ES2213795T3 - Procedimiento para la transmision inalambrica de energia y datos. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION TRATA DE UN PROCEDIMIENTO PARA LA TRANSMISION INALAMBRICA DE ENERGIA Y DATOS ENTRE DOS PIEZAS, PRINCIPALMENTE ENTRE EL VOLANTE Y LA COLUMNA DE DIRECCION DE UN VEHICULO, CON UN TRANSMISOR TRANSFORMADOR, COMPUESTO DE FORMA ASOCIADA POR LAS PIEZAS ASOCIADAS BOBINADO PRIMARIO Y BOBINADO SECUNDARIO, Y UNA FRECUENCIA PORTADORA TRIANGULAR SOBRE LA CARA PRIMARIA; EN UN PROCEDIMIENTO DE ESTE TIPO LA TRANSMISION DE DATOS SE REALIZA EN UNA DIRECCION POR MODULACION DE LA SEÑAL DE PORTADORA Y EN LA OTRA DIRECCION POR FUERA DE LOS FLANCOS DE CONEXION DE LA SEÑAL DE PORTADORA.

Description

Procedimiento para la transmisión inalámbrica de energía y datos.

La invención se refiere a un procedimiento para la transmisión inalámbrica de energía y datos entre dos partes.

Para la transmisión de energía y datos, por ejemplo desde la columna de dirección al volante de un vehículo, se utilizan hoy en día principalmente líneas flexibles. En el volante se emplea para ello un denominado muelle de arrollamiento. El muelle de arrollamiento tiene la desventaja de que ocasiona ruidos, es mecánicamente sensible y, debido a su estructura, posee desfavorables propiedades EMV (compatibilidad electromagnética).

Se conocen también procedimientos sin contacto sobre una base óptica e inductiva. Los procedimientos ópticos adolecen del inconveniente de que son sensibles frente a ensuciamientos y no pueden transmitir grandes potencias, por ejemplo para una instalación de calefacción del volante.

Se conoce por el documento WO 94/01846 A un procedimiento con las características citadas al principio. El transformador que sirve de transmisor se hace funcionar aquí con una frecuencia rectangular fija que se modula de manera correspondiente a la energía a transmitir del lado primario al lado secundario. En los flancos de conmutación se aplica una oscilación de alta frecuencia para la transmisión de datos en ambas direcciones. La transmisión del lado primario al lado secundario se efectúa aquí, por ejemplo, en los flancos ascendentes, mientras que en la otra dirección se efectúa después la transmisión en los flancos descendentes.

Sin embargo, en este procedimiento la tasa de transmisión de datos en ambas direcciones de transmisión es limitada por la frecuencia de conmutación de la excitación para la transmisión. Además, en los flancos de conmutación pueden presentarse perturbaciones con mayor frecuencia cada vez que pueden afectar negativamente a la transmisión de los datos.

El documento EP 0 616 924 A1, que forma el estado de la técnica más próximo, describe un dispositivo y un procedimiento para la transmisión inalámbrica de datos y energía entre dos partes, con un transmisor de tipo transformador. Este consiste en un arrollamiento primario asociado a una parte y un arrollamiento secundario asociado a la otra parte. En el lado primario se utiliza una señal portadora de forma rectangular que se modula en amplitud para la transmisión de energía y para la transmisión de datos (mediante interrupción de la tensión de la señal portadora). La transmisión de datos en dirección contraria se realiza mediante un impulso de carga del lado secundario durante la llamada fase de acumulación de energía, mientras que el impulso de tensión positivo para la transmisión de energía se aplica al lado primario. Se puede conseguir un funcionamiento dúplex completo haciendo que no coincidan la interrupción de la tensión en el lado primario y el impulso de carga de corriente en el lado secundario. Sin embargo, la transmisión de datos por medio del impulso de carga del lado secundario no se efectúa evidentemente en forma síncrona con flancos de conmutación de los impulsos de tensión del lado primario para la transmisión de energía mediante los cuales se sincroniza la transmisión de datos.

