DE102009033751B4

DE102009033751B4 - Wireless coupling of an electronic device with radio link, in particular a mobile phone, to devices of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102009033751B4
Application number: DE200910033751
Authority: DE
Inventors: Rainer Holz; Ronald Heldt; Thomas August; Matthias Lydike
Original assignee: Funkwerk Dabendorf GmbH
Current assignee: Molex CVS Dabendorf GmbH
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2012-03-15
Anticipated expiration: 2029-07-18
Also published as: DE102009033751A1

Abstract

Anordnung zur drahtlosen Ankopplung eines elektronischen Geräts (11) mit Funkverbindung, wobei die drahtlose Ankopplung auch eine induktive Ankopplung zur Ladung eines Energiespeichers (14) des elektronischen Geräts (11) beinhaltet, insbesondere eines Mobiltelefons, an Einrichtungen eines Kraftfahrzeugs und zur Fixierung des elektronischen Geräts in einer zur induktiven Ankopplung optimalen Position auf der Auflagefläche trotz auftretender Stoßkräfte oder Schwingungen, wobei – bei der Anordnung die Auflagefläche (19) zum Auflegen des elektronischen Geräts (11) im Wesentlichen eben und horizontal verläuft, sodass das aufgelegte elektronische Gerät (11) über die Funkverbindung an die Einrichtungen des Fahrzeugs angekoppelbar ist, oder zumindest in der aufgelegten Position eine Funkverbindung zu den Einrichtungen des Fahrzeugs herstellbar ist, wobei sich das auf die Auflagefläche aufgelegte elektronische Gerät (11) in einer zur induktiven Ankopplung optimalen oder in einer nicht optimalen Position auf der Auflagefläche befinden kann, – die Anordnung ferner aufweist: a) das elektronische Gerät (11) mit einem...Arrangement for the wireless coupling of an electronic device (11) with a radio connection, the wireless coupling also including an inductive coupling for charging an energy store (14) of the electronic device (11), in particular a cell phone, to devices of a motor vehicle and for fixing the electronic device in an optimal position for inductive coupling on the support surface despite occurring impact forces or vibrations, whereby - in the arrangement the support surface (19) for placing the electronic device (11) runs essentially flat and horizontal, so that the electronic device (11) placed over it the radio connection can be coupled to the devices of the vehicle, or at least in the placed position a radio connection can be established to the devices of the vehicle, the electronic device (11) placed on the support surface being in an optimal one for inductive coupling or in one not optimal position on the support surface, - the arrangement further comprises: a) the electronic device (11) with a ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur drahtlosen Ankopplung eines elektronischen Geräts mit Funkverbindung, wobei die drahtlose Ankopplung auch eine induktive Kopplung zur Ladung eines Energiespeichers des elektronischen Geräts beinhaltet, insbesondere eines Mobiltelefons, an Einrichtungen eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to an arrangement for wireless coupling of an electronic device with radio link, wherein the wireless coupling also includes an inductive coupling to charge an energy storage device of the electronic device, in particular a mobile phone, to devices of a motor vehicle.

Die Anmelderin hat bereits früher eine Patentanmeldung für eine Anordnung zur Ankopplung eines Mobiltelefons an Einrichtungen eines Kraftfahrzeugs und insbesondere zur Aufnahme des Mobiltelefons innerhalb des Kraftfahrzeugs eingereicht. Die Anmeldung wurde in WO 2007/118694 A1 veröffentlicht. Bezüglich des Gebiets der vorliegenden Erfindung und bezüglich spezieller Ausgestaltungen der Anordnung, die nicht die Ladung eines Energiespeichers des elektronischen Geräts betreffen, wird auf die WO 2007/118694 A1 Bezug genommen. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Ladung des Energiespeichers. Dazu ist in der WO 2007/118694 A1 bezüglich eines Ausführungsbeispiels einer Halterung eine Einrichtung zum induktiven (drahtlosen) Laden eines Energiespeichers erwähnt, der Teil des Mobiltelefons ist.The Applicant has previously filed a patent application for an arrangement for coupling a mobile phone to devices of a motor vehicle and in particular for receiving the mobile phone within the motor vehicle. The application was in WO 2007/118694 A1 released. With respect to the field of the present invention and with respect to particular configurations of the arrangement which do not relate to the charging of an energy store of the electronic device, reference is made to FIGS WO 2007/118694 A1 Referenced. The present invention relates in particular to the charge of the energy store. This is in the WO 2007/118694 A1 with reference to an embodiment of a holder, mentions a device for inductive (wireless) charging of an energy store which is part of the mobile telephone.

Unter einem induktiven Laden wird verstanden, dass Energie in Form von elektromagnetischen Wellen bzw. Feldern zu dem elektronischen Gerät übertragen wird und dort z. B. von einer Spule oder Antenne empfangen wird und in den Energiespeicher eingebracht wird.Under an inductive charging is understood that energy in the form of electromagnetic waves or fields is transmitted to the electronic device and there z. B. is received by a coil or antenna and is introduced into the energy storage.

