BRPI0806489A2 - conexões para alimentação e dados para um veìculo e um ou mais dispositivos eletrÈnicos, para permitir a transferência de energia elétrica de uma alimentação de energia e dados entre um ou mais dispositivos eletrÈnicos, e, para um veìculo e um ou mais dispositivos elétricos - Google Patents
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Abstract
CONEXõES PARA ALIMENTAçãO E DADOS PARA UM VEìCULO E UM OU MAIS DISPOSITIVOS ELETRÈNICOS, PARA PERMITIR A TRANSFERNCIA DE ENERGIA ELéTRICA DE UMA ALIMENTAçãO DE ENERGIA E DADOS ENTRE UM OU MAIS DISPOSITIVOS ELETRÈNICOS, E, PARA UM VEìCULO E UM OU MAIS DISPOSITIVOS ELéTRICOS Uma conexão para alimentação e dados para um veículo e um ou mais dispositivos eletrónicos é provida. A conexão para alimentação e dados compreende um conector de comunicação de dados e um terminal. O conector de comunicação de dados inclui um aterramento de caixa e é adaptado para permitir comunicação de dados em direção e proveniente do veículo. O terminal é suportado pelo aterramento de caixa e operável para fornecer energia elétrica do veículo para os dispositivos eletrónicos simultaneamente com o conector de comunicação de dados permitindo comunicação de dados em direção e proveniente do veículo.
Description
"CONEXÕES PARA ALIMENTAÇÃO E DADOS PARA UM VEÍCULO E UM OU MAIS DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS, PARA PERMITIR A TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA ELÉTRICA DE UMA ALIMENTAÇÃO DE ENERGIA E DADOS ENTRE UM OU MAIS DISPOSITIVOS 5 ELETRÔNICOS, E, PARA UM VEÍCULO E UM OU MAIS DISPOSITIVOS ELÉTRICOS"
ANTECEDENTES
1. Campo Técnico
As formas de realização da presente invenção referem-se, em geral, à conexão de alimentação de energia e comunicação de dados em veículos.
2. Técnica Antecedente
Vários veículos produzidos hoje em dia incluem uma conexão de ponto de energia para alimentar energia a qualquer número de dispositivos elétricos colocados em um veículo por um usuário. Tais dispositivos podem incluir um telefone celular, tocador de DVD portátil, laptops pessoais, tocadores de disco compacto, etc. A conexão de ponto de energia compreende um plugue de ponto de energia e receptáculo posicionados no painel de instrumentos do veículo ou outra parte interior do veículo. A conexão de ponto de energia é acoplada a uma alimentação de energia no veículo. No passado, estas conexões de ponto de energia foram usadas para inflamar os isqueiros quando os fabricantes de carros colocaram tais isqueiros em veículos. As conexões de ponto de energia convencionais são grandes e consomem uma grande quantidade de área de superfície no painel de instrumentos ou outra parte no interior do veículo. Por exemplo, a conexão de ponto de energia pode consumir 30 mm a 40 mm de espaço no painel de instrumentos ou em outras partes do acabamento interior para permitir para uso pelos usuários. Conexões convencionais de ponto de energia são limitadas a alimentar energia para carregar e energizar os dispositivos elétricos trazidos no veículo pelo usuário.
Com o advento dos protocolos de comunicação de dados e o uso de tal comunicação com qualquer número de dispositivos elétricos, fabricantes de carros hoje em dia podem ser compelidos a proporcionar uma arquitetura que suporta um protocolo de comunicação de dados enquanto continuando a alimentar uma ampla quantidade de energia necessária para carregar e operar os dispositivos eletrônicos. Protocolos de Barramento Serial Universal (USB) tornaram-se predominantes em vários dispositivos eletrônicos de uso pelos consumidores. Tais dispositivos podem incluir laptops, assistentes digitais pessoais (PDAs), câmeras digitais, tocadores de MP3, mouses, teclados, telefones celulares, impressoras, máquinas de fax, etc. Enquanto o uso de USB tornou-se predominante, o protocolo de USB é limitado na quantidade de energia que pode ser alimentada a qualquer um ou mais dispositivos eletrônicos através de um conector USB. Devido a tais limitações, o conector USB não pode ser usado para energizar e/ou carregar vários dispositivos eletrônicos geralmente acoplados a um veículo através da conexão de ponto de energia.