La invención se basa en el problema de crear un procedimiento de la clase citada al principio que sea seguro frente a perturbaciones.

La invención resuelve este problema con las características de la reivindicación 1.

La transmisión de la potencia se efectúa por activación del lado primario del transmisor con una señal alterna libre de tensión continua. La propia señal alterna es también portadora de la información del lado primario al lado secundario. La codificación de la señal transmitida en esta dirección puede efectuarse mediante una modulación de ancho de impulso de la señal alterna. Sin embargo, puede ser realizada también preferiblemente con un modo de código bifásico. Este código está exento también de tensión continua y, por tanto, es adecuado como señal de activación para el transmisor. La tasa de datos en la dirección indicada es así igual a la frecuencia de activación del transmisor.

La transmisión de datos en la otra dirección, en el ejemplo seleccionado del lado secundario al lado primario, puede realizarse mediante modulación de una señal de alta frecuencia (ráfaga de alta frecuencia) con una frecuencia de, por ejemplo, 2 MHz en sitios definidos de la señal primaria. Estos sitios están fuera de los flancos de conmutación de la señal primaria. Por tanto, no se transmiten datos en la zona de los flancos de conmutación del lado primario. Se asegura así que las perturbaciones del tráfico de datos ocasionadas por los flancos de conmutación no sean interpretadas erróneamente como señal de información.

Cuando la transmisión se efectúa en la última (otra) dirección citada con una frecuencia que posee un relación de número par con la frecuencia de transmisión en la dirección primeramente citada, se puede aumentar así también la frecuencia de transmisión en la otra dirección y se puede transmitir una mayor cantidad de datos en esta dirección. Esta forma de proceder se ofrece para el caso del ejemplo de volante/columna de dirección de un vehículo, en el que la segunda dirección es la de transmisión de informaciones que deberán cargarse en el volante y transmitirse a la columna de dirección. De este modo, es posible disponer, por ejemplo en el volante, una pluralidad de interruptores cuyo estado de conmutación se transmite sin problemas y se convierte en un conexionado correspondiente de los respectivos aparatos.

Se explica la invención con más detalle haciendo referencia al dibujo. Muestran:

la figura 1, un diagrama para explicar el tráfico de datos entre partes móviles una con relación a otra y

la figura 2, un esquema de bloques para materializar el tráfico de datos representado en la figura 1.

La transmisión de datos y de energía se efectúa a través de un transmisor 1 (figura 2) que sirve de transformador. Se transmiten energía y datos desde un lado primario (designado con P en la figura 2) hasta un lado secundario (S en la figura 2). En la dirección contraria se transmiten únicamente datos de S a P.

Mediante el procedimiento según la invención se obtiene en el transmisor una señal cuya característica está representada en el diagrama a de la figura 1. La transmisión de energía se efectúa con ayuda de una señal rectangular temporizada R, que está modulada en el modo de código bifásico. Mediante esta modulación se transmiten datos de P a S. Estos datos están indicados a título de ejemplo en el diagrama c de la figura 1 y conducen a la característica
mostrada en el diagrama a. El dato "1" no conduce a ninguna variación de la señal R dentro del período \Delta para la transmisión de un bit, mientras que la información "0" conduce a una variación en el instante \Delta/2. Después de este período, la señal rectangular cambia su signo.

La señal R de código bifásico modulada de esta manera con arreglo al contenido de los datos transmitidos de P a S lleva superpuesta una señal de frecuencia más alta para la transmisión de datos en la dirección contraria, es decir, de S a P. La frecuencia para la transmisión de datos de S a P es un múltiplo par de la frecuencia para la transmisión de datos de P a S. Los datos son transmitidos de S a P por fuera de los flancos de conmutación de la señal R.