Die Funkverbindung zwischen dem elektronischen Gerät und Einrichtungen des Kraftfahrzeugs kann unterschiedlichen Zwecken dienen. Es können auch mehrere solcher Funkverbindungen zumindest zeitweise parallel aufgebaut und betrieben werden. Wie bereits in der WO 2007/118694 A1 beschrieben, dient eine dieser Funkverbindungen der Ankopplung der Funkantenne des elektronischen Geräts an die Fahrzeugantenne. Hierdurch kann die Qualität der Funkverbindung zu fahrzeugexternen Stationen wesentlich verbessert werden. Eine andere Art von Funkverbindung ist eine solche, die dem Betrieb, insbesondere der Steuerung, des elektronischen Geräts dient. Z. B. kann eine Freisprecheinrichtung über die Funkverbindung bzw. eine Funkschnittstelle mit dem elektronischen Gerät verbunden werden.The radio connection between the electronic device and devices of the motor vehicle can serve different purposes. It is also possible to build and operate several such radio links at least temporarily in parallel. As already in the WO 2007/118694 A1 described one of these radio links is the coupling of the radio antenna of the electronic device to the vehicle antenna. As a result, the quality of the radio link to external stations can be significantly improved. Another type of radio link is one that serves the operation, in particular the control, of the electronic device. For example, a hands-free device can be connected via the radio link or a radio interface with the electronic device.

Während sich das Mobiltelefon in dem Kraftfahrzeug befindet und über die Funkverbindung mit Einrichtungen des Kraftfahrzeugs verbunden ist, kann sich das Fahrzeug bewegen.While the mobile phone is in the motor vehicle and is connected via the radio link with facilities of the motor vehicle, the vehicle can move.

Wenn nicht besondere Maßnahmen vorgesehen werden, kann sich daher auch das elektronische Gerät relativ zu der Anordnung zum Ankoppeln bewegen. Ferner sollen möglichst verschiedene elektronische Geräte mit derselben Anordnung und möglichst ohne die Verwendung spezieller, auf das Gerät angepasster Adapter angekoppelt werden können. Z. B. soll es möglich sein, ein Smart Phone und wahlweise ein sehr kleines Mobiltelefon anzukoppeln. Dabei soll jeweils eine induktive, d. h. drahtlose Ladung des Energiespeichers des elektronischen Geräts möglich sein.Unless special measures are provided, therefore, the electronic device may also move relative to the coupling arrangement. Furthermore, as many different electronic devices as possible should be able to be coupled with the same arrangement and preferably without the use of special adapters adapted to the device. For example, it should be possible to couple a smart phone and optionally a very small mobile phone. In each case, an inductive, d. H. wireless charging of the energy storage of the electronic device may be possible.

Die Position des elektronischen Geräts relativ zu der Ladeeinrichtung, die die elektromagnetischen Felder zur Ladung des Energiespeichers erzeugt (Primärseite) ist jedoch entscheidend für eine effektive Energieübertragung und damit Ladung des Energiespeichers. Andererseits ist es der Wunsch von Benutzern der Anordnung, das elektronische Gerät nicht mit besonderem Fingergeschick in eine spezielle Position bringen zu müssen. Vielmehr möchten die Benutzer das elektronische Gerät möglichst auf einfache Weise in der Anordnung ablegen.However, the position of the electronic device relative to the charging device, which generates the electromagnetic fields for charging the energy storage device (primary side), is crucial for effective energy transfer and thus charge of the energy storage device. On the other hand, it is the desire of users of the arrangement not to have to bring the electronic device with special fingertip in a special position. Rather, the users want to put the electronic device as possible in a simple manner in the arrangement.

DE 195 198 81 C1 beschreibt eine Anordnung zur Ladung von Akkus für ein schnurloses Telefon. Es ist ein Basisteil vorgesehen, das das Mobilteil aufnimmt, wobei das Basisteil mit einem Telefonnetz und einem Stromversorgungsnetz verbunden ist. Während sich das Mobilteil in einer am Basisteil vorgesehenen Position befindet, erfolgt die Ladung des oder der Akkus. Dazu weist das Basisteil eine Einrichtung für die induktive oder kapazitive Übertragung von Energie auf. Das Basisteil kann eine Halterung aufweisen, welche sowohl Bestandteile der Ladeeinrichtung als auch eine Antenne für die Funkverbindung mit dem Mobilteil aufweist. Das Mobilteil weist ein zur Halterung entsprechendes Gegenstück auf und wird mit dem Gegenstück auf die Halterung aufgelegt und so auf dem Basisteil fixiert. Um das Auflegen des Mobilteils auf das Basisteil zu erleichtern, können Halterung und Gegenstück eine konische Form aufweisen. DE 195 198 81 C1 describes an arrangement for charging batteries for a cordless phone. It is provided a base part which receives the handset, wherein the base part is connected to a telephone network and a power supply network. While the handset is in a position provided on the base, the charge of the battery (s) will be charged. For this purpose, the base part has a device for the inductive or capacitive transmission of energy. The base part may have a holder which has both components of the charging device and an antenna for the radio connection with the mobile part. The mobile part has a counterpart corresponding to the holder and is placed with the counterpart on the holder and thus fixed on the base part. In order to facilitate the placing of the handset on the base part, the holder and counterpart may have a conical shape.

