausführungen kann ein Controller Area Network(CAN)-Bus 180 als das Kommunikationsnetzwerk 180 benutzt werden. In anderen Ausführungen kann das Kommunikationsnetzwerk 180 als Local-Interconnect-Network(LIN)-Bus implementiert sein.
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4 stellt eine andere Ausführung dar, worin eine einfachere induktive Ladestation 120 verwendet wird. In diesem Fall ist eine Schaltvorrichtung 129 in der Ladestation 120 vorgesehen, welche zwischen einem Stromeingang der Stromversorgung 122 und einer Fahrzeugbatterie 170 elektrisch angeschlossen ist. Die Schaltvorrichtung 129 ist gemäß einem Freigabe-/Sperrsignal 112 betreibbar, das von dem passiven Systemprozessor 114 über den Eingang 121 geliefert wird, um die Energiemenge, die die Stromversorgung 112 von der Fahrzeugbatterie 170 empfängt, selektiv zu unterbrechen und/oder zu reduzieren. In bestimmten Ausführungen kann die Schaltvorrichtung 129 ein Relais sein, wobei das Freigabe-/Sperrsignal 112 optional unter Verwendung eines geeigneten Verstärkers oder einer anderen Treiberschaltung (nicht gezeigt) in der induktiven Ladestation 120 gepuffert werden kann, um eine Relaiswicklung der Schaltvorrichtung 129 anzusteuern, um einen Relaiskontakt selektiv zu öffnen, der zwischen der Batterie 170 und dem Stromeingang der Stromversorgung 122 angeschlossen ist.
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In anderen Ausführungen kann eine halbleiter-basierte Schaltvorrichtung 129 verwendet werden, wobei das Freigabe-/Sperrsignal 112 einen Steueranschluss eines Feld-Effekt-Transistors (FET), eines Bipolar-Transistors oder einer anderen elektrisch oder elektronisch steuerbaren Schaltvorrichtung 129 betreibt. In diesen Fällen kann das passive System 110 das Freigabe-/Sperrsignal 112 derart bereitstellen, dass die Schaltvorrichtug 129 die Stromzufuhr von der Batterie 170 zur Stromversorgung 122 selektiv unterbricht, um das Anlegen von elektrischer Wechselstromausgangsenergie zur Primärwicklung 124 zu unterbrechen. Alternativ oder in Kombination kann das passive System 110 das Freigabe-/Sperrsignal 112 bereitstellen, um die Energiemenge von der Batterie 170 zur Versorgung 122 zu reduzieren, um hierdurch das Anlegen der Energie an die Wicklung 124 zu reduzieren (aber nicht vollständig zu unterbrechen).
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5 stellt eine andere Ausführung dar, worin eine intelligente induktive Ladestation 129 einen Prozessor 126 enthält, der die Stromversorgung 122 steuert, sowie einen UART 127, der den Eingang 121 zum Empfang eines Freigabe-/Sperrsignals oder -befehls 112 (z.B. über eine Meldung) mittels einer direkten Verbindung zwischen dem Ladestation-UART 127 und einem UART 117, der mit dem Prozessor 114 des passiven Systems 110 gekoppelt ist, darstellt. Der Ladestation-UART 127 liefert die Freigabe-/Sperrbefehlsmeldung 112 des Prozessors 126 zur selektiven Unterbrechung und/oder Reduktion der elektrischen Wechselstromausgangsenergie, die von der Stromversorgung 122 der Primärwicklung 124 geliefert wird. In diesem Beispiel kann der Prozessor 114 des passiven Systems 110 mit den Fahrzeugsteuereinheiten 150 und/oder 160 über ein Kommunikationsnetzwerk 180 und einer Kommunikationsschnittstelle 118 kommunizieren, die in dem passiven System 110 vorgesehen ist, obwohl dies keine strikte Anforderung ist. In dieser Konfiguration sind die UARTs 117 und 127 des passiven Systems 110 und der induktiven Ladestation 120 miteinander betriebsmäßig gekoppelt, und das passive System 110 liefert selektiv den Freigabe-/Sperrbefehl 112 zur induktiven Ladestation 120 durch die UARTs 117 und 127 über eine oder mehrere Meldungen.