En el ejemplo mostrado la tasa de transmisión de datos de S a P es cuatro veces mayor que la tasa de transmisión de P a S. Los datos 1 se transmiten por modulación de la señal rectangular con una alta frecuencia de, por ejemplo, 2 MHz, es decir, en forma de las llamadas ráfagas de alta frecuencia. Las ráfagas representadas b corresponden a la información. La información 0 se puede apreciar en que no se emite entonces ninguna ráfaga de alta frecuencia hacia el transmisor. Los datos transmitidos de esta manera de S a P se muestran a título de ejemplo en el diagrama b de la figura 1. Las flechas pequeñas dirigidas hacia arriba apuntan aquí a los respectivos lugares de la señal presente en el transmisor 1 en los que se encuentran las ráfagas de alta frecuencia asociadas a los datos transmitidos de S a P.

El esquema de bloques representado en la figura 2 muestra en el lado primario, para transmitir los datos de P a S, un modulador M_{P} que genera una secuencia de impulsos i modulada de conformidad con la información transmitida de P a S. A través de un puente en H pospuesto H_{P} y un pasabajos T_{P} se genera la señal de código de doble fase mostrada en el diagrama a de la figura 1 y se envía esta señal al lado primario del transmisor 1.

Asimismo, en el lado primario del transmisor está conectado un desmodulador D_{P} a través de un pasabanda B_{P}. Se evalúa así la información (diagrama b de la figura 1) presente en el transmisor y cargada en el lado secundario.

En el lado secundario, es decir, en el arrollamiento secundario del transmisor 1, están conectados unos consumidores eléctricos (no representados) que pueden ser conmutados por un interruptor de potencia L_{S} representado en forma simbólica. En el caso de un volante, el consumidor eléctrico es una calefacción del volante o un dispositivo de manos libres de un teléfono dispuesto en el volante. De este modo, la energía transmitida por el transmisor es distribuida hacia los consumidores en el lado secundario.

A través de un pasabajos T_{S} está conectado un desmodulador D_{S} mediante el cual se evalúa la información impartida a la señal de activación del transmisor. Esta información es idéntica a la información presente en el modulador M_{P}. Se consigue así el intercambio de información entre el lado primario y el lado secundario.

Por último, se encuentra un modulador M_{S} conectado con su lado secundario al transmisor a través de un pasaaltos H_{S}. De este modo, la información impartida por el lado secundario en forma de las ráfagas de alta frecuencia es modulada sobre la señal del transmisor 1 presente en el lado secundario. Esta señal es idéntica a la señal recibida en el desmodulador D_{P}. Se logra así la transmisión de datos del lado secundario al lado primario.

No se representa la sincronización de los moduladores M_{P} y M_{S}. Se consigue con ésta que la información transmitida del lado secundario al lado primario se imprima sobre esta señal fuera de los flancos de conmutación de la señal de código bifásico del lado primario. Se evitan de este modo perturbaciones que aparecen en los flancos de conmutación de la señal de código y se consigue un tráfico de datos inalterado entre el lado secundario y el lado primario.

Claims (5)

1. Procedimiento para la transmisión inalámbrica de energía y datos entre dos partes, con un transmisor tipo transformador constituido por un arrollamiento primario asociado a una de las partes y un arrollamiento secundario asociado a la otra parte, y con una señal portadora de forma rectangular en el lado primario, en donde la transmisión de datos del lado primario al lado secundario se realiza por modulación de amplitud y/o de fase de la señal portadora y la transmisión de datos del lado secundario al lado primario se realiza fuera de los flancos de conmutación de la señal portadora.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la transmisión de datos en una dirección se realiza con una frecuencia más alta que la transmisión de datos en la otra dirección.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque las frecuencias de transmisión de datos para las dos direcciones están en una relación par de una a otra.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la transmisión de datos del lado primario al lado secundario se efectúa en el modo de código bifásico.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la transmisión de datos del lado secundario al lado primario se realiza por medio de ráfagas de alta frecuencia.