DE 694 04 655 T2 beschreibt ein System zur Kopplung elektrischer Energie von einer Quelle zu einer Last. In Bezug auf 2 der Druckschrift wird beschrieben, dass eine wiederaufladbare Lampe einen Gehäusekörper aufweisen kann, in dem sich eine Lasteinheit des Energiekopplungssystems befindet. Der Gehäusekörper wird in eine Aussparung der Quelleneinheit des Energiekopplungssystems eingesetzt, so dass sich die Lasteinheit zwischen Teilen eines Kernes der Quelleneinheit befindet. DE 694 04 655 T2 describes a system for coupling electrical energy from a source to a load. In relation to 2 The document describes that a rechargeable lamp may comprise a housing body in which a load unit of the power coupling system is located. The housing body is inserted into a recess of the source unit of the power coupling system so that the load unit is located between parts of a core of the source unit.

DE 698 277 33 T2 beschreibt ein Ladegerät für Batterien in einer mobilen elektrischen Einheit. Eine Ladeeinheit überträgt mittels eines Wechselmagnetfeldes induktiv elektrische Leistung auf zwei Sekundärwicklungen in einer beweglichen Einheit Um eine korrekte Annäherung in der mobilen Einheit zu der Ladeeinheit und somit eine optimale magnetische Kopplung zu ermöglichen, weist das Gehäuse der Ladeeinheit eine mechanische Führung und/oder Halterung auf, welche an die Form bzw. Gestalt der mobilen Einheiten adaptiert ist. In 1 der Druckschrift ist eine im Querschnitt runde Ausstülpung der Ladeeinheit als mechanische Führung dargestellt. DE 698 277 33 T2 describes a battery charger in a mobile electrical unit. A charging unit transmits by means of an alternating magnetic field inductively electrical power to two secondary windings in a mobile unit To a correct approach in the mobile unit to the charging unit and thus an optimal magnetic To enable coupling, the housing of the loading unit on a mechanical guide and / or holder, which is adapted to the shape or shape of the mobile units. In 1 The document is a round in cross-section protuberance of the loading unit shown as a mechanical guide.

Das englischsprachige Abstract der japanischen Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer JP 2006280173 A beschreibt ein elektrisches Energieversorgungssystem mit einem ersten und einem zweiten Körper, wobei der zweite Körper eine Öffnung aufweist, in die ein Vorsprung mit einer Wicklung eingesetzt wird. Die Öffnung ist von einer weiteren Wicklung umgeben. Durch elektromagnetische Induktion der Wicklungen wird Leistung von einem der Körper auf den anderen übertragen.The English language abstract of the Japanese patent application, publication number JP 2006280173 A describes an electrical power system having a first and a second body, wherein the second body has an opening into which a projection with a winding is inserted. The opening is surrounded by another winding. Electromagnetic induction of the windings transfers power from one body to the other.

US 2005/007067 A1 beschreibt ein induktives Lade- und Kommunikationssystem innerhalb eines Fahrzeugs. Ein induktiver Fahrzeugadapter ist innerhalb einer Konsole eines Fahrzeugs montiert. Ein Mobiltelefon und ein PDA (Personal Digital Assistent) kann innerhalb des induktiven Fahrzeugadapters angeordnet werden, um wieder aufzuladen und mit einem Datenbus des Fahrzeugs zu verbinden. Die induktive Fahrzeugschnittstelle hat einen Halter, der eine Schale sein kann. Gegenstände, die in dem Halter angeordnet werden, tendieren dazu, aufgrund ihres Gewichts innerhalb der Schale zu verbleiben. Der Halter hat einen Außenumfang, innerhalb dem eine Primärseite eines induktiven Systems enthalten ist, die wiederum mit einer Gleichstrom-Leistungsquelle gekoppelt ist. US 2005/007067 A1 describes an inductive charging and communication system within a vehicle. An inductive vehicle adapter is mounted within a console of a vehicle. A mobile phone and a personal digital assistant (PDA) may be placed within the inductive vehicle adapter to recharge and connect to a data bus of the vehicle. The inductive vehicle interface has a holder, which can be a shell. Articles placed in the holder tend to remain within the shell due to their weight. The holder has an outer periphery within which is contained a primary side of an inductive system, which in turn is coupled to a DC power source.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die es dem Benutzer ermöglichen, das elektronische Gerät auf einfache Weise in einer optimalen Position an die Anordnung anzukoppeln und auf diese Weise eine induktive Ladung zu ermöglichen. Dabei soll auf Adapter für den jeweiligen Mobiltelefontyp verzichtet werden können. Dennoch soll die induktive Ladung effektiv sein.It is an object of the present invention to provide an arrangement of the type mentioned above, which allow the user to easily couple the electronic device in an optimal position to the arrangement and thus to allow an inductive charge. It should be possible to dispense with adapters for each type of mobile phone. Nevertheless, the inductive charge should be effective.

Es wird vorgeschlagen, dass die Anordnung eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Oberfläche aufweist, auf die das elektronische Gerät zur Ankopplung, d. h. sowohl zur Herstellung der Funkverbindung als auch zur induktiven Ladung aufgelegt werden kann. Allgemeiner formuliert weist die Anordnung daher eine Auflagefläche zum Auflegen des elektronischen Geräts auf, so dass das aufgelegte elektronische Gerät über die Funkverbindung angekoppelt ist oder zumindest in der aufgelegten Position eine Funkverbindung herstellbar ist.It is proposed that the arrangement has a substantially horizontally extending surface to which the electronic device for coupling, d. H. can be applied both for the production of the radio link and the inductive charge. More generally, therefore, the arrangement has a support surface for placing the electronic device, so that the launched electronic device is coupled via the radio link or at least in the deployed position, a radio link can be produced.