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6 gibt ein anderes Ausführungsbeispiel an, worin eine intelligente induktive Ladestation 120 einen Prozessor 126 enthält, der ein Freigabe-/Sperrsignal oder einen Befehl 112 von dem passiven System 110 empfängt, und steuert eine Schaltvorrichtung 129 (z.B. ein Relais, einen halbleiter-basierten Schalter, etc.) zum Steuern der Energie, die von der Fahrzeugbatterie 170 der Stromversorgung 122 geliefert wird. In diesem Beispiel enthält die Ladestation 120 eine Kommunikationsschnittstelle 128, die den Eingang 121 bereitstellt, wodurch eine Freigabe-/Sperrmeldung 112 von dem passiven System 110 durch ein Kommunikationsnetzwerk 180 zur Ladestation 120 geschickt werden kann. In alternativen Implementationen kann der Freigabe-/Sperrbefehl 112 durch UARTs geliefert werden, die das passive System 110 und die Ladestation 120 koppeln (wie z.B. oben in 5 gezeigt), oder durch andere geeignete Mittel. In dieser Hinsicht kann der Prozessor 126 die Schaltvorrichtung 129 betreiben, um selektiv die Menge an Ausgangsenergie zu unterbrechen und/oder zu reduzieren, die von der Stromversorgung 122 der Primärwicklung 124 geliefert wird.
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In bestimmten Ausführungen kann das passive System 110 drahtlose Kommunikation von der externen Benutzervorrichtung 200 erfassen und selektiv das Freigabe-/Sperrsignal oder den Befehl 112 zur induktiven Ladestation 120 liefern, um zu bewirken, dass die Stromversorgung 122 die Bereitstellung der elektrischen Wechselstromausgangsenergie zur Primärwicklung 124 in Antwort auf die Erfassung der drahtlosen Kommunikation von der externen Benutzervorrichtung 200 unterbricht oder reduziert. In anderen Ausführugnen liefert das passive System 110 selektiv das Freigabe-/Sperrsignal oder den -befehl 112 zur induktiven Ladestation 120, um zu bewirken, dass die Stromversorgung 122 die Lieferung der elektrischen Wechselstromausgangsenergie zur Primärwicklung 124 unterbricht oder reduziert, bevor Kommunikation mit der externen Benutzervorrichtung 200 versucht wird.
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Auch in Bezug auf 7 ist ein Verfahren 300 zum Betreiben einer induktiven Ladestation (z.B der Ladestation 120 in den obigen Beispielen) eines Kraftfahrzeugs (z.B. Fahrzeug 100) dargestellt. Das Verfahren 300 enthält das Freigeben der induktiven Ladestation bei 302, die normalerweise immer freigegeben sein kann, und nur dann freigegeben wird, wenn das Fahrzeugzündsystem aktiviert wird, oder nur dann, wenn eine oder beide der obigen Bedingungen vorliegen, und eine oder mehrere batteriebetriebenen Vorrichtungen auf oder in der Ladestation 120 angeordnet sind. Auf diese Weise wird die elektrische Wechselstromausgangsenergie selektiv zumindest einer Primärwicklung (z.B. der Wicklung 124 in der obigen Ladestation 120) im Fahrzeug 100 geliefert, um zumindest eine batteriebetriebene Vorrichtung 130 induktiv zu laden, die in der Nähe der Primärwicklung 124 angeordnet ist.
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Bei 304 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob das passive Zutritts-/Fahrzeugstartsystem 110 mit einem Schlüsselanhänger oder einer anderen externen Benutzervorrichtung 200 kommunizieren muss. In einer Implementation erfasst das passive System 110 drahtlose Kommunikation von zumindest einer externen Vorrichtung 200, und bestimmt somit bei 304, dass mit der externen Vorrichtung 200 kommuniziert werden muss. In anderen möglichen Implementationen könnte das passive System 110 periodisch Meldungen durch drahtlose Kommunikation senden und auf Antworten von etwaigen externen Vorrichtungen 200 innerhalb der Reichweite abwarten, in welchem Fall das passive System 110 bei 304 bestimmt, dass eine solche Kommunikation initiiert werden muss. In jedem Fall sperrt das passive System die induktive Ladestation bei 306, sobald das passive System 110 bestimmt, dass die Kommunikation mit der externen Vorrichtung 200 erforderlich ist (JA bei 304).
