无线耦合装置，用于通过NFC技术来同时与车辆通信并且从车辆对设置在布置于车辆内的车辆内部部件中的电子装置进行馈电。无线耦合装置包括位于车辆内的固定位置的第一端供电收发器。无线耦合装置还包括设置在其中设置有电子装置的车辆部件中的第二端受电收发器。无线耦合装置包括具有阻抗ZC的匹配电路。匹配电路连接至第一端天线或第二端天线，第一端天线或第二端天线具有第一端天线设计阻抗Z1da或第二端天线设计阻抗Z2da其分别比对应第一端天线理论阻抗Z1ta或第二端天线理论阻抗Z2ta更具电感性，以使得第一端天线设计阻抗Z1da与匹配电路的阻抗ZC的组合或第二端天线设计阻抗Z2da与匹配电路的阻抗ZC的组合匹配第一端天线理论阻抗Z1ta或第二端天线理论阻抗Z2ta。
【技术实现步骤摘要】
将车辆与电子装置耦合的无线耦合装置
本专利技术涉及将车辆和集成于安装在车辆内部的内部部件中的电子装置耦合的领域。更特别地，本专利技术涉及具有需要耦合至车辆以在车辆内部进行其馈电/供电和/或数据交换的电子装置如传感器、信号灯、照明设备、制动器等的那些内部部件。
技术介绍
车辆内部部件通常包含电子装置。这些电子装置必须耦合至车辆以为这些电子装置至少提供电馈电，并传输一些基本信息，如无源设备标识、简单命令指令或状态改变信息。有时，这些信息可能包括电子装置与车辆之间的更复杂的通信，从而使用例如CAN总线标准来交换更复杂的监视或命令数据。典型地，这些电子装置通过有线电路连接至车辆，有线电路涉及对于线的布局的复杂设计以及连接器的使用，从而增加了成本和重量。这些有线电路需要在车辆内部的更多可用空间，这样就会对车内的可居性产生不利影响，由于车辆结构固有的这些空间限制，这又需要很大的设计和实现努力。作为有线连接的替代方案，存在一些无线耦合装置，用于使电子装置与车辆CPU通信或用于对电子装置进行馈电。通常，这些无线耦合装置具有专用设计：用于传输电力，但不用于数据传输，像例如无线充电器；或者用于某种较复杂或较不复杂的纯数据交换，像例如蓝牙技术。专利US2017158063可以是用于车辆的无线充电系统的示例。该专利描述了用于车辆的基于使用电磁感应或共振来传输和接收电力的原理的无线充电系统。在该特定情况下，使用高电力传输来对应用于电动车辆的电池进行充电，并且该电力传输通过提高充电效率、回收在电池充电期间生成的部分热量来完成。在该专利中要求保护任何数据传输。专利US2014218189可以是现有技术的另一示例，在该情况下，用于通过蓝牙技术的数据传输。在该情况下，示出了用于数据传输的但没有显著的电力传输的装置。该专利描述了一种用于通过使用蓝牙技术在有源近场通信装置与无源近场通信装置之间交换的消息来提醒用户存在于车辆内的物品的设备。此外，EMC要求以及车内最大可接受辐射功率水平对用于电子车内部件的无线耦合装置的设计增加了更多的复杂性。在可能的无线耦合系统中，适用于车辆内饰的一种已知可能性是使用NFC技术。由于这种耦合的距离非常短，因而相对容易符合EMC要求，但这些系统的一个问题是它们通常不是为了传输大量的电力，并且因此它们不能传输足够的电力以对电子装置进行馈电。此外，与在其他环境中不同，在车辆中所引用的功能必须遵循非常苛刻的要求、约束和高通信质量水平来执行。保持如此高质量的信号水平通常通过使用定制的专用装置来实现。无线耦合需要调谐所选择的用于要耦合的两方——一方在车辆中，而另一方在装配有电子装置的车辆内部部件中——之间的数据传输的频率。这又需要匹配两端的阻抗。与此有关的一个问题是，一些因素可能引起两方的不同阻抗变化，并且因此引起针对所选择的传输频率的阻抗失配，而这会影响所传输的信号的质量和强度。其中，这些因素可能与两方之间的相对位置有关：主要是电子装置的天线与车辆的天线之间的距离；耦合装置在车辆内的放置；以及与此有关的是车辆的围绕耦合装置的金属部件的分布，这会使天线在这样的工作条件下的有效阻抗偏离它们的理论值，因而改变它们的相应收发器的总阻抗，并且这样会引起它们之间的失配，降低(dismiss)两方之间的耦合的质量和效率。其他因素可能与环境条件有关，如环境湿度和温度、部件老化、或要耦合的不同种类的内部部件和车辆模型。这意味着，一方面，总是存在关于理论行为的质量损失，另一方面，这样的无线装置必须根据车辆品牌和型号专门设计，缺乏标准化，这显着增加了开发复杂性和制造成本。
技术实现思路