Um das Mobiltelefon auch bei Einwirkung von externen Kräften, wie sie bei Beschleunigungen oder Verzögerungen des Kraftfahrzeugs auftreten können, in einer optimalen Position zu halten, weist die Auflagefläche eine um eine senkrecht zur Auflagefläche verlaufende Achse rotationssymmetrische Aussparung auf. Da die Auflagefläche im Wesentlichen eben ist und das elektronische Gerät einen entsprechend der rotationssymmetrischen Aussparung geformten Vorsprung aufweist, der mit geringem Spiel von der Aussparung aufgenommen wird, wird das elektronische Gerät in der Regel sicher in der optimalen Position gehalten. Die optimale Position ist dabei nicht davon abhängig, welche Drehstellung das elektronische Gerät bezüglich der Rotationsachse hat. Sollte es einmal vorkommen, dass der Vorsprung die Aussparung verlässt, etwa weil besonders hohe Stoßkräfte oder Schwingungen mit ungünstiger Frequenz und Amplitude auftreten, ist es sehr wahrscheinlich, dass das elektronische Gerät wieder ohne eine Aktion des Benutzers in die optimale Position gelangt. Der Grund hierfür liegt darin, dass das elektronische Gerät in dieser Position die geringste potenzielle (mechanische) Energie besitzt. Außerdem sind die Kontaktflächen zwischen dem elektronischen Gerät und der Auflagefläche deutlich geringer, wenn sich der Vorsprung nicht in der Aussparung befindet. In diesem Fall sind beispielsweise lediglich Ränder des Gehäuses des elektronischen Geräts und Teilbereiche des Randes des Vorsprungs in Kontakt mit der Auflagefläche. Dagegen ist der Vorsprung in der optimalen Position nahezu vollflächig in Kontakt mit der Oberfläche der Aussparung und ist zumindest bei den meisten Typen von elektronischen Geräten, die eine ebene Gehäuseoberfläche aufweisen, auch diese ebene Gehäuseoberfläche großflächig in Kontakt mit der Auflagefläche. Das führt dazu, dass in dieser optimalen Position die Haftreibung ein Maximum erreicht und das elektronische Gerät in dieser Position fixiert ist.In order to keep the mobile phone in an optimal position even when exposed to external forces, such as may occur during acceleration or deceleration of the motor vehicle, the support surface has a rotationally symmetrical recess about an axis extending perpendicular to the support surface. Since the support surface is substantially planar and the electronic device has a projection shaped in accordance with the rotationally symmetrical recess, which projection is received by the recess with little play, the electronic device is generally held securely in the optimum position. The optimal position is not dependent on which rotational position the electronic device has with respect to the axis of rotation. Should it ever happen that the projection leaves the recess, for example because of particularly high impact forces or oscillations with unfavorable frequency and amplitude, it is very likely that the electronic device again reaches the optimum position without any action by the user. The reason for this is that the electronic device has the lowest potential (mechanical) energy in this position. In addition, the contact surfaces between the electronic device and the support surface are significantly lower when the projection is not in the recess. In this case, for example, only edges of the housing of the electronic device and portions of the edge of the projection in contact with the support surface. In contrast, the projection in the optimum position is almost completely in contact with the surface of the recess and at least in most types of electronic devices having a flat housing surface, this flat housing surface over a large area in contact with the support surface. The result is that in this optimal position, the static friction reaches a maximum and the electronic device is fixed in this position.

Zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Anordnung wird hier vorgeschlagen, dass durch eine einfache Modifikation der Gehäuseoberfläche des elektronischen Geräts gegenüber der üblichen durchgehend ebenen Gehäuseoberfläche der genannte Vorsprung an dem elektronischen Gerät angeordnet wird. Hierzu wird beispielsweise lediglich der üblicherweise vorhandene Gehäusedeckel, unter dem sich der meist herausnehmbare Energiespeicher befindet, durch einen Gehäusedeckel mit dem genannten Vorsprung ersetzt, oder durch ein selbstklebendes, und damit einfach nachrüstbares Kunststoffteil ausgebildet. Gehäusedeckel und andere Gehäuseteile sind Ersatzteile und Auswechselteile, für die bereits ein Markt besteht. Insbesondere wenn der Vorsprung an dem elektronischen Gerät durch die Oberfläche eines innenseitigen Hohlraumes gebildet wird, kann in diesem Hohlraum die sekundärseitige Antenne angeordnet werden, die die zur Ladung des Energiespeichers auf der Primärseite erzeugten elektromagnetischen Wellen empfängt. Bevorzugt wird, dass nicht nur der Gehäusedeckel ausgewechselt wird, sondern auch der üblicherweise weitgehend quaderförmig ausgestaltete Energiespeicher, und dass dieser Energiespeicher durch einen Energiespeicher mit daran angeordneter sekundärseitiger Antenne ersetzt wird, wobei sich die Antenne in dem durch den Vorsprung gebildeten Hohlraum befindet. Damit ist gewährleistet, dass die sekundärseitige Antenne optimal bezüglich der Rotationsachse des Vorsprungs ausgerichtet ist. Z. B. kann die sekundärseitige Antenne im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Rotationsachse angeordnet sein.In addition to the arrangement according to the invention, it is proposed here that by a simple modification of the housing surface of the electronic device with respect to the usual, continuously planar housing surface, said projection is arranged on the electronic device. For this purpose, for example, only the usually existing housing cover, under which the most removable energy storage is replaced by a housing cover with said projection, or formed by a self-adhesive, and thus easy to retrofit plastic part. Housing covers and other housing parts are spare parts and replacement parts for which there is already a market. In particular, when the projection on the electronic device is formed by the surface of an inside cavity, in this cavity, the secondary-side antenna can be arranged, which receives the electromagnetic waves generated to charge the energy storage on the primary side. It is preferred that not only the housing cover is replaced, but also the usually largely cuboid designed energy storage, and that this energy storage is replaced by an energy storage with secondary side antenna arranged thereon, wherein the antenna is located in the cavity formed by the projection. This ensures that the secondary-side antenna is optimally aligned with respect to the axis of rotation of the projection. For example, the secondary-side antenna may be arranged substantially rotationally symmetrical to the axis of rotation.

