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1 (11) Número de Publicação: PT (51) Classificação Internacional: H03L 5/00 (2006) (12) FASCÍCULO DE PATENTE DE INVENÇÃO (22) Data de pedido: (30) Prioridade(s): (43) Data de publicação do pedido: (73) Titular(es): EXATRONIC - ENGENHARIA ELECTRÓNICA, LDA. QUINTA DO SIMÃO, EN 109 ESGUEIRA AVEIRO PT (72) Inventor(es): MANUEL FERNANDO LOPES LOUREIRO RUI FILIPE PEDROSA SILVA ADRIANO JOSÉ RIBEIRO CAMPOS ARMANDO JOSÉ PEREIRA CAVALEIRO CARLOS ALEXANDRE CARVALHEIRO DE SOUSA FERREIRA PT PT PT PT PT (74) Mandatário: CAMILO VILHENA CARVALHO RUA JÚLIO DINIS, Nº 247, 5º E PORTO PT (54) Epígrafe: DISPOSITIVO ELECTRÓNICO COM DIAGNÓSTICO DE CORRENTE DESTINADO À COMPATIBILIZAÇÃO FUNCIONAL DE SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO LED (LIGHT EMMITING DIODE) COM CONTROLADORES DE ILUMINAÇÃO EXISTENTES EM VEÍCULOS MOTORIZADOS E RECUPERAÇÃO DE ENERGIA EXCEDENTÁRIA. (57) Resumo: ACOMPANHANDO A PROCURA DE NOVAS FORMAS DE POUPAR ENERGIA E DE EVOLUIR DE FORMA SUSTENTADA OS SISTEMAS ELECTRÓNICOS DESTINADOS A VEÍCULOS MOTORIZADOS, OS INVENTORES APRESENTAM UM DISPOSITIVO ELECTRÓNICO CAPAZ DE ADAPTAR FUNCIONALMENTE A TECNOLOGIA DE ILUMINAÇÃO LED A CONTROLADORES DE ILUMINAÇÃO EXISTENTES E JÁ INSTALADOS EM VEÍCULOS MOTORIZADOS. O DISPOSITIVO ELECTRÓNICO (3) CONSISTE NUM ADAPTADOR LOCALIZADO ENTRE OS COMPONENTES LUMINOSOS (10) FAROLINS, FARÓIS, LÂMPADAS OU OUTROS - E O CONTROLADOR DE ILUMINAÇÃO (2), QUE CONTROLA O USO DE LÂMPADAS LED OU OUTRAS, REGULA A ENERGIA CONSUMIDA PELAS MESMAS E A REDIRECCIONA PARA UMA BATERIA (1), ACUMULADOR OU OUTRO DISPOSITIVO DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA, SEUS ELEMENTOS ACTIVOS DE CONTROLO, OU DISPOSITIVOS ACTIVOS CONSUMIDORES DE ENERGIA ELÉCTRICA, DE FORMA A RECUPERAR A ENERGIA EVENTUALMENTE EXCEDENTÁRIA QUE RESULTA DO MENOR CONSUMO DA ILUMINAÇÃO LED, GARANTINDO SIMULTANEAMENTE A INEXISTÊNCIA DE FALSOS ALARMES COMUNICADOS AO CONDUTOR DO VEÍCULO.

2 Descrição Dispositivo electrónico com diagnóstico de corrente destinado à compatibilização funcional de sistemas de Iluminação LED (Light emmiting diode) com controladores de iluminação existentes em veículos motorizados e recuperação de energia excedentária Domínio Técnico da Invenção As Unidades de Controlo Electrónicas (vulgo ECU Electronic Control Unit do inglês, também conhecidas por centralinas ) existentes na maior parte dos veículos motorizados são dispositivos electrónicos de controlo que, entre muitas outras funções, analisam a corrente consumida pela iluminação do veículo. Desta análise, feita em contínuo, resulta um diagnóstico que é usado para alertar o condutor de falhas no sistema de iluminação, nomeadamente a existência de lâmpadas fundidas. Nos últimos anos, a tecnologia LED tem-se afirmado no mercado mundial como sucessor da tecnologia clássica de filamento incandescente. Contudo, uma das suas principais vantagens, a par com a maior longevidade, é o facto da tecnologia LED apresentar uma maior eficiência na operação de transformar energia eléctrica em fluxo luminoso, do que resulta que os sistemas de iluminação LED já disponíveis no mercado para os veículos motorizados têm um consumo de energia eléctrica substancialmente menor que os 1