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In bestimmten Ausführungen enthält dieses Sperren bei 306 die automatische Unterbrechung oder Reduktion der Lieferung von elektrischer Wechselstromausgangsenergie zur Primärwicklung 124 einer induktiven Ladestation 120, die in oder in der Nähe des Innenraums des Kraftfahrzeugs 100 angeordnet ist, während zumindest einem Teil der Zeitperiode, während der das passive System 110 mit einer oder mehreren externen Benutzervorrichtungen 200 drahtlos kommuniziert oder kommunizieren wird. In einigen Implementationen beinhaltet dies die komplette Unterbrechung der Primärwicklungsenergie, und in anderen Ausführungen kann die Energie zur Primärwicklung selektiv reduziert werden, während bei Gesamtheit oder einem Teil der drahtlosen Kommunikationszeitperiode.
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Bei 308 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob die drahtlose Kommunikation beendet ist. Falls nicht (NEIN bei 308), wird bei 308 die selektive Unterbrechung oder Reduktion von Energie in der Primärwicklung der induktiven Ladestation fortgesetzt. Sobald die Kommunikation beendet ist (JA bei 308), entsperrt das passive System 110 die induktive Ladestation bei 310 wieder, und der Prozess kehrt zu 302 zurück, wie oben diskutiert. Auf diese Weise nimmt das System automatisch die Lieferung von elektrischer Wechselstromausgangsleistung zur Primärwicklung 124 wieder auf, um eine oder mehrere batteriebetriebene Vorrichtungen in der Fahrzeugladestation 120 zu laden. In bestimmten Ausführungen kann die automatische Unterbrechung oder Reduktion der Lieferung von elektrischer Wechselstromausgangsenergie zur Primärwicklung 124 erfolgen, indem selektiv ein Freigabe-/Sperrsignal oder ein Befehl (z.B. 112, wie oben beschrieben) von dem passiven Fahrzeugsystem 110 zu der induktiven Ladestation 120 geliefert wird.
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Die obigen Beispiele illustrieren lediglich verschiedene mögliche Ausführungen verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung, worin äquivalente Veränderungen und/oder Modifikationen anderen Fachkundigen ersichtlich werden, wenn sie diese Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen lesen und verstehen. Insbesondere in Bezug auf verschiedene Funktionen, die von den oben beschriebenen Komponenten ausgeführt werden (Baugruppen, Vorrichtungen, Systeme und dgl.), sollen die Begriffe (einschließlich einer Referenz auf „Mittel“), die zur Beschreibung solcher Komponenten verwendet werden, solange nicht anderweitig angegeben, einer beliebigen Komponente entsprechen, welche die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente durchführt (d.h. funktionell äquivalent ist), auch wenn sie der offenbarten Struktur strukturell nicht äquivalent ist, welche die Funktion in den dargestellten Implementationen der Offenbarung durchführt. Obwohl ein bestimmtes Merkmal der Offenbarung in Bezug nur auf eine von verschiedenen Implementationen dargestellt und/oder beschrieben sein könnte, könnte ein solches Merkmal darüber hinaus auch mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementationen kombiniert werden, wenn dies für eine gegebene oder bestimmte Anwendung gewünscht oder vorteilhaft sein könnte. Auch insoweit, dass die Begriffe „enthalten“, „enthält“, „aufweisen“, „aufweist“, „mit“ oder Varianten davon in der detaillierten Beschreibung und/oder in den Ansprüchen benutzt werden, sollen diese Begriffe in ähnlicher Weise den Begriff „umfassend“ einschließen.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Die Offenbarung bezieht sich auf am Fahrzeug angebrachte Ladestationen einer persönlichen Vorrichtung.