本公开内容描述的装置意在解决用于将车辆与附接或集成在车辆内的车辆内部部件中的电子装置无线耦合的现有技术装置的缺点。无线耦合包括同时借助于RF信号在电子装置与车辆之间进行数据交换并且同时从所述车辆对电子装置进行馈电。同时，该装置将标准化程度最大化，从而以该方式将使同一无线耦合装置适配于不同设计或配置或者补偿由于组件的老化或环境因素而引起的阻抗偏差所需的额外的花费和设计工作最小化。本专利技术提供了一种基于NFC(近场通信)技术的以给定传输频率工作的无线耦合装置。本专利技术的第一方面涉及一种无线耦合装置，其包括:第一端供电收发器，其位于车辆内的固定位置中并且当以传输频率工作时显示出特定第一端阻抗Z1，以及第二端受电收发器，其被配置成设置在其中设置有电子装置的车辆内部部件中，所述电子装置连接至第二端受电收发器。第二端受电收发器被配置成在由第一端供电收发器的第一端天线发射的射频范围内操作。第二端受电收发器当以传输频率工作时显示出特定第二端阻抗Z2。第一端供电收发器包括：能够电连接至车辆的布线系统的连接装置，第一端ECU，第一端RF收发装置，第一端EMC滤波器，以及在传输频率下具有第一端天线理论阻抗Z1ta的第一端天线。第二端受电收发器包括：第二端RF收发装置；以及在传输频率下显示出特定的第二端天线理论阻抗Z2ta的第二端天线；根据本专利技术，无线耦合装置包括具有阻抗Zc的匹配电路，所述匹配电路被布置成补偿由于实际工作条件而引起的与第一端理论阻抗Z1ta的任何偏差或与第二端理论阻抗Z2ta的任何偏差。匹配电路连接至第一端天线或者连接至第二端天线，所述第一端天线或所述第二端天线分别具有第一端天线设计阻抗Z1da或第二端天线设计阻抗Z2da，所述第一端天线设计阻抗Z1da或所述第二端天线设计阻抗Z2da比对应的第一端天线的理论阻抗Z1ta或第二端天线的理论阻抗Z2ta更具电感性，以使得第一端天线的设计阻抗Z1da与匹配电路的阻抗ZC的组合或者第二端天线的设计阻抗Z2da与匹配电路的阻抗ZC的组合匹配第一端天线理论阻抗Z1ta或第二端天线理论阻抗Z2ta。因此，第一端收发器或第二端收发器内的所有阻抗均针对其理论上的设计条件被再平衡，从而使第一端阻抗Z1与第二端阻抗Z2匹配并且以该方式优化在实际工作条件下的耦合质量和效率。匹配电路包括至少第一电容性元件。在本文中，术语“供电”指的是收发器提供电力/能量以对在本文中被称为“受电收发器”的远程收发器进行馈电的能力或功能。据此，第一端供电收发器一定程度上由车辆的电力系统进行馈电，并且其电力的一部分被无线传输至第二端受电收发器，并且因此传输至连接至该第二端受电收发器的电子装置。在一些实施方式中，第二端受电收发器可以包括用于处理来自车辆或来自连接至第二端受电收发器的电子装置的命令和数据的第二端ECU。在一些实施方式中，第一端供电收发器的第一端ECU包括第一端RF收发装置。与电子装置相关联的车辆内部部件可以是能够从车辆拆卸的，以用于维修或替换目的，或者用于允许乘客根据他们的使用偏好来放置车辆内部部件。在一些实施方式中，数据交换包括从车辆发送至车辆内部部件的电子装置的数据和/或指令。在一些实施方式中，数据交换包括从车辆内部部件的电子装置发送至车辆的数据和/或指令。在一些实施方式中，数据交换包括以双向方式进行的数据和/或指令交换。在一些实施方式中，第一端供电收发器可以被配置成被动式(passively)地检测和/或识别第二端受电收发器，并且因此当相应的内部部件耦合至车辆时检测和/或识别相应的内部部件，也就是说，无需来自第二端受电收发器的任何主动数据传输本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于NFC技术的以给定传输频率工作的无线耦合装置，用于将车辆与设置在车辆内部部件中的电子装置(30)耦合，以同时从所述车辆对所述电子装置(30)进行馈电以及在所述车辆与所述电子装置(30)二者之间进行数据交换，所述无线耦合装置包括：第一端供电收发器(10)，其位于所述车辆内的固定位置中并且当以所述传输频率工作时显示出特定第一端阻抗Z1，所述第一端供电收发器(10)包括：能够电连接至所述车辆的布线系统的连接装置(12)，第一端ECU(11)，第一端RF收发装置(14)，第一端EMC滤波器(16)，以及在所述传输频率下具有第一端天线理论阻抗Z1ta的第一端天线(102)；第二端受电收发器(20，20’)，其被配置成设置在其中设置有所述电子装置(30)的所述车辆内部部件中，所述电子装置(30)连接至所述第二端受电收发器(20，20’)；并且所述第二端受电收发器(20，20’)当以所述传输频率工作时显示出特定第二端阻抗Z2，所述第二端受电收发器(20，20’)被配置成在由所