3 sistemas de iluminação em tecnologia de filamento incandescente. Desta forma, quando se substituírem lâmpadas do tipo incandescente, ou outras com consumo equivalente, por lâmpadas LED com consumo inferior, é necessário garantir que os controladores de iluminação já existentes nos veículos motorizados continuem a realizar as funções de diagnóstico do sistema de iluminação, nomeadamente com alertas em caso de falha das lâmpadas LED e sem falsos alertas que resultem da diferença de consumos entre as lâmpadas do tipo incandescente e as lâmpadas LED. Propõe-se um dispositivo electrónico que permite compatibilizar as funcionalidades dos controladores de iluminação já existentes nos veículos motorizados que estejam preparados para diagnosticar falhas em lâmpadas do tipo incandescente, ou equivalentes, quando estas são substituídas por lâmpadas LED. Simultaneamente, o dispositivo electrónico inventado permite a recuperação de energia eléctrica correspondente à diferença entre a energia consumida pelas lâmpadas incandescentes, ou equivalentes, e as lâmpadas LED, potenciando desta forma um acréscimo de eficiência energética que a tecnologia LED traz aos veículos motorizados. A Técnica anterior Antecedentes da Invenção Já existem no mercado sistemas e dispositivos que dissipam sob a forma de calor a energia excedentária que resulta do menor consumo dos 2

4 sistemas de iluminação LED, por meio de cargas resistivas, o que, neste contexto, significa cargas passivas. Nesses casos, a diferença entre a energia das lâmpadas incandescentes e das lâmpadas LED é transformado em calor, não concretizando portanto, todas as vantagens do uso de lâmpadas LED. Na patente US_ _B1 é apresentado um método de diagnóstico de lâmpadas LED, que usa um protocolo proprietário para comunicação com o sistema de dissipação de energia. Na patente EP_ _B1 é apresentado um sistema resistivo, não sendo referido a reconversão ou reaproveitamento de energia. Na patente US_2006/ _A1 é apresentado um sistema de controlo de corrente para lâmpadas LED. Na patente US_2006/ _A1 é apresentado um sistema de dimming (regulação de fluxo luminoso) para LED, com o intuito de tornar as lâmpadas LED visualmente similares às lâmpadas de incandescência. Descrição das Figuras A Figura 1 representa o diagrama de blocos do dispositivo electrónico inventado quando incorporado no veículo motorizado. 3

5 As partes (1), (2), (10), (11), (12), (13) e (14) representam elementos externos ao invento, dele não fazendo parte, mas representativos do âmbito da presente invenção. Estas partes representam: (1) Bateria, acumulador ou outro dispositivo de armazenamento de energia, seus elementos activos de controlo, ou dispositivos activos consumidores de energia eléctrica. (2) Unidade de Controlo Electrónica (vulgo ECU Electronic Control Unit do inglês, também conhecidas por centralinas ) que integre a função de diagnóstico e alarme das funções de iluminação. (10) Componentes luminosos farolins, faróis, lâmpadas ou outros. (11) Sistema de cabos de interligação à bateria, acumulador ou outro dispositivo de armazenamento de energia, seus elementos activos de controlo, ou dispositivos activos consumidores de energia eléctrica. (12) Sistema de cabos de interligação proveniente da ECU. Estão representados 4 cabos, a título de exemplo. Deverão ser considerados tantos cabos quantas as funções luminosas controladas; por exemplo: piscas, sinalização de travagem, presença, marcha-atrás. (13) Sistema de cabos de interligação ao Módulo de Controlo Geral. (14) Sistema de cabos de interligação ao Módulo de Selecção de Funções Luminosas. 4