Die Anordnung zur drahtlosen Ankopplung eines elektronischen Geräts weist ferner eine primärseitige Antenne zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen auf, die von einer sekundärseitigen Antenne des Mobiltelefons empfangbar und zur Ladung eines Energiespeichers des elektronischen Geräts nutzbar sind. Die primärseitige Antenne ist derart relativ zu der Rotationsachse der Aussparung ausgerichtet, dass die magnetische Flussdichte des von der primärseitigen Antenne erzeugten elektromagnetischen Feldes im Vergleich zu parallelen Achsen in Richtung der Rotationsachse maximal ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass eine wie beschrieben optimal positionierte sekundärseitige Antenne mit maximaler Effizienz elektromagnetische Energie empfangen und für die Ladung des Energiespeichers bereitstellen kann.The arrangement for wireless coupling of an electronic device further comprises a primary-side antenna for generating electromagnetic waves, which can be received by a secondary-side antenna of the mobile phone and used to charge an energy storage device of the electronic device. The primary-side antenna is oriented relative to the axis of rotation of the recess such that the magnetic flux density of the electromagnetic field generated by the primary-side antenna is maximum compared to parallel axes in the direction of the axis of rotation. In this way, it is ensured that an optimally positioned secondary-side antenna as described can receive electromagnetic energy with maximum efficiency and provide it for the charge of the energy store.

Die Aussparung ist kegelstumpfförmig. Wenn ein entsprechend geformter kegelstumpfförmiger Vorsprung des elektronischen Geräts in die Aussparung eingreift, ist eine besonders stabile Positionierung des elektronischen Geräts erreicht. Z. B. im Gegensatz zu einer kugelabschnittförmigen Aussparung und entsprechendem Vorsprung wird die Ausrichtung in Richtung der Rotationsachse bei der kegelstumpfförmigen Aussparung in stabilerer Weise beibehalten.The recess is frustoconical. When a correspondingly shaped frustoconical projection of the electronic device engages in the recess, a particularly stable positioning of the electronic device is achieved. For example, in contrast to a spherical portion-shaped recess and a corresponding projection, the alignment in the direction of the axis of rotation in the frusto-conical recess is maintained in a more stable manner.

Die Tiefe der Aussparung in Richtung der Rotationsachse beträgt vorzugsweise 0,5 bis 3 mm, insbesondere 1 bis 2 mm. Versuche haben gezeigt, dass bereits mit einer solchen geringen Tiefe ein elektronisches Gerät sehr stabil in der optimalen Position gehalten werden kann.The depth of the recess in the direction of the axis of rotation is preferably 0.5 to 3 mm, in particular 1 to 2 mm. Experiments have shown that even with such a small depth, an electronic device can be kept very stable in the optimum position.

Die Auflagefläche ist vorzugsweise von einem Kunststoff gebildet, der ein Abrutschen einer Geräteoberfläche erschwert, aber nicht völlig verhindert, damit der Vorsprung des elektronischen Geräts auch wieder in die Aussparung hineinrutschen kann.The support surface is preferably formed by a plastic, which makes it difficult to slippage a device surface, but not completely prevented, so that the projection of the electronic device can also slip back into the recess.

Es wird bevorzugt, dass die primärseitige Antenne mit einer Detektionseinrichtung kombiniert ist, die ausgestaltet ist zu detektieren, dass die primärseitige Antenne eine elektromagnetische Leistung emittiert, die von einer sekundärseitigen Antenne empfangen und in elektrische Leistung umgewandelt wird. Z. B. kann die Detektionseinrichtung in diesem Fall ein Signal erzeugen, das zu einer optischen und/oder akustischen Anzeige führt. Damit kann der Benutzer darüber informiert werden, dass die Ladung des Energiespeichers funktioniert. Die Detektionseinrichtung kann z. B. die von der primärseitigen Antenne aufgenommene elektrische Leistung messen oder auf andere, an sich bekannte Weise detektieren.It is preferable that the primary side antenna is combined with a detection device configured to detect that the primary side antenna emits electromagnetic power received from a secondary side antenna and converted into electric power. For example, in this case the detection device can generate a signal which leads to an optical and / or acoustic display. This allows the user to be informed that the charge of the energy store is working. The detection device can, for. B. Measure the electrical power absorbed by the primary-side antenna or detected in other ways known per se.

