CN104681887B - 辅助电源出口控制的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了辅助电源出口控制的系统和方法。该方法包括将电池供电装置连接至辅助电源出口，将电池供电装置至车辆的计算装置之间的通信同步，以及确定电池供电装置连接至电力总线并且在充电的时间。当电池供电装置未连接至电力总线或者电池供电装置未在充电时，则从辅助电源出口断开电力。该系统包括电池；电连接至电池的电力总线；至少一个辅助电源出口，其与电池电力通信并且配置为与电池驱动装置的电池充电端口匹配；以及电子控制单元（ECU）。ECU配置为当电池在充电时从辅助电源出口断开电力。

Description

辅助电源出口控制的系统和方法
技术领域
本技术领域大体上涉及车辆电气系统，并且更具体地，涉及在车辆中用于控制提供给一个或多个辅助电源出口的电力的方法。
背景技术
车辆上的电力负载数量不断增加并且更加复杂。当所有系统同时运行时，车辆可能要消耗300 amps以上的电力。不仅电力负载数量不断增加，而且负载的复杂性也随着越来越多的处理器和其他电子部件和设备的添加而不断增加。
随着更多的部件添加到车辆中，旨在节省车辆电池电能的动力管理愈发重要。通常，交流发电机发电高达185 amps。然而，由于诸如动力转向系统、加热座椅等部件的使用和混合动力系统的使用而导致可能经历约350 amps的瞬时电流。车辆中的稳态电流大约为77 amps。电源关闭模式下的车辆电流可能跌到低至20 mA。
通常经由辅助电源出口使用车辆电池的一个普遍示例性电子装置是手机。手机在完整充电模式期间可能会消耗大约1 Amp（例如，750 mA）。如果持续足够长的一段时间，手机可耗尽车辆电池。其他便携式电子装置亦能如此。
因此，希望通过可再充电装置和减少耗电来维持车辆电池。此外，本发明的其他希望特征和特性将通过随后的结合附图和上述技术领域和背景所做的详细说明和所附权利要求书而变得显而易见。
发明内容
提供了一种用于在车辆中控制辅助电源出口（APO）同时对电池供电装置充电的方法。该方法包括：将电池供电装置连接至辅助电源出口，将电池供电装置至车辆的计算装置之间的通信同步，以及，确定电池供电装置连接至电力总线并且在充电的时间。当电池供电装置未连接至电力总线或者电池供电装置未在充电时，则从辅助电源出口断开电力。
提供了一种用于在车辆中控制辅助电源出口（APO）同时对电池供电装置充电的系统。该系统包括：电池；电连接至电池的电力总线；至少一个辅助电源出口，其与电池电力通信并且配置为与电池驱动装置的电池充电端口匹配；以及，电子控制单元（ECU）。ECU配置为：将电池供电装置与ECU之间的通信同步；以及，确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间。当电池供电装置未连接至电力总线或者电池供电装置未在充电时，则从辅助电源出口断开电力。
提供了一种车辆。该车辆包括：电池；电连接至电池的电力总线；至少一个辅助电源出口，其经由电力总线与电池电力通信并且配置为与电池供电装置的电池充电端口匹配。该车辆进一步包括：电子控制单元（ECU）。ECU配置为：将电池供电装置与ECU之间的通信同步；以及，确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间。当电池供电装置未连接至电力总线或者电池供电装置未在充电时，则将辅助电源出口断电。
本发明包括以下方案：
1、一种用于在车辆中通过计算装置控制辅助电源出口同时对电池供电装置充电的方法，该方法包括：
将电池供电装置至车辆的计算装置之间的通信同步；
确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间；以及
当电池供电装置未连接至电力总线或者电池供电装置未在充电时，从辅助电源出口断开电力。
2、根据方案1所述的方法，其中，确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间是间断进行的。
3、根据方案1所述的方法，其中，确定电池供电装置在充电的时间选自由以下条件组成的组：从已经设置有充电标记的电池供电装置接收数据，检测流向电池供电装置的涓流电流，以及，从电池供电装置接收指示电池供电装置的电荷状态正向变化的数字数据。
4、根据方案1所述的方法，其进一步包括：
确定电池供电装置是否具有小于预定阈值的电荷状态；以及
当电池供电装置的电荷状态小于预定阈值时，使辅助电源出口通电直到电荷状态大于或等于预定阈值为止，然后使辅助电源出口断电。
5、根据方案1所述的方法，其进一步包括：
确定电池供电装置是否具有大于或等于预定阈值的电荷状态；以及
当电池供电装置的电荷状态大于或等于预定阈值时，使辅助电源出口断电。
6、根据方案4所述的方法，其进一步包括：
确定自电池供电装置连接至辅助电源出口以来所经过的时间；以及
当所经过的时间满足预定阈值时，确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间。