6 Por outro lado, o objecto da presente invenção, (3), é constituído por vários módulos: (4) Módulo de potência. (5) Módulo de regulação e filtragem. (6) Módulo de conversão de energia. (7) Módulo de controlo de carga. (8) Módulo controlo geral. (9) Módulo de selecção de funções luminosas. Descrição pormenorizada da invenção O dispositivo electrónico (3), composto pelas partes (4), (5), (6), (7), (8) e (9), deverá garantir duas funções principais, que a seguir se descrevem: a) permitir compatibilizar as funcionalidades dos controladores de iluminação (incluídos nas centralinas ou constituindo-se eles próprios ECUs autónomos com essa função específica) já existentes nos veículos motorizados que estejam preparados para diagnosticar falhas em lâmpadas do tipo incandescente, ou equivalentes, quando estas são substituídas por lâmpadas LED. Simultaneamente, e: b) permitir a recuperação de energia eléctrica correspondente à diferença entre a energia consumida pelas lâmpadas incandescentes, ou equivalentes, e as lâmpadas LED, encaminhado essa diferença para bateria, acumulador ou outro dispositivo de armazenamento de energia, seus elementos activos de controlo, ou dispositivos activos consumidores de energia eléctrica. O dispositivo electrónico inventado recebe no módulo 5

7 de conversão de energia (6) o sistema de cabos de interligação (12) proveniente da ECU (2). O módulo de conversão de energia (6) reconhece as instruções eléctricas de activação e/ou desactivação de funções luminosas, que podem ser ou não simultâneas, e dentro do critério de simultaneidade, cada uma no regime permanente ou intermitente. O módulo de conversão de energia (6) usa a energia eléctrica presente no sistema de cabos de interligação (12) proveniente da ECU (2) para: a) alimentar a totalidade do invento (3) por intermédio do módulo de regulação e filtragem (5); b) alimentar os componentes luminosos farolins, faróis, lâmpadas ou outros (10), através do módulo controlo geral (8) e do Módulo de selecção de funções luminosas (9); c) alimenta o módulo de regulação e filtragem (5). Além disto, recebe a sinalização do módulo de controlo geral (8) quanto ao correcto funcionamento das funções luminosas de (10), de forma a garantir que a ECU (2) produz alarmes fidedignos. O módulo de regulação e filtragem (5), que é parte integrante do módulo de potência (4), caracteriza-se por transformar a tensão eléctrica disponível no veículo motorizado para os valores de tensão utilizados nos demais módulos do invento e nos componentes externos de iluminação LED, e: a) agregar a energia proveniente do módulo de conversão de energia (6) de acordo com a disponibilidade que resulta das funções luminosas que o ECU manda estarem activas; b) alimentar a totalidade do invento (3); c) Fornecer a energia pedida pelo módulo de controlo de carga. O módulo de potência (4), além das funções realizadas pela sua parte integrante módulo de regulação e 6

8 filtragem (5), realiza: a) a medida da energia entregue à bateria, acumulador ou outro dispositivo de armazenamento de energia, seus elementos activos de controlo, ou dispositivos activos consumidores de energia eléctrica (1); b) regula, por intermédio do módulo de regulação e filtragem (5), o módulo de controlo de carga (7). O módulo de controlo de carga (7) realiza: a) a alimentação do módulo controlo geral (8) com a energia necessária à alimentação dos componentes luminosos farolins, faróis, lâmpadas ou outros (10) sinalizadas para activação pela ECU (2); b) fornece a energia excedentária à bateria, acumulador ou outro dispositivo de armazenamento de energia, seus elementos activos de controlo, ou dispositivos activos consumidores de energia eléctrica (1) por intermédio de (11) através do módulo de potência (4). O módulo controlo geral (8) a) recebe as sinalizações do módulo de conversão de energia (6) e mantém disponível energia do módulo de controlo de carga (7) para fornecimento às funções luminosas (10); b) converte as sinalizações recebidas do módulo de conversão de energia (6) em instruções ao módulo de selecção de funções luminosas (9) de forma a ligar/desligar as funções luminosas (10); c) Sinaliza o módulo de conversão de energia (6) se alguma função luminosa (10) falhar, por intermédio da medida da energia fornecida, através do sistema de cabos (13), às funções luminosas (10), diagnosticando, com essa medida, anomalias na energia entregue a estas. O módulo de selecção de funções luminosas (9) recebe sinalização do módulo controlo geral (8) e procede à activação das 7