Zur drahtlosen Ankopplung eines elektronischen Geräts mit Funkverbindung, insbesondere eines Mobiltelefons, an Einrichtungen eines Kraftfahrzeugs wird folgende Verfahrensweise vorgeschlagen, bei der

– das elektronische Gerät auf eine Auflagefläche aufgelegt wird, so dass das aufgelegte elektronische Gerät über die Funkverbindung angekoppelt ist oder zumindest in der aufgelegten Position eine Funkverbindung herstellbar ist,
– die Auflagefläche eine um eine senkrecht zur Auflagefläche verlaufende Achse rotationssymmetrische Aussparung aufweist,
– eine primärseitige Antenne zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen vorgesehen ist und betrieben wird, so dass die elektromagnetischen Wellen von einer sekundärseitigen Antenne des elektronischen Geräts empfangen und zur Ladung eines Energiespeichers des elektronischen Geräts genutzt werden,
– die primärseitige Antenne derart relativ zu der Rotationsachse ausgerichtet ist, dass die magnetische Flussdichte des von der primärseitigen Antenne erzeugten elektromagnetischen Feldes im Vergleich zu parallelen Achsen in Richtung der Rotationsachse maximal ist.

For wireless coupling of an electronic device with radio link, in particular a mobile phone, to devices of a motor vehicle, the following procedure is proposed, in which

- The electronic device is placed on a support surface, so that the launched electronic device is coupled via the radio link or at least in the deployed position, a radio link can be produced,
The support surface has a recess which is rotationally symmetrical about an axis extending perpendicularly to the support surface,
A primary-side antenna for generating electromagnetic waves is provided and operated, so that the electromagnetic waves are received by a secondary-side antenna of the electronic device and used to charge an energy store of the electronic device,
- The primary-side antenna is aligned relative to the axis of rotation such that the magnetic flux density of the electromagnetic field generated by the primary-side antenna is maximum compared to parallel axes in the direction of the axis of rotation.

Für die Herstellung einer Anordnung zur drahtlosen Ankopplung eines elektronischen Geräts mit Funkverbindung, insbesondere eines Mobiltelefons, an Einrichtungen eines Kraftfahrzeugs wird die folgende Verfahrensweise vorgeschlagen, bei der

– als Teil der Anordnung eine Auflagefläche zum Auflegen des elektronischen Geräts vorgesehen wird, so dass das aufgelegte elektronische Gerät über die Funkverbindung angekoppelt ist oder zumindest in der aufgelegten Position eine Funkverbindung herstellbar ist,
– die Auflagefläche derart ausgestaltet wird, dass sie eine um eine senkrecht zur Auflagefläche verlaufende Achse rotationssymmetrische Aussparungen aufweist,
– eine primärseitige Antenne zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen als Teil der Anordnung vorgesehen wird, wobei die elektromagnetischen Wellen von einer sekundärseitigen Antenne des elektronischen Geräts empfangbar und zur Ladung eines Energiespeichers des elektronischen Geräts nutzbar sind,
– die primärseitige Antenne derart relativ zu der Rotationsachse ausgerichtet wird, dass die magnetische Flussdichte des von der primärseitigen Antenne erzeugten elektromagnetischen Feldes – im Vergleich zu parallelen Achsen – in Richtung der Rotationsachse maximal ist.

For the production of a device for wireless coupling of an electronic device with radio link, in particular a mobile phone, to devices of a motor vehicle, the following procedure is proposed in which

Is provided as part of the arrangement, a support surface for placing the electronic device, so that the launched electronic device is coupled via the radio link or at least in the deployed position, a radio link can be produced,
The support surface is designed in such a way that it has rotationally symmetrical recesses around an axis running perpendicular to the support surface,
A primary-side antenna for generating electromagnetic waves is provided as part of the arrangement, the electromagnetic waves being receivable by a secondary-side antenna of the electronic device and being usable for charging an energy store of the electronic device,
- The primary-side antenna is aligned relative to the axis of rotation such that the magnetic flux density of the electromagnetic field generated by the primary-side antenna - compared to parallel axes - is maximum in the direction of the axis of rotation.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen schematisch:Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. The individual figures of the drawing show schematically:

1 einen Abschnitt eines Mobiltelefons, wobei der oben liegende Gehäusedeckel, unter dem sich ein aufladbarer Energiespeicher befindet, einen nach oben vorspringenden kegelstumpfförmigen Vorsprung hat, 1 a section of a mobile telephone, wherein the overhead housing cover, below which is a rechargeable energy store, has an upwardly projecting frustoconical projection,

