CN106208182B - 车辆充电器及其控制导频信号检测方法 - Google Patents

车辆充电器及其控制导频信号检测方法 Download PDF

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Abstract

用于车辆充电器的控制导频(CP)信号检测方法,其包括以下步骤:当在车辆的点火开关关断时检测到CP信号的输入时,在设定的时段期间基于CP信号的信号电平对CP信号进行计数;当设定的时段经过时,确定CP信号之中的高电平CP信号的计数是否在参考范围内;以及基于高电平CP信号的计数是否在参考范围内的确定结果,输出CP信号的状态信息。

Description

车辆充电器及其控制导频信号检测方法
技术领域
本公开一般涉及车辆充电器及其控制导频(CP:control pilot)检测方法,并且更特别地涉及在电动车(EV:electric vehicle)的点火开关关断的状态下用于检测由电动车供电设备(EVSE:electric vehicle)生成的CP信号的车辆充电器,以及该车辆充电器的CP信号检测方法。
背景技术
当在车辆点火开关关断时EVSE的连接器被连接以执行充电过程的时候,安装在车辆中的充电器的控制电源需要被接通。然而,可能难以使用以充电器的充电标准(例如,SAEJ1772TM(SAE电动车和插电式混合电动车传导充电耦合器)提供的信号直接接通控制电源。取而代之的是,EVSE可将CP信号传输到充电器。因为CP信号是脉冲宽度调制(PWM:pulsewidth modulation)信号,所以可能难以使用CP信号保持充电器的控制电源的接通状态。
因此,在现有技术中,通常使用下面的两种方法:
第一,可以使用CP检测电路来启用控制电源,其中该CP检测电路始终不依赖于控制电源运行。第二,响应于CP信号的输入可以首先接通子电源,然后继续生成信号以启用控制电源来运行。在第一方法中,由于暗电流等可发生大量的问题。同时,在第二方法中,各种方法可用于配置电路;然而,可能发生模拟电路导致的与响应、可靠性和分布有关的问题。此外,由于附加功能需要,电路的数量可呈指数地增加。例如,极有可能由于CP信号的占空比条件的改变、输入电压条件的改变或噪声的流入发生误动作(malfunctioning)。
发明内容
本公开致力于使在现有技术中出现的上述问题得以解决,同时完整地保持由现有技术实现的优点。
本公开一方面提供车辆充电器,其能够检测由EVSE生成的CP信号以便当EV点火开关关断时控制(例如接通或关断)充电器的控制电源。本公开另一方面提供用于车辆充电器的CP信号检测方法。
根据本公开的实施例,用于车辆充电器的CP信号检测方法包括如下步骤:当在车辆的点火开关关断时检测到CP信号的输入的时候,在设定的时段期间基于CP信号的信号电平对CP信号进行计数;当经过设定的时段时,确定CP信号之中的高电平CP信号的计数是否在参考范围内;以及基于高电平CP信号的计数是否在参考范围内的确定结果,输出CP信号的状态信息。
对CP信号进行计数的步骤可包括:按设定周期验证CP信号的信号电平;基于验证的信号电平将CP信号分成高电平CP信号和低电平CP信号;对高电平CP信号进行计数;以及对低电平CP信号进行计数。
输出CP信号的状态信息的步骤可包括当高电平CP信号的计数在参考范围内时,输出指示CP信号已被输入并且是PWM信号的状态信息。
输出CP信号的状态信息的步骤可包括当高电平CP信号的计数超过参考范围的上限阈值时,输出指示CP信号已被输入并且是DC信号的状态信息。
输出CP信号的状态信息的步骤可包括当高电平CP信号的计数小于参考范围的下限阈值时,输出指示CP信号没有被检测到的状态信息。
此外,根据本公开的实施例,一种车辆充电器,用于通过接收由EVSE供给的电力给安装在EV中的电池充电,该车辆充电器包括:充电控制器,其配置成控制车辆充电器的充电操作;主电源,其配置成向充电控制器供给主电力并且切断主电力;子电源,其配置成当由EVSE生成的CP信号被输入时,作为子电力向电池供给电力;以及电力控制器,其配置成当EV的点火开关关断时监控由EVSE生成的CP信号,并且分别接通或关断主电源和子电源。
