DE10338823A1

DE10338823A1 - Daten- und Energieübertragungssysteme für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE10338823A1
Application number: DE2003138823
Authority: DE
Inventors: Altan Temiz; Heiko Hartmann; Andrea Hoffmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2005-03-24

Abstract

Die Übertragung von Energie und Datensignalen im Kraftfahrzeug soll verbessert werden. Hierzu sind drahtlose Übertragungssysteme vorgesehen. So kann beispielsweise die Energie mittels induktiver Kopplung in die Türen (T1 bis T5) eingebracht werden. Steuerdaten können mit Hilfe eines CAN-Bluetooth-Interface (CBI) per Funk an die jeweiligen Steuergeräte (SG1 bis SG5) der Türen übertragen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Übertragungssystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

In heutigen Serienfahrzeugen werden für die Kommunikation drahtgebundene Bussysteme, wie z. B. CAN und MOST, zur Vernetzung der Steuergeräte eingesetzt. Moderne Kraftfahrzeuge nutzen bis zu 100 Steuergeräte zur Erfüllung der Fahrsicherheit und des Fahrkomforts. Die Vernetzung dieser hohen Anzahl an Steuergeräten ist mit einem entsprechenden Verkabelungsaufwand verbunden. Bei der Verkabelung können Fehler beispielsweise durch Kabelbrüche oder Defekte an Verbindungskontakten auftreten.

Als spezielles Beispiel sei hier die Türverkabelung angeführt. Üblicherweise wird durch die Träger der Fahrzeuge eine Leitungsverbindung zur Tür hin verlegt. Dies erfolgt unter hohem Montageaufwand und darüber hinaus ist eine derartige Leitungsverbindung wartungsanfällig. Die Übertragung elektrischer Größen wie Energie und Datensignale erfolgt leitungsgebunden. Dabei werden die Datensignale häufig mit CAN-Bussen übertragen.

In diesem Zusammenhang ist aus den Dokumenten EP 0 648 166 B1 , DE 693 30 322 T2 , DE 38 81 637 T2 , DE 43 44 071 A1 und DE 198 32 911 A1 bereits die prinzipielle Möglichkeit bekannt, Energie oder Daten drahtlos zu übertragen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Energie und/oder Daten in einem Kraftfahrzeug ohne großen Verkabelungsaufwand zu übertragen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Übertragungssystem nach Anspruch 1. Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Übertragungssystems und des entsprechenden Übertragungsverfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch diese drahtlose Technologie sinkt der Verkabelungsaufwand, der für die hohe Anzahl an Steuergeräten in einem Kraftfahrzeug notwendig ist. Ferner können durch die drahtlose Übertragungstechnologie in vorteilhafter Weise nun Fehler bei der Verkabelung beispielsweise durch Kabelbrüche oder Defekte an Verbindungskontakten verhindert werden.

Eine Möglichkeit für die Realisierung eines drahtlosen Bussystems in einem Automobil wäre die Implementierung nach dem Bluetooth-Standard. Die hervorzuhebenden Merkmale von Bluetooth sind das robuste Übertragungsverhalten, das Aufbauen von Adhoc-Netzwerken bzw. das Bereitstellen von Diensten, die Datensicherheit und das Powermanagement.