2 das Mobiltelefon gemäß 1, wobei die Seite mit dem Vorsprung nach unten gerichtet ist und der Vorsprung in eine entsprechend geformte kegelstumpfförmige Aussparung einer Anordnung zur Ankopplung des Mobiltelefons an Einrichtungen eines Kraftfahrzeugs hineinragt, wobei das Mobiltelefon auf eine Auflagefläche der Anordnung aufgelegt ist, 2 the mobile phone according to 1 with the side facing downwardly with the projection and the projection projecting into a correspondingly shaped frusto-conical recess of a device for coupling the mobile telephone to devices of a motor vehicle, the mobile telephone being placed on a bearing surface of the device,

3 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß 2, die das in einer bestimmten Drehposition relativ zu der Rotationsachse der kegelstumpfförmigen Aussparung ausgerichtete Mobiltelefon auf der Auflagefläche zeigt. 3 a plan view of the arrangement according to 2 which shows the mobile telephone, which is oriented in a specific rotational position relative to the axis of rotation of the frusto-conical recess, on the support surface.

Der Vertikalschnitt durch einen Teil eines Mobiltelefons 11, der in 1 gezeigt ist, lässt ein Gehäuse 12 erkennen, welches ein Fach 13 zur Aufnahme eines Energiespeichers 14 aufweist. Bei dem Energiespeicher 14 handelt es sich z. B. um einen Lithium-Ionen-Akkumulator oder um einen anderen elektrochemischen Energiespeicher.The vertical section through a part of a mobile phone 11 who in 1 is shown leaves a housing 12 recognize which one tray 13 for receiving an energy store 14 having. In the energy storage 14 is it z. B. to a lithium-ion battery or another electrochemical energy storage.

Das Fach 13 ist mit einem Deckel 15 verschlossen. Der Deckel 15 weist einen kegelstumpfförmigen Vorsprung 4 auf, der sich nach oben verjüngt und der unten, innenseitig einen entsprechend geformten kegelstumpfförmigen Hohlraum aufweist. In diesen Hohlraum ragt eine sekundärseitige Antenne, z. B. eine Spule aus einer Vielzahl von Kupferdrahtwindungen, hinein. Die sekundärseitige Antenne 3 ist an einem für die Erfindung modifizierten Exemplar des Energiespeichers 14 befestigt. Daher kann ein konventioneller Energiespeicher, der in der Regel quaderförmig ist, gegen einen solchen Energiespeicher 14 ausgewechselt werden, wobei außerdem noch der üblicherweise ebene Batteriefachdeckel durch den in 1 dargestellten Deckel 15 ausgewechselt wird.The field of expertise 13 is with a lid 15 locked. The lid 15 has a frusto-conical projection 4 on, which tapers upwards and the bottom, inside has a correspondingly shaped frusto-conical cavity. In this cavity protrudes a secondary-side antenna, z. B. a coil of a plurality of copper wire turns in it. The secondary-side antenna 3 is on a modified for the invention copy of the energy storage 14 attached. Therefore, a conventional energy storage, which is generally cuboid, against such energy storage 14 be replaced, in addition also the usually flat battery compartment cover by the in 1 illustrated lid 15 is replaced.

Außerdem weist der Energiespeicher 14 die üblichen elektrischen Kontakte 1 zum elektrischen Kontaktieren entsprechender Kontakte des Mobiltelefons auf. Weiterhin ist in den Energiespeicher 14 eine elektrische Ladeschaltung 2 integriert, die es ermöglicht, die von der sekundärseitigen Antenne 3 aufgrund der empfangenen elektromagnetischen Wellen durch Induktion erzeugte elektrische Energie in den eigentlichen Energiespeicher, z. B. den elektrochemischen Energiespeicher, zu laden.In addition, the energy store 14 the usual electrical contacts 1 for electrically contacting corresponding contacts of the mobile telephone. Furthermore, in the energy storage 14 an electrical charging circuit 2 integrated, which makes it possible for the secondary-side antenna 3 due to the received electromagnetic waves generated by induction electrical energy in the actual energy storage, eg. B. the electrochemical energy storage to load.

2 zeigt ebenfalls einen vertikalen Schnitt, wobei jedoch der in 1 dargestellte Teil des Mobiltelefons 11 anders orientiert ist. Der kegelstumpfförmige Vorsprung 4 des Deckels 15 und die sekundärseitige Antenne 3 sind mit ihrer Rotationsachse nach unten ausgerichtet. Sie ragen in eine entsprechende kegelstumpfförmige Aussparung 17 einer Anordnung 5 zum Ankoppeln des Mobiltelefons an Einrichtungen des Kraftfahrzeugs hinein. Weitere Mittel, um insbesondere die Funkantenne des Mobiltelefons 11 an Einrichtungen (z. B. Freisprecheinrichtung, Außenantenne des Kraftfahrzeugs) anzukoppeln, sind in den Figuren nicht dargestellt. 2 also shows a vertical section, but the in 1 represented part of the mobile phone 11 differently oriented. The frustoconical projection 4 of the lid 15 and the secondary-side antenna 3 are aligned with their axis of rotation down. They protrude into a corresponding frustoconical recess 17 an arrangement 5 for coupling the mobile telephone to devices of the motor vehicle. Other means, in particular the radio antenna of the mobile phone 11 To be coupled to devices (eg handsfree, outdoor antenna of the motor vehicle) are not shown in the figures.