7、根据方案6所述的方法，其中，预定经过的时间和阈值其中之一或两者由用户配置。
8、根据方案5所述的方法，其进一步包括：
确定自电池供电装置连接至辅助电源出口以来经过的时间；以及
当所经过的时间满足预定阈值时，则确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间。
9、一种用于在车辆中控制辅助电源出口（APO）同时对电池供电装置充电的系统，其包括：
电池；
电连接至电池的电力总线；
至少一个辅助电源出口，其与电池电力通信并且配置为与电池驱动装置的电池充电端口匹配；以及
电子控制单元（ECU），该ECU配置为：
将电池供电装置与ECU之间的通信同步；
确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间；以及
当电池供电装置未连接至电力总线或者电池供电装置未在充电时，从辅助电源出口断开电力。
10、根据方案9所述的方法，其中，确定电池供电装置在充电的时间包括一个或多个以下操作：从已经设置有充电标记的电池供电装置接收数据，检测流向电池供电装置的涓流电流，以及，从电池供电装置接收指示电池供电装置的电荷状态正向变化的数据。
11、根据方案9所述的系统，其中，ECU进一步配置为：
确定电池供电装置是否具有小于预定阈值的电荷状态；以及
当电池供电装置的电荷状态小于预定阈值时，使辅助电源出口通电直到电荷状态大于或等于预定阈值为止，并且使辅助电源出口断电。
12、根据方案9所述的系统，其中，ECU进一步配置为：
确定电池供电装置是否具有大于或等于预定阈值的电荷状态；以及
当电池供电装置的电荷状态大于或等于预定阈值时，使辅助电源出口断电。
13、根据方案11所述的系统，其中，ECU进一步配置为：
确定自电池供电装置连接至辅助电源出口以来经过的时间；以及
当所经过的时间满足预定阈值时，则确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间。
14、根据方案12所述的系统，其中，ECU进一步配置为：
确定自电池供电装置连接至辅助电源出口以来经过的时间；以及
当所经过的时间满足预定阈值时，则确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间。
15、一种车辆，其包括：
电池；
电连接至电池的电力总线；
至少一个辅助电源出口，其经由电力总线与电池电力通信并且配置为与电池供电装置的电池充电端口匹配；以及
电子控制单元（ECU），该ECU配置为：
将电池供电装置与ECU之间的通信同步；
确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间；以及
当电池供电装置未连接至电力总线或者电池供电装置未在充电时，将辅助电源出口断电。
16、根据方案15的车辆，其进一步包括可操作以与电池供电装置无线通信的收发器。
17、根据方案15所述的车辆，其中，电池供电装置和ECU经由电力总线通信。
18、根据方案15所述的车辆，其中，ECU进一步确定电池供电装置的电荷状态。
19、根据方案18所述的车辆，其中，当电池供电装置的电荷状态低于预定值时，则使至少一个辅助电源出口通电。
20、根据方案16所述的车辆，其中，电池供电装置和ECU之间的无线通信以IEEE802.15.1通信标准进行。
附图说明
下文将结合以下的附图对示例性实施例进行描述，其中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在图中：
图1是根据实施例的简化车辆；
图2是用于在车辆中控制辅助电源出口（APO）的方法的简化逻辑流程图。
具体实施方式
以下详细说明实质上仅为示例性的，并不旨在限制本申请或使用。此外，本申请无意于受在前述技术领域、背景、发明内容概述或以下详细说明书中呈现的任何明示或暗示的理论的制约。
本领域的技术人员要了解，结合本文所公开实施例而描述的各种图示性逻辑块、模块、电路和算法步骤均可实施为电子硬件、在处理器上执行的计算机软件、或者硬件和软件的组合。上面就功能和/或逻辑块部件（或模块）和各种处理步骤对某些实施例和实施方式进行了描述。然而，应了解，这类块部件（或模块）可由任何数量的硬件、在处理器上执行的软件、和/或配置为执行特定功能的固件部件实现。
为了明确阐明这种互换性，上面大体上就其功能性对各种图示性部件、块、模块、电路和步骤进行了描述。这类功能性是实施为硬件还是实施为软件则取决于对整个系统施加的特定应用和设计约束条件。技术人员可针对各种特定应用按照不同的方式实施所述功能性，但是，这类实施决策不应解释为造成脱离本发明的范围。例如，系统或部件的实施例可采用可在一个或多个微处理器或其他控制装置的控制下实行多种功能的各种集成电路部件，例如：存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查询表等。另外，本领域的技术人员要了解，本文所述的实施例仅为示例性实施方式。