电力控制器可包括CP检测器,其配置成在设定的时段期间基于CP信号的信号电平对CP信号进行分类和计数,确定CP信号的计数是否在参考范围内并且基于CP信号的计数是否在参考范围内的确定结果,输出CP信号的状态信息;开/关控制器,其配置成基于输出的状态信息接通或关断主电源和子电源;以及时钟发生器,其配置成生成时钟信号以使CP检测器和开/关控制器同步。
CP检测器可以进一步配置成每次生成时钟信号时,验证CP信号的信号电平;基于验证的信号电平将CP信号分成高电平CP信号和低电平CP信号;对高电平CP信号进行计数;以及对低电平CP信号进行计数。
CP检测器可以进一步配置成当高电平CP信号的计数在参考范围内时,输出指示CP信号已被输入并且是PWM信号的状态信息。
CP检测器可以进一步配置成当高电平CP信号的计数超过参考范围的上限阈值时,输出指示CP信号已被输入并且是DC信号的状态信息。
CP检测器可以进一步配置成当高电平CP信号的计数小于参考范围的下限阈值时,输出指示CP信号没有被检测到的状态信息。
此外,根据本公开的实施例,用于车辆充电器的CP信号检测方法包括以下步骤:基于CP信号的信号电平将CP信号分成高电平CP信号和低电平CP信号,并且当车辆的点火开关关断时在设定的时段期间分别对高电平CP信号和计数低电平CP信号进行计数;确定高电平CP信号的计数和低电平CP信号的计数中的哪一者超过阈值;以及基于高电平CP信号的计数或低电平CP信号的计数中的哪一者超过阈值,确定具有相应电平的CP信号被检测到。
CP信号检测方法还可以包括当在确定高电平CP信号被检测到之后检测到低电平CP信号时,使高电平CP信号的检测无效。
CP信号检测方法还可以包括当在确定低电平CP信号被检测到之后检测到高电平CP信号时,使低电平CP信号的检测无效。
附图说明
本公开的上述和其它目标、特征和优点从结合附图的下述详细描述中将更明显。
图1是根据本公开的实施例示出车辆充电系统的框图。
图2是示出图1的电力控制器的框图。
图3是根据本公开的实施例示出车辆充电器的CP信号检测方法的流程图。
图4是根据本公开的实施例示出车辆充电器的CP信号检测方法的流程图。
附图标记说明
210:电力控制器
211:CP检测器
212:开/关控制器
213:时钟发生器
220:主电源
230:子电源
240:充电控制器
具体实施方式
以下,将参考附图详细描述本公开的实施例。如本领域技术人员将认识到,所描述的实施例在全部不脱离本公开的精神或范围的情况下以各种不同的方式加以变型。进一步地,在整个说明书中,相同的附图标记指的是相同的元件。
在整个本说明书中,除非明确描述为相反,词语“包含”,以及变体诸如“包括”和“含有”将被理解为暗指包括所陈述的元件但并不排除任何其他元件。此外,在本说明书中使用的术语“单元”、“器件”和“模块”表示用于处理至少一个功能或操作的单元,其可由硬件、软件或硬件和软件的组合实施。另外,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“该”也用于包括复数形式,除非在本说明书中另有说明或在上下文中明确说明。
可以理解,术语“车辆”或“车辆的”或如这里所用的其它类似的术语一般包括机动车辆,诸如包括运动型多功能车(SUV:sport utility vehicles)、公共汽车、卡车、各种商用车的乘用车、包括各种船舶的水运工具、航空器等,并且包括混合动力车辆、电动车、充电式混合电动车、氢动力汽车和其它替代燃料车辆(例如,来自非石油资源的衍生燃料)。如这里提到的,混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆,例如同时有汽油动力和电动力的车辆。
此外,可以理解,一种或多种下文的方法或其方面可以由至少一个控制器执行。术语“控制器”可以指包括存储器和处理器的硬件设备。在下文进一步描述存储器配置成储存程序指令,以及处理器经特别编程执行程序指令从而完成一个或多个进程。而且,可以理解,下文的方法可由包括控制器连同一个或多个其它组件的装置执行,如将由本领域的普通技术人员所理解的。
现在参考所公开的实施例,本公开涉及安装在EV中的充电器,并且提供了使用充电器检测CP信号的方案。图1是根据本公开的实施例示出车辆充电系统的框图。