Consequentemente, seria desejável para prover uma conexão para alimentação e dados combinada para suportar comunicação de dados entre dispositivos eletrônicos acoplados a um veículo e para atender a maiores exigências de energia a fim de carregar e energizar os dispositivos eletrônicos. Seria também desejável reduzir o tamanho da conexão de ponto de energia para preservar espaço no painel de instrumentos e/ou outras partes do acabamento que suportam as conexões de ponto de energia usadas em veículos hoje em dia.
SUMÁRIO
Em uma forma de realização não limitativa, provê-se uma conexão para alimentação e dados para um veículo e um ou mais dispositivos eletrônicos. A conexão para alimentação e dados compreende um conector de comunicação de dados e um terminal. O conector de comunicação de dados inclui um aterramento de caixa e é adaptado para permitir comunicação de dados em direção para e proveniente do veículo. O terminal é suportado pelo atérramento de caixa e operável para alimentar energia elétrica do veículo para os dispositivos eletrônicos simultaneamente com o conector de comunicação de dados permitindo a comunicação de dados em direção e proveniente do veículo .
Em outra forma de realização não limitativa, provê-se uma conexão para alimentação e dados para permitir a transferência de energia elétrica de uma alimentação de energia e dados entre um ou mais dispositivos eletrônicos. A conexão para alimentação e dados compreende um conector de comunicação de dados, um terminal e um disjuntor. O conector de comunicação de dados inclui um aterramento de caixa e é adaptado para permitir a comunicação de dados em direção e proveniente dos dispositivos elétricos. O terminal é suportado pelo aterramento de caixa e é operável para alimentar energia elétrica a partir da alimentação de energia para os dispositivos eletrônicos simultaneamente com o conector de comunicação de dados permitindo comunicação de dados entre os dispositivos eletrônicos. O disjuntor é operável para desconectar a energia elétrica proveniente do terminal para os dispositivos elétricos enquanto continuando a deixar o conector de comunicação de dados permitir a comunicação de dados entre os dispositivos elétricos.
Em outra forma de realização não limitativa, provê-se uma conexão para alimentação e dados para um veículo e um ou mais dispositivos elétricos. A conexão para alimentação e dados compreende um conector Barramento Serial Universal (USB). O conector USB inclui um aterramento de caixa e é adaptado para permitir a comunicação de dados em direção e proveniente do veículo e o aterramento de caixa inclui partes interiores e exteriores. O terminal é suportado pela parte exterior do aterramento de caixa e é operável para alimentar energia elétrica do veículo para os dispositivos eletrônicos simultaneamente com o conector USB permitindo a comunicação de dados em direção e proveniente do veículo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Figura 1 ilustra um conector de comunicação de dados de acordo com uma forma de realização da presente invenção;
Figura 2 ilustra uma vista de topo do conector de comunicação de dados;
Figura 3 ilustra uma conexão para alimentação e dados de acordo com uma forma de realização da presente invenção posicionada em um painel de instrumentos;
Figura 4 ilustra um soquete de acordo com uma forma de realização da presente invenção;
Figura 5 ilustra uma conexão para alimentação e dados de acordo com uma forma de realização da presente invenção;
Figura 6 ilustra a conexão para alimentação e dados com um disjuntor posicionado no soquete; e
Figura 7 ilustra o conector de conexão de dados com um disjuntor.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA(S) FORMA(S) DE REALIZAÇÃO PREFERIDA(S)
Com referência à Figura 1, um diagrama de um conector de comunicação de dados 100 é mostrado de acordo com uma forma de realização da presente invenção. O conector de comunicação de dados 100 inclui um terminal 102 e um aterramento de caixa 104. O aterramento de caixa 104 inclui partes interiores e exteriores. O terminal 102 é suportado pela parte exterior do aterramento de caixa 104 e é geralmente flexível. Circuitagem de linha de base (não mostrada) é posicionada na parte interior do aterramento de caixa 104 e é configurada para alimentar energia elétrica de linha de base a dispositivos eletrônicos e transferir dados digitais em direção e proveniente de dispositivos eletrônicos. O terminal 102 e o aterramento de caixa 104 atuam juntos para prover um nível de energia adicional para um ou mais dispositivos eletrônicos acoplados ao conector de comunicação de dados 100 enquanto permitindo à circuitagem de linha de base do conector de comunicação de dados continuar a permitir a comunicação de dados entre os dispositivos eletrônicos. Em um exemplo não limitativo, se um aterramento dedicado for necessário além do aterramento de caixa 104, o aterramento dedicado pode ser adicionado ao outro lado da parte exterior do aterramento de caixa 104 oposto ao terminal 102.