结合本文所公开实施例中的电子控制单元（ECU）所描述的各种图示性逻辑块、模块和电路可与通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（EPGA）或其他可编程逻辑装置、分立栅极或晶体管逻辑、分立硬件部件、或设计为执行本文所描述的功能的上述装置的任何组合一起实施或执行。通用处理器可以是微处理器，但是，在替代方案中，处理器可以是任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以实施为计算装置的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核的一个或多个微处理器、或任何其他这类配置。
用词“示例性的”在本文中是专门用于表示“用作示例、实例或图示”。在本文中描述为“示例性的”任何实施例均不可解释为比其他实施例优选或有利。
结合本文所公开实施例描述的方法或算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块、或两者的组合。软件模块可驻存在RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中已知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质连接至处理器，从而使处理器可从存储介质读取信息以及向存储介质写入信息。在替代方案中，存储介质可集成到处理器中。处理器和存储介质可驻存在ASIC中。ASIC可驻存在用户终端中。在替代方案中，处理器和存储介质可作为分立部件驻存在用户终端中。
在本文中，关系术语，比如第一和第二等，仅可用于将一个实体或动作与另一个实体或动作相区分，在这种实体或动作之间不必要求或暗示任何实际的这样的关系或顺序。除非由权利要求语言具体定义，否则，数字顺序，诸如“第一”、“第二”、“第三”等，仅表示多个的不同单体，而不暗示任何顺序或序列。除非由权利要求语言具体定义，否则，任何权利要求中的文本序列不暗示必须按照根据该序列的时间或逻辑顺序执行过程步骤。在不脱离本发明的范围的情况下，过程步骤可以任何顺序互换，只要这种互换不与权利要求语言相冲突并且不会产生逻辑上的荒谬。
此外，取决于上下文，用于描述不同元件之间的关系的用词，诸如“连接”或“连接至”，不暗示在这些元件之间必须进行直接的物理连接。例如，两个元件可通过一个或多个附加元件彼此物理地、电子地、逻辑地或以任何其他方式连接。
图1是车辆1的简化图，图示了本文所公开主题的示例性实施例。除了其他部件之外，车辆还包括车轮3、传动系4和车身2。车辆1进一步包括电池30。电池30可以是任何大小和供车辆1适当运行所要求的任何电压的电池。作为非限制性示例，电池30可提供12伏特、110伏特或220伏特的电位。
来自电池30的电力可经由直流（DC）总线40配送。为清晰和简洁起见，简化了图示的DC总线40。DC总线40可以是单个导电元件（诸如，电线）或者可包括具有配电线路的更复杂电路（诸如，示例性配电线路40A和40B）。DC总线40的各个配电线路可为车辆中的任何数量的DC负载供电，诸如电子控制单元（ECU）20、无线收发器10和辅助电源出口（APO）50A和50B。
DC总线40还可包括对DC总线40的任何部分逐步升压或逐步降压的辅助电路。例如，配电线40A可包括现有技术中已知的一个或多个DC-DC转换器以将110伏特电位步降为6伏特电位。DC总线40还可具有现有技术已知的辅助电路以通过DC总线将数字数据传输至ECU 20或车辆中的其他等效计算装置。
APO（50A/50B）可包括一个或多个物理插座，这些物理插座配置为接受包含在电子装置60上的或用于电子装置的配置为对电子装置的电池（未示出）进行充电的充电电缆上的一个或多个配件（例如，插头）。电子装置的非限制性示例包括手机、计算装置、音乐存储装置和游戏装置。进一步地，插头/端口的非限制性示例包括USB端口、传统的打火机端口、圆柱形插头、一脚插头、多脚插头、Molex连接器、Tamiya连接器、Empower 插头、Deans 连接器、SAE连接器、ISO 4165 连接器和所有类型的手机连接器。
在本文的实施例中，电子装置60包括用于与无线收发器10有线和/或无线通信的装置。车辆内用于有线和无线通信的装置多种多样并且是现有技术已知的。由此，为了清晰和简洁起见，本文中不再进一步论述各种形式的有线和无线通信，用于这类通信的通信协议可以是以太网、Zigbee™、Bluetooth™、Wifi 和将来可在IEEE标准802.15、802.11下开发的或在将来可开发的任何后继有线或无线IEEE标准下开发的任何其他协议。
图2是用于在车辆中控制至APO的电力的方法的逻辑流程图。为简洁起见并且仅通过示例，下面的论述将集中在手机的充电。然而，申请人并不旨在将本文的主题限制于此。以下内容可适用于需要电池充电的任何电动/电子装置。非限制性示例包括Ipods™、Ipads™、膝上型计算机、电子平板设备、寻呼机、Blackberrys™、便携式收音机、电子书阅读器（即，Nook™）等。