述第一端供电收发器(10)的所述第一端天线(102)发射的射频范围内操作，所述第二端受电收发器(20，20’)包括：第二端RF收发装置(24)，以及在所述传输频率下具有第二端天线理论阻抗Z2ta的第二端天线(202)；其中，所述无线耦合装置还包括具有阻抗ZC的匹配电路(15)，所述匹配电路(15)被布置成补偿由于实际工作条件而引起的与所述第一端天线理论阻抗Z1ta的任何偏差或与第二端天线理论阻抗Z2ta的任何偏差，所述匹配电路(15)连接至所述第一端天线(102)或者连接至所述第二端天线(202)，所述第一端天线(102)或所述第二端天线(202)分别具有第一端天线设计阻抗Z1da或第二端天线设计阻抗Z2da，所述第一端天线设计阻抗Z1da或所述第二端天线设计阻抗Z2da比对应的所述第一端天线理论阻抗Z1ta或所述第二端天线理论阻抗Z2ta更具电感性，以使得所述第一端天线设计阻抗Z1da与所述匹配电路(15)的所述阻抗ZC的组合或者所述第二端天线设计阻抗Z2da与所述匹配电路(15)的所述阻抗ZC的组合匹配所述第一端天线理论阻抗Z1ta或所述第二端天线理论阻抗Z2ta。...
【技术特征摘要】
2017.07.03 EP 17382428.51.一种基于NFC技术的以给定传输频率工作的无线耦合装置，用于将车辆与设置在车辆内部部件中的电子装置(30)耦合，以同时从所述车辆对所述电子装置(30)进行馈电以及在所述车辆与所述电子装置(30)二者之间进行数据交换，所述无线耦合装置包括：第一端供电收发器(10)，其位于所述车辆内的固定位置中并且当以所述传输频率工作时显示出特定第一端阻抗Z1，所述第一端供电收发器(10)包括：能够电连接至所述车辆的布线系统的连接装置(12)，第一端ECU(11)，第一端RF收发装置(14)，第一端EMC滤波器(16)，以及在所述传输频率下具有第一端天线理论阻抗Z1ta的第一端天线(102)；第二端受电收发器(20，20’)，其被配置成设置在其中设置有所述电子装置(30)的所述车辆内部部件中，所述电子装置(30)连接至所述第二端受电收发器(20，20’)；并且所述第二端受电收发器(20，20’)当以所述传输频率工作时显示出特定第二端阻抗Z2，所述第二端受电收发器(20，20’)被配置成在由所述第一端供电收发器(10)的所述第一端天线(102)发射的射频范围内操作，所述第二端受电收发器(20，20’)包括：第二端RF收发装置(24)，以及在所述传输频率下具有第二端天线理论阻抗Z2ta的第二端天线(202)；其中，所述无线耦合装置还包括具有阻抗ZC的匹配电路(15)，所述匹配电路(15)被布置成补偿由于实际工作条件而引起的与所述第一端天线理论阻抗Z1ta的任何偏差或与第二端天线理论阻抗Z2ta的任何偏差，所述匹配电路(15)连接至所述第一端天线(102)或者连接至所述第二端天线(202)，所述第一端天线(102)或所述第二端天线(202)分别具有第一端天线设计阻抗Z1da或第二端天线设计阻抗Z2da，所述第一端天线设计阻抗Z1da或所述第二端天线设计阻抗Z2da比对应的所述第一端天线理论阻抗Z1ta或所述第二端天线理论阻抗Z2ta更具电感性，以使得所述第一端天线设计阻抗Z1da与所述匹配电路(15)的所述阻抗ZC的组合或者所述第二端天线设计阻抗Z2da与所述匹配电路(15)的所述阻抗ZC的组合匹配所述第一端天线理论阻抗Z1ta或所述第二端天线理论阻抗Z2ta。2.根据权利要求1所述的无线耦合装置，其中，所述第二端受电收发器(20，20’)包括第二端ECU(21)。3.根据任一前述权利要求所述的无线耦合装置，其中，所述车辆内部部件能够从所述车辆拆卸。4.根据任一前述权利要求所述的无线耦合装置，其中，所述第一端供电收发器(10)与所述第二端受电收发器(20，20’)之间的数据交换包括从所述车辆到所述车辆内部部件的所述电子装置(30)的数据和/或指令传输。5.根据任一前述权利要求所述的无线耦合装置，其中，在所述第二端受电收发器(20，20’)与所述第一端供电收发器(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔瓦罗·佩雷斯瓦莱若，奥斯卡·加西亚佩雷斯，
申请(专利权)人：安东林工程集团公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES
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