Um espaçador 106 é posicionado entre o terminal 102 e o aterramento de caixa 104 para isolar o terminai 102 do aterramento de caixa 104. O espaçador 106 pode ser feito de qualquer material não condutor. Em um exemplo não limitativo, o espaçador 106 pode ser feito de plástico ou borracha. O tipo de material usado para construir o espaçador 106 pode ser variado para atender aos critérios de desenho de uma implementação particular. O espaçador 106 pode ser acoplado à parte exterior do aterramento de caixa 104 por adesivo ou cola. Em geral, o espaçador 106 pode ser acoplado ao aterramento de caixa 104 em vários diferentes modos. O método de fixação particular usado para acoplar o espaçador 106 ao aterramento de caixa 104 pode ser variado para atender aos critérios de desenho de uma implementação particular. O espaçador 106 inclui um sistema travador 108 para acoplar o terminal 102 ao espaçador 106.
Figura 2 geralmente ilustra a vista de topo do conector de comunicação de dados 100. O dispositivo de travamento 106 inclui uma nervura de retenção 110 e um canal 112. O canal 112 é posicionado abaixo da nervura de retenção 110. Uma extremidade do terminal 102 é disposta no canal 112 do espaçador 106. Para acoplar o terminal 102 ao espaçador 106, uma extremidade do terminal 102 pode ser posicionada no canal 112 do espaçador 106 e embaixo da nervura de retenção 110. A posição particular da nervura de retenção IlOeo canal 112 no espaçador 106 pode ser variada para atender aos critérios de desenho de uma implementação particular. Em um exemplo não limitativo, a disposição de travamento 108 pode ser um adesivo que é aplicado a uma parte do terminal a fim de acoplar o terminal 102 ao espaçador 106. Em geral, o dispositivo de travamento 108 é configurado para assegurar que o terminal 102 permaneça em uma orientação particular enquanto o conector de comunicação de dados 100 está sendo casado.
Com referência à Figura 3, mostra-se um diagrama de uma conexão para alimentação e dados de acordo com uma forma de realização da presente invenção. A conexão para alimentação e dados inclui um soquete 118 e o conector de comunicação de dados 100. Enquanto a Figura 3 geralmente ilustra a conexão para alimentação e dados posicionada no painel de instrumentos do veículo, a conexão para alimentação e dados pode estar posicionada em qualquer localização no veículo. Em um exemplo não limitativo, a conexão para alimentação e dados pode estar disposta em um console central (não mostrado) do veículo. Em outro exemplo não limitativo, a conexão para alimentação e dados pode estar posicionada no acabamento interior localizado nas portas frontais do motorista e passageiro. A localização da conexão para alimentação e dados no veículo pode ser variada para atender aos critérios de desenho de uma implementação particular. O conector de comunicação de dados 100 e o soquete 118 podem incluir qualquer número de dispositivos de indexação para assegurar que o conector de comunicação de dados 100 esteja casado com o soquete 118 na orientação desejada. Tais disposições de indexação podem assegurar que o terminal 102 não entra em contato com o terminal de aterramento 124 quando o conector de comunicação de dados 100 é casado com o soquete 118.