在步骤110处，手机是或者已经无线同步至车辆1内的计算装置并且物理连接至辅助电源出口50A/50B进行再充电。当移动装置与计算装置上的应用程序或服务器通信时，便发生同步。这通常简称为“同步”或“对接”。移动装置必须具有将应用、更新和变化加载到其操作系统或设置的某种方式。即使是能够无线联网的装置也必须具有加载软件的某种方式，只要能加载在第一场所创建无线连接所需的软件。这可通过将装置的操作系统和应用程序与中央管理程序或车辆计算装置上的单独应用程序进行同步来实现。
大多数移动装置往往通过USB端口使用电缆、对接单元或托架与计算机通信。装置上的应用程序可转移并接收来自计算机上的应用程序的数据，从而使计算机和装置均具有相同的信息。例如，Palm装置上的Date Book软件可与Windows 计算机上的MicrosoftOutlook Calendar通信并交换预约。无线装置可通过互联网或无线网络进行同步。无线同步不再需要装置物理连接至计算机。
在本示例中，假设中央计算装置是ECU 20。将手机同步至车辆的计算装置以便用于通信目的是本领域已知的，从而出于简单和清晰起见，在本文中不再进一步论述。计时时钟也可开始于步骤110。
在决策点120处，ECU 20确定是否存在（即，插入有）手机60并且在APO 50A/50B处充电。这可通过多种方式完成，方式太多，本文不能穷尽。然而，一种示例性方法可包括：将“充电”标记设置在手机软件中的无线通信。该软件可包括在由用户安装在手机上的或可以是手机操作系统的一部分的“app”（即，应用程序）中。无论在哪种情况下，将“充电”的指示无线传送至ECU 20。
确定是否存在（即，插入有）手机60并且在APO 50A/50B处充电可连续地或间断地进行。间断监控在本文中被理解是周期的或非周期的，并且包括随机的、可变地和/或非周期的顺次地固定定时模式。
在替代实施例中，可经由DC总线40将“充电”指示数字地发送至ECU 20作为有线通信。通过电源线传送数字数据（诸如，连接指示）在本领域中是已知的（例如，I phone™），并且出于清晰和简洁起见，本文中不再进行论述。
在其他实施例中，“充电”指示可包括传送电荷状态（SOC）或SOC变化（ΔSOC）。电荷状态（SOC）相当于用于电动车辆（BEV）、混合动力车辆（HEV）或充电式混合动力车辆（PHEV）中的传统电池或电池组的燃油表。SOC的单位是百分点（0%=空；100%=满）。相同度量的替代形式是放电深度（DoD），SOC的倒数（0%=满；100%=空）。当论述使用中的电池的电流状态时，通常使用SOC，而当论述重复使用之后的电池的寿命时，则更多见DoD。
另一充电指示可以是检测到通过特定配电线40A/40B的涓流电流。用于检测通过电线的电流的装置是本领域中已知的。例如，可将传感电阻器41A/41B置于配电线40A/40B中。
当确定不存在手机60或手机60未在充电（即，电池满电）时，在步骤150处，ECU 20停止向APO供电。这可通过使用手机60选择性地打开配电线中通往APO的继电器来进行，或者，ECU可停止向所有APO供电。
在决策点130处，ECU 20确定手机电池的SOC是否低于预定阈值。该确定可以通过经由无线收发器或经由有线通信从手机接收SOC指示来进行。该指示可以是本领域中已知的任何合适的指示。指示的非限制性示例包括：最小电压、安培小时计算结果、以及通常显示在手机上的“电量格”数量。预定阈值可在制造时设置，或者也可由用户配置。
当SOC小于预定阈值时，则在步骤140处，使相应的APO通电直到确定已经满足阈值为止，其中，在步骤150处，随后使APO断电。
在步骤160处，检查自在步骤110处进行最后一次确定以来所经过的时间。如果所经时间已经过去，那么，方法100回到步骤110并且重复方法100。所经时间可在制造时设置，或者也可由用户配置。
当SOC等于或大于预定阈值时，则在步骤160处，在计时器上检查自在步骤110处进行最后一次确定以来所经过的时间。如果所经时间已经过去，那么方法100回到步骤110并且重复方法100。
虽然在上面的详细说明中已经展示了至少一种示例性实施例，但是，应了解，还存在大量变型。还应了解，示例性实施例或多个示例性实施例仅为示例，并不旨在以任何方式限制本公开的范围、应用或配置。确切地说，上面的详细说明将为本领域的技术人员提供实施示例性实施例或多个示例性实施例的便捷指南。应理解，在不脱离如所附权利要求书及其法律等效物提出的本公开的范围的情况下，可对元件的功能和布置进行多种改变。

Claims (20)

1.一种用于在车辆中通过计算装置控制所述车辆的辅助电源出口同时对电池供电装置充电的方法，其中电池供电装置通过所述辅助电源出口来充电，该方法包括：
将电池供电装置至车辆的计算装置之间的通信同步；
确定电池供电装置连接至所述车辆的电力总线并在充电的时间；以及