Bei der Verwendung einer Funktechnologie ist zu beachten, dass sie nicht oder nur sehr eingeschränkt in sicherheitsrelevanten Bereichen aufgrund der dort herrschenden Echtzeitanforderungen einsetzbar ist. Daher bietet sieh im Automobil der Komfortbereich als Einsatzort für eine drahtlose Kommunikation an. Die Anwendungen der Komfortelektronik sind z. B. Lampensteuerung, Klimaregelung, Sitz-, Spiegel- und Fensterverstellung usw.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen drahtlosen Bussystems in einem Kraftfahrzeug darstellt.
Das nachfolgende Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Das erfindungsgemäße System zur drahtlosen Übertragung von Energie und von Daten kann sehr vorteilhaft bei Kraftfahrzeugtüren eingesetzt werden. Dadurch ergäbe sich eine sogenannte „kontaktlose Tür". Dies bedeutet, dass die Kontakte an den Türen entfallen können.
In die Tür eines Kraftfahrzeugs sind gegebenenfalls Energie, Steuersignale und Audiosignale zu übertragen. Dabei stehen die Steuer- bzw. Datensignale typischerweise in einem CAN-Bus bereit.
Bei einer konkreten Ausführungsform kann die Energie über induktive Kopplung übertragen werden, wobei die hierzu notwendigen Bauelemente beispielsweise in die Fahrertür und die A-Säule eingebaut werden.
Die Übertragung der Steuersignale erfolgt über eine CAN/Bluetooth-Kopplung. Zur induktiven Energieübertragung bedarf es primärseitig zunächst eines Wechselrichters und einer entsprechenden Regelungselektronik. Auf der Sekundärseite wird der induktiv übertragene Wechselstrom mittels eines Gleichrichters gleichgerichtet und den entsprechenden Komponenten in geeigneter Form zur Verfügung gestellt. Die Übertragungsspule zur Übertragung des Wechselstroms kann in der A-Säule im Bereich des türseitigen Scharnierschenkels des oberen Türscharniers angeordnet werden. Die Übertragung der Audiosignale erfolgt hier digital über ein Wireless-LAN.
Das in der Figur wiedergegebene Blockschaltbild zeigt die einzelnen Türen T1 bis T5 eines Kraftfahrzeugs. Jede dieser Türen besitzt ein eigenes Steuergerät SG1 bis SG5 mit einer entsprechenden Funkempfangseinrichtung, die jeweils durch eine Antenne angedeutet ist.
Darüber hinaus sind in dem Kraftfahrzeug mehrere Bussysteme für das Infotainment I, die Vehicle Control VC und die Komfortsteuerung K über ein Gateway G gekoppelt. Die Komfortsteuerung K besitzt ein CAN-Bluetooth-Interface CBI, so dass die Daten des CAN-Busses gemäß dem Bluetooth-Standard drahtlos an die Türen T1 bis T5 bzw. deren Steuergeräte SG1 bis SG5 übertragen werden können.
In ähnlicher Weise werden die Audiosignale drahtlos über ein Wireless-LAN übertragen. Dadurch können die Lautsprecherverbindungskabel von der Zentrale zu jedem einzelnen Lautsprecher bzw. Verstärker entfallen. Dies ist insbesondere bei komfortabel ausgestatteten PKWs von Vorteil, die über eine Vielzahl von Audiokomponenten wie beispielsweise Tieftöner, Mittelhochtöner, Hochtöner, Centerlautsprecher, VNC-Mikrofon, Subwoofer und Surround-Lautsprecher verteilt im gesamten Innenraum des Kraftfahrzeugs verfügen.
Durch die drahtlose Übertragung kann auch ein zentraler Leistungsverstärker durch Sendestationen mit geringem Energiebedarf (z. B. kleiner 1 Ampere) ersetzt werden. Ferner können Versorgungskabel mit großem Querschnitt und Frequenzweichenmodule entfallen. Ein besonderer Vorteil der drahtlosen Übertragung liegt auch darin, dass eine Autotür einschließlich aller Audiokomponenten vorkonfektioniert werden kann.
Insgesamt ergibt sich durch die drahtlose Übertragung von Energie, Steuersignalen und Audiosignalen ein Benefiz hinsichtlich des Montageaufwands, der Wartung und der Modulprüfung.

CBI: CAN-Bluetooth-Interface
G: Gateway
I: Infotainment
K: Komfortsteuerung
SG1, SG2, SG3, SG4, SG5: Steuergeräte
T1, T2, T3, T4, T5: Türen
VC: Vehicle Control

Claims

Übertragungssystem zur Übertragung von Daten und/oder Energie in einem Kraftfahrzeug insbesondere über ein Bussystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung drahtlos durchführbar ist.
Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (CBI) und Empfänger (SG1 bis SG5) des Übertragungssystems in voneinander verschiedenen und zueinander beweglichen Komponenten des Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der zueinander beweglichen Komponenten eine Kraftfahrzeugtür (T1 bis T5) ist.
Übertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen CAN-Bus zur Datenübertragung besitzt.
Übertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Bluetooth-Schnittstelle besitzt, mit dessen Hilfe die Daten übertragbar sind.
Übertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten Audiodaten umfassen.
Übertragungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Wireless-LAN zur Übertragung von Audiodaten besitzt.
Übertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie induktiv übertragbar ist.
Übertragungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energieübertragungseinrichtung vorhanden ist, die einen Wechselrichter und eine Regelungselektronik primärseitig sowie einen Gleichrichter sekundärseitig aufweist.
Verfahren zur Übertragung von Daten und/oder Energie in einem Kraftfahrzeug insbesondere über ein Bussystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung drahtlos durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung mittels eines drahtlosen Bussystems erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung nach dem Bluetooth-Standard erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung von Audiodaten über ein Wireless-LAN erfolgt.