Com referência à Figura 4, mostra-se um diagrama do soquete 118 de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Como notado em conexão com a Figura 3, o soquete 118 pode estar posicionado em qualquer número de áreas no veículo. O soquete 118 inclui um terminal de alimentação de energia 122 e um terminal de aterramento 124. O terminal de energia 122 do soquete 120 é configurado para engatar de forma deslizante o terminal 102 e o terminal de aterramento 124 do soquete 120 é configurado para engatar de forma deslizante o aterramento de caixa 104. O terminal de aterramento 124 pode ser acoplado a qualquer número de aterramentos localizados por todo o veículo. O terminal de energia 122 pode ser acoplado a uma fonte positiva de corrente elevada tal como uma alimentação de bateria.
A alimentação de bateria pode ser uma alimentação de energia de 12 volts. O terminal de energia 122 pode passar a alimentação de 12V para o terminal 102. O terminal 102 permite ao conector de comunicação de dados 100 prover um nível de energia aumentado quando comparado à energia de linha de base provida pela circuitagem de linha de base do conector de comunicação de dados 100. Em um exemplo não limitativo, o terminal 102 pode ser configurado para alimentar até 10A de corrente a qualquer um ou mais dispositivos eletrônicos acoplados ao conector de comunicação de dados 100. A circuitagem de linha de base do conector de comunicação de dados 100 pode ser limitada para alimentar até 3 A de corrente.
Em um exemplo não limitativo, o conector de comunicação de dados 100 pode ser implementado como um conector Barramento Serial Universal (USB). O conector USB geralmente inclui uma interface de pino de dois níveis e é configurada para alimentar energia de linha de base de 2,5 Watts. O terminal 102 é configurado para adicionar até 120 Watts de potência em adição aos 2,5 Watts de potência alimentados pelo conector de comunicação de dados 100. O terminal de energia 102 pode ter uma taxa de corrente de até 10 Amps.
Com referência à Figura 5, mostra-se uma conexão para alimentação e dados de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Como notado em conexão com a Figura 4, o terminal de aterramento 124 engata de forma deslizante o aterramento de caixa 104 para estabelecer aterramento e o terminal de energia 122 engata de forma deslizante o terminal 102. O terminal de aterramento 124 inclui uma parte curvada 130. A parte curvada 130 é configurada para flexionar em direção ao terminal de energia 122. Conforme o usuário insere o conector de comunicação de dados 100 no soquete 118, a parte curvada 130 é posicionada ao longo do terminal de aterramento 124 tal que contato é feito entre a parte curvada 130 e o aterramento de caixa 104 antes de contato ser feito entre o terminal 102 e o terminal de energia 122. Tal configuração isola o terminai 102 proveniente do aterramento e elimina o potencial de encurtar o terminal 102 para aterramento. A parte curvada 130 também reduz a ocorrência de uma descarga eletroestática (ESD) de ocorrer quando qualquer um ou mais do dispositivos eletrônicos são acoplados ao veículo através da conexão para alimentação e dados.
Enquanto o terminal 102 é acoplado para o espaçador 106 através do dispositivo de travamento 106, uma parte do terminal 102 flexiona-se para fora do espaçador 106 de tal forma que a parte flexionada do terminal 102 aplica uma força contra o terminal de energia 122 para assegurar contato com o terminal de energia 122 quando o conector de comunicação de dados 100 é casado com o soquete 118.