当电池供电装置未连接至电力总线或者电池供电装置未在充电时，从辅助电源出口断开电力。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间是间断进行的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定电池供电装置在充电的时间选自由以下条件组成的组：从已经设置有充电标记的电池供电装置接收数据，检测流向电池供电装置的涓流电流，以及，从电池供电装置接收指示电池供电装置的电荷状态正向变化的数字数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
确定电池供电装置是否具有小于预定阈值的电荷状态；以及
当电池供电装置的电荷状态小于预定阈值时，使辅助电源出口通电直到电荷状态大于或等于预定阈值为止，然后使辅助电源出口断电。
5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
确定电池供电装置是否具有大于或等于预定阈值的电荷状态；以及
当电池供电装置的电荷状态大于或等于预定阈值时，使辅助电源出口断电。
6.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括：
确定自电池供电装置连接至辅助电源出口以来所经过的时间；以及
当所经过的时间满足预定阈值时，确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，预定经过的时间和阈值其中之一或两者由用户配置。
8.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括：
确定自电池供电装置连接至辅助电源出口以来经过的时间；以及
当所经过的时间满足预定阈值时，则确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间。
9.一种用于在车辆中控制辅助电源出口同时对电池供电装置充电的系统，其包括：
电池；
电连接至电池的电力总线；
至少一个辅助电源出口，其与电池电力通信并且配置为与电池驱动装置的电池充电端口匹配；以及
电子控制单元，该电子控制单元配置为：
将电池供电装置与电子控制单元之间的通信同步；
确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间；以及
当电池供电装置未连接至电力总线或者电池供电装置未在充电时，从辅助电源出口断开电力。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，确定电池供电装置在充电的时间包括一个或多个以下操作：从已经设置有充电标记的电池供电装置接收数据，检测流向电池供电装置的涓流电流，以及，从电池供电装置接收指示电池供电装置的电荷状态正向变化的数据。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，电子控制单元进一步配置为：
确定电池供电装置是否具有小于预定阈值的电荷状态；以及
当电池供电装置的电荷状态小于预定阈值时，使辅助电源出口通电直到电荷状态大于或等于预定阈值为止，并且使辅助电源出口断电。
12.根据权利要求9所述的系统，其中，电子控制单元进一步配置为：
确定电池供电装置是否具有大于或等于预定阈值的电荷状态；以及
当电池供电装置的电荷状态大于或等于预定阈值时，使辅助电源出口断电。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，电子控制单元进一步配置为：
确定自电池供电装置连接至辅助电源出口以来经过的时间；以及
当所经过的时间满足预定阈值时，则确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间。
14.根据权利要求12所述的系统，其中，电子控制单元进一步配置为：
确定自电池供电装置连接至辅助电源出口以来经过的时间；以及
当所经过的时间满足预定阈值时，则确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间。
15.一种车辆，其包括：
电池；
电连接至电池的电力总线；
至少一个辅助电源出口，其经由电力总线与电池电力通信并且配置为与电池供电装置的电池充电端口匹配；以及
电子控制单元，该电子控制单元配置为：
将电池供电装置与电子控制单元之间的通信同步；
确定电池供电装置连接至电力总线并在充电的时间；以及
当电池供电装置未连接至电力总线或者电池供电装置未在充电时，将辅助电源出口断电。
16.根据权利要求15所述的车辆，其进一步包括可操作以与电池供电装置无线通信的收发器。
17.根据权利要求15所述的车辆，其中，电池供电装置和电子控制单元经由电力总线通信。
18.根据权利要求15所述的车辆，其中，电子控制单元进一步确定电池供电装置的电荷状态。
19.根据权利要求18所述的车辆，其中，当电池供电装置的电荷状态低于预定值时，则使至少一个辅助电源出口通电。
20.根据权利要求16所述的车辆，其中，电池供电装置和电子控制单元之间的无线通信以IEEE 802.15.1通信标准进行。
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