2 zeigt noch unmittelbar unterhalb der Aussparung 17 eine primärseitige Antenne 6 zur Erzeugung der elektromagnetischen Wellen, die von der sekundärseitigen Antenne 3 zu empfangen sind. Die primärseitige Antenne 6 ist vorzugsweise durch eine Vielzahl von Windungen eines elektrischen Leiters (z. B. Kupferdraht) realisiert, wobei die Rotationsachse der Windungen mit der Rotationsachse der kegelstumpfförmigen Aussparung 17 übereinstimmt. 2 shows just below the recess 17 a primary-side antenna 6 for generating the electromagnetic waves from the secondary-side antenna 3 to receive. The primary-side antenna 6 is preferably realized by a plurality of turns of an electrical conductor (eg copper wire), wherein the axis of rotation of the turns with the axis of rotation of the frusto-conical recess 17 matches.

In der Draufsicht von 3 ist das Mobiltelefon 11 in einer beliebigen Drehposition um die Rotationsachse 18 der sekundärseitigen Antenne 3 dargestellt. Dabei befindet sich die sekundärseitige Antenne 3 in der in 2 dargestellten Position innerhalb der Aussparung 17. Obwohl die sekundärseitige Antenne 3 in der Draufsicht nicht zu erkennen wäre, ist sie in 3 dargestellt, um das Ausführungsbeispiel der Erfindung zu erläutern. Das Mobiltelefon 11 könnte jede andere Drehstellung um die Rotationsachse 18 einnehmen, wobei jedoch die sekundärseitige Antenne 3 in jedem Fall innerhalb der Aussparung 17 oder unmittelbar oberhalb der Aussparung 17 positioniert ist und dabei die Rotationsachsen des Vorsprungs 4 des Deckels 15 und der Aussparung 17 übereinstimmen.In the top view of 3 is the mobile phone 11 in any rotational position about the axis of rotation 18 the secondary-side antenna 3 shown. This is the secondary-side antenna 3 in the in 2 shown position within the recess 17 , Although the secondary-side antenna 3 could not be seen in the plan view, it is in 3 illustrated to illustrate the embodiment of the invention. The mobile phone 11 could be any other rotational position about the axis of rotation 18 occupy, however, the secondary-side antenna 3 in any case within the recess 17 or immediately above the recess 17 is positioned while the axes of rotation of the projection 4 of the lid 15 and the recess 17 to match.

Claims

Arrangement for the wireless connection of an electronic device ( 11 ) with wireless connection, wherein the wireless coupling also an inductive coupling for charging an energy store ( 14 ) of the electronic device ( 11 ) includes, in particular a mobile phone, on devices of a motor vehicle and for fixing the electronic device in an optimal position for inductive coupling on the support surface despite occurring impact forces or vibrations, wherein - in the arrangement of the support surface ( 19 ) for placing the electronic device ( 11 ) is substantially flat and horizontal, so that the launched electronic device ( 11 ) can be coupled to the devices of the vehicle via the radio link, or at least in the deployed position, a radio link to the devices of the vehicle can be produced, wherein the laid down on the support surface electronic device ( 11 ) can be located in an optimal or in a non-optimal position on the support surface for inductive coupling, - the arrangement further comprises: a) the electronic device ( 11 ) with a frusto-conical projection ( 4 ) whose width is smaller than the width of the electronic device ( 11 ), or b) a housing cover ( 15 ) for the electronic device ( 11 ), which has a frustoconical projection ( 4 ) whose width is smaller than the width of the housing cover ( 15 ), or c) designed as a self-adhesive plastic part frustoconical projection for sticking to the electronic device, - the support surface ( 19 ) one about a perpendicular to the support surface ( 19 ) axis extending rotationally symmetrical frustoconical recess ( 17 ), - the frustoconical projection ( 4 ) with little clearance in the frusto-conical recess ( 17 ), so that the electronic device ( 11 ) is held in the optimum position for inductive coupling when the frusto-conical projection almost in full contact with the surface of the recess ( 17 ), - the arrangement is a primary-side antenna ( 6 ) for generating electromagnetic waves generated by a secondary-side antenna ( 3 ) of the electronic device ( 11 ) and for charging an energy store ( 14 ) of the electronic device ( 11 ) are usable, - and in the optimal position for inductive coupling position of the electronic device ( 11 ) on the bearing surface the primary-side antenna ( 6 ) relative to the axis of rotation (FIG. 18 ) of the secondary-side antenna ( 3 ) that the magnetic flux density of the primary antenna ( 6 ) generated in the direction of the axis of rotation (compared to the magnetic flux density of parallel axes) ( 18 ) is maximum.

Arrangement according to claim 1, wherein the primary-side antenna ( 6 ) is combined with a detection device that is designed to detect that the primary-side antenna ( 6 ) emits an electromagnetic power emitted by a secondary-side antenna ( 3 ) and converted into electrical power.

Arrangement according to claim 1 or 2, wherein the arrangement a replacement energy storage ( 14 ) as a spare part for an energy store of the electronic device ( 11 ), wherein the replacement energy storage ( 14 ) a secondary side antenna ( 3 ) for charging the replacement energy storage on receipt of the primary-side antenna ( 6 ) has generated electromagnetic waves.