Com referência à Figura 6, mostra-se um diagrama ilustrando a conexão para alimentação e dados tendo um disjuntor de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Um disjuntor 150 é colocado em série com o terminal de energia 122. O disjuntor 150 desconecta a alimentação de energia de bateria do terminal de energia 122 no evento em que muita corrente está sendo consumida. O conector de comunicação de dados 100 pode continuar a alimentar energia de linha de base e permitir a comunicação de dados entre um ou mais dispositivos eletrônicos e o veículo quando o disjuntor 150 desconecta a alimentação de energia de bateria do terminal de energia 122.
Com referência à Figura 7, mostra-se um diagrama ilustrando a conexão para alimentação e dados tendo um disjuntor de acordo com outra forma de realização da presente invenção. O disjuntor 150 pode ser posicionado sobre o conector de comunicação de dados 100 e colocado em série com o terminal 102. O disjuntor 150 desconecta a alimentação de energia de bateria do terminal 102 no evento em que muita corrente está sendo consumida. O conector de comunicação de dados 100 pode continuar a alimentar energia de linha de base e permitir comunicação de dados entre um ou mais dispositivos eletrônicos e o veículo quando o disjuntor 150 desconecta a alimentação de energia de bateria do terminal 102.
Em um exemplo não limitativo, o disjuntor 150 pode ser implementado como um disjuntor baseado em fusível reiniciável. Em outro exemplo não limitativo, o disjuntor 150 pode ser implementado como um disjuntor de coeficiente térmico positivo reiniciável (PTC). O disjuntor PTC pode ser posicionado em torno do terminal 102 ou do terminal de energia 122 de tal forma que o PTC detecta a quantidade de corrente que é passada entre o terminal 102 ou o terminal de energia 122 conforme energia elétrica está sendo transmitida da fonte de energia a qualquer um ou mais dos dispositivos eletrônicos. No evento do disjuntor PTC detectar que muita corrente está sendo passada através do terminal 102 ou do terminal de energia 122, o disjuntor PTC inclui uma matriz de polímero que expande conforme mais calor é conduzido devido ao consumo de corrente aumentado ocorrendo entre o terminal 102 e o terminal de energia 122. A resistência do disjuntor PTC aumenta conforme a quantidade de calor detectada aumenta. Em resposta a tal consumo de corrente aumentado, o disjuntor de PTC alcança um alto nível de resistência e evita outro consumo de corrente.
Apesar do melhor modo de realização da invenção ter sido descrito em detalhes, os versados com a técnica a que esta invenção pertence reconhecerão vários projetos e formas de realização alternativas para praticar a invenção como definida pelas seguintes reivindicações.
Claims (20)
1. Conexão para alimentação e dados para um veículo e um ou mais dispositivos eletrônicos, a conexão caracterizada pelo fato de compreender: um conector de comunicação de dados tendo um aterramento da caixa e adaptado para permitir comunicação de dados em direção e proveniente do veículo; e um terminal suportado pelo aterramento de caixa e operável para alimentar energia elétrica proveniente do veículo para os dispositivos eletrônicos simultaneamente com o conector de comunicação de dados permitindo a comunicação de dados em direção e proveniente do veículo.
2. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o aterramento de caixa inclui partes interiores e exteriores e o terminal é suportado pela parte externa do aterramento de caixa.
3. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a parte interior do aterramento de caixa suporta circuitagem de linha de base para alimentar energia de linha de base associada com a comunicação de dados e permitir a comunicação de dados em direção e proveniente do veículo.
4. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ainda compreender um espaçador posicionado entre o terminal e o aterramento de caixa para evitar que o terminal entre em contato com o aterramento de caixa .
5. Conexão para alimentação e dados de acordo com reivindicação 4, caracterizada pelo fato de ainda compreender uma disposição de travamento posicionada no espaçador para acoplar o terminal ao espaçador.
6. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ainda compreender um soquete tendo terminais de energia e aterramento dispostos no interior do veículo e o terminal de energia é adaptado para engatar de forma deslizante o terminal e o terminal de aterramento é adaptado para engatar de forma deslizante o aterramento de caixa.
7. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de o terminal de aterramento inclui uma parte curvada que é flexionada para dentro de tal forma para permitir contato ser feito entre o terminal de aterramento e o aterramento de caixa primeiro antes do contato ser feito entre o terminal e o terminal de energia quando o terminal de aterramento engata o aterramento de caixa e o terminal de energia engata o terminal.
8. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de o terminal ser flexível e uma parte do terminal ser flexionada para fora de tal forma para permitir ao terminal aplicar uma força de travamento contra o terminal de energia enquanto casando o conector de comunicação de dados com o soquete.
9. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ainda compreender um disjuntor disposto em torno do terminal e operável para desconectar energia elétrica proveniente do terminal para os dispositivos elétricos enquanto continuando a deixar o conector de comunicação de dados permitir a comunicação de dados em direção e proveniente do veículo.
10. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de ainda compreender um disjuntor disposto sobre o soquete e operável para desconectar energia elétrica proveniente do terminal para os dispositivos elétricos enquanto continuando a deixar o conector de comunicação de dados permitir a comunicação de dados em direção e proveniente do veículo.
11. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do conector de comunicação de dados incluir um conector de Barramento Serial Universal (USB).
12. Conexão para alimentação e dados para permitir a transferência de energia elétrica de uma alimentação de energia e dados entre um ou mais dispositivos eletrônicos, caracterizada pelo fato de que a conexão para alimentação e dados compreende: um conector de comunicação de dados tendo um aterramento da caixa e adaptado para permitir comunicação de dados em direção e proveniente dos dispositivos elétricos; um terminal suportado pelo aterramento de caixa e operável para alimentar energia elétrica proveniente da alimentação de energia para os dispositivos eletrônicos simultaneamente com o conector de comunicação de dados permitindo comunicação de dados entre os dispositivos eletrônicos; e um disjuntor operável para desconectar a energia elétrica proveniente do terminal para os dispositivos elétricos enquanto continuando a deixar o conector de comunicação de dados permitir comunicação de dados entre os dispositivos elétricos.
13. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de o aterramento de caixa inclui partes interiores e exteriores e o terminal é suportado pela parte externa do aterramento de caixa.
14. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que a parte interior do aterramento de caixa suporta circuitagem de linha de base para alimentar energia de linha de base associada com a comunicação de dados e permitir a comunicação de dados entre os dispositivos elétricos.
15. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de ainda compreender um espaçador posicionado entre o terminal e o aterramento de caixa para evitar que o terminal entre em contato com o aterramento de caixa.
16. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de ainda compreender um soquete tendo terminais de energia e aterramento dispostos no interior do veículo e o terminal de energia é adaptado para engatar de forma deslizante o terminal e o terminal de aterramento é adaptado para engatar de forma deslizante o aterramento de caixa.
17. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de o terminal de aterramento incluir uma parte curvada que é flexionada para dentro de tal forma para permitir contato ser feito entre o terminai de aterramento e o aterramento de caixa antes do contato ser feito entre o terminal e o terminal de energia.
18. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato do terminal ser flexível e uma parte do terminal ser flexionada para fora de tal forma para permitir ao terminal aplicar uma força de travamento contra o terminal de energia enquanto casando o conector de comunicação de dados e o soquete.
19. Conexão para alimentação e dados para um veículo e um ou mais dispositivos elétricos, a conexão caracterizada pelo fato de compreender: um conector de Barramento Serial Universal (USB) tendo um aterramento da caixa e adaptado para permitir comunicação de dados em direção e proveniente do veículo e o aterramento de caixa tendo partes interiores e exteriores; e um terminal suportado pela parte exterior do aterramento de caixa e operável para alimentar energia elétrica proveniente do veículo para os dispositivos eletrônicos simultaneamente com o conector USB permitindo comunicação de dados em direção e proveniente do veículo.
20. Conexão para alimentação e dados de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que a parte interior do aterramento de caixa suporta circuitagem de linha de base para alimentar energia de linha de base associada com a comunicação de dados e permitir a comunicação de dados em direção e proveniente do veículo.
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