9 funções luminosas (10) previamente indicadas pelo ECU (2) através do sistema de cabos (12). Lisboa, 24 de Janeiro de

10 Reivindicações 1. Dispositivo electrónico com diagnóstico de corrente para iluminação LED em veículos motorizados caracterizado por recuperar a energia excedentária para a bateria, acumulador ou outro dispositivo de armazenamento de energia, seus elementos activos de controlo, ou dispositivos activos consumidores de energia eléctrica. 2. Dispositivo electrónico com diagnóstico de corrente para iluminação LED em veículos motorizados de acordo com a reivindicação nº1 caracterizado por permitir compatibilizar as funcionalidades dos controladores de iluminação já existentes nos veículos motorizados que estejam preparados para diagnosticar falhas em lâmpadas do tipo incandescente, ou equivalentes, quando estas são substituídas por lâmpadas LED. 3. Dispositivo electrónico de acordo com a reivindicação nº2 caracterizado por receber a sinalização do módulo controlo geral (8) quanto ao correcto funcionamento das funções luminosas (10), de forma a garantir que a ECU (2) produz alarmes fidedignos. 4. Dispositivo electrónico de acordo com as reivindicações nº1 e nº2 caracterizado por não recorrer forçosamente à dissipação térmica da energia excedentária que resulte do menor consumo dos sistemas de iluminação LED. 5. Dispositivo electrónico de acordo com as reivindicações nº1 e nº2 caracterizado por utilizar tecnologia electrónica de semicondutor para receber 1

11 a sinalização do módulo de controlo geral (8) e proceder à activação das funções luminosas (10) previamente indicadas pelo ECU (2) através do sistema de cabos (12). 6. Dispositivo electrónico de acordo com as reivindicações nº1 e nº2 caracterizado por utilizar tecnologia electrónica de semicondutor para fornecer a energia excedentária à bateria, acumulador ou outro dispositivo de armazenamento de energia, seus elementos activos de controlo, ou dispositivos activos consumidores de energia eléctrica (1) através do módulo de potência (4). 7. Dispositivo electrónico de acordo com a reivindicação nº2 caracterizado por não exigir alterações nos controladores de iluminação já existentes nos veículos motorizados. 8. Dispositivo electrónico de acordo com a reivindicação nº2 caracterizado por sinalizar o módulo de conversão de energia (6) se alguma função luminosa (10) falhar, por intermédio da medida da energia fornecida, através do sistema de cabos (13), às funções luminosas (10), diagnosticando, com essa medida, anomalias na energia entregue às funções luminosas, independentemente da sua natureza. 9. Dispositivo electrónico de acordo com as reivindicações nº1 e nº2 caracterizado por receber as sinalizações do módulo de conversão de energia (6) e mantém disponível energia do módulo de controlo de carga (7) para fornecimento às funções luminosas (10). 2

12 10. Dispositivo electrónico de acordo com as reivindicações nº1 e nº2 caracterizado por converter as sinalizações recebidas do módulo de conversão de energia (6) em instruções ao módulo de selecção de funções luminosas (9) de forma a ligar/desligar as funções luminosas (10). Lisboa, 24 de Janeiro de

13 1/1 Figura 1