如图1所示,车辆充电系统可包括EVSE 100和车辆充电器200。EVSE 100可以经由连接器连接到车辆,并且使用车辆充电器200可给电池充电(未示出)。电池可供给车辆的驱动电力。EVSE 100可生成CP信号。CP信号可以被生成为12伏特(V)DC信号(例如,用于与连接器的连接)、9V DC信号(例如,用于待机时间和预约时间)、9V PWM信号(例如,用于充电的开始)、6V PWM信号(例如,开始充电)等。
车辆充电器200可以是安装在车辆中的车载充电器(OBC:on-board charger),并且可包括电力控制器210、主电源220、子电源230和充电控制器240。电力控制器210可在EV的点火开关关断的状态下检测从EVSE 100传输来的CP信号,并且基于检测到的CP信号可控制供给到车辆充电器200的控制电源的切断。换言之,电力控制器210可监控CP信号,并且可基于CP信号的状态信息,控制车辆充电器200的控制电源。
电力控制器210可以被实施为可编程的器件,例如复杂可编程逻辑器件(CPLD:complex programmable logic device)或现场可编程门阵列(FPGA:field programmablegate array)。如上所述,根据本公开,电力控制器210可以以软件实施,因此,能够没有额外成本地实现附加功能,并能够降低成本。
主电源220在电力控制器210的控制下可向充电控制器240供给电池电源B+,或可切断电池电源B+。电池电源B+可以从安装在车辆中的电池(例如高电压电池)输出。子电源230响应于由EVSE 100生成的CP信号被输入,可向电力控制器210供给电池电源B+。换言之,当CP信号的输入被检测到时,子电源230可以被接通并且可启用电力控制器210来操作。
充电控制器240可控制车辆充电器200的整体操作。换言之,充电控制器240可通过主电源220接收控制电力,并且可控制电池的充电。
图2是示出图1的电力控制器的框图。如图2所示,电力控制器210可包括CP检测器211、开/关控制器212和时钟发生器213。
当EVSE 100经由接口被连接到车辆充电器200时,CP检测器211可监控由EVSE 100生成的CP信号。此外,CP检测器211可生成检测到的CP信号的状态信息,并且可输出该状态信息。该状态信息可包括关于CP信号是否被检测到的信息(例如信号)S1和关于信号的形式的信息S2,并且信号的形式可包括,例如DC和PWM。此外,该状态信息可以是CP信号的信号电平信息,并且可以包括关于高电平CP信号是否被检测到的信息(例如信号)S1和关于低电平CP信号是否被检测到的信息S2。
CP检测器211可在一时段期间验证每个接收到的CP信号的信号电平(例如1毫秒(ms)),基于所验证的信号电平可将CP信号分成高电平CP信号和低电平CP信号,并且可对高电平CP信号和低电平CP信号进行计数。所述时段可以被设定或被确定。
CP检测器211可确定高电平CP信号的计数是否在参考范围内。当高电平CP信号的计数在参考范围内时,CP检测器211可生成指示CP信号被检测到并且是PWM信号的状态信息S1S2“11”。当高电平CP信号的计数超过参考范围的上限阈值时,CP检测器211可生成指示CP信号被检测到并且是DC信号的状态信息S1S2“10”。此外,当高电平CP信号的计数小于参考范围的下限阈值时,CP检测器211可识别CP信号没有被检测到,并且可生成指示CP信号没有被检测到的状态信息S1S2“00”或“01”。
CP检测器211可在设定的时段期间验证每个CP信号的信号电平,基于信号电平可将CP信号分成高电平CP信号和低电平CP信号,并且可对高电平CP信号和低电平CP信号进行计数。此外,CP检测器211可确定高电平CP信号的计数是否等于或大于阈值,确定低电平CP信号的计数是否等于或大于阈值,并且基于检测结果可生成和输出指示高电平CP信号和低电平CP信号是否被检测到的状态信息。换言之,当计数值等于或大于指定的下限值时,CP检测器211可生成高检测信号和低检测信号。
基于从CP检测器211输出的状态信息,开/关控制器212可分别向主电源220和子电源230传输主电力控制信号和子电力控制信号。换言之,开/关控制器212可控制是否操作充电控制器240。
时钟发生器213可生成第一频率的时钟信号和第二频率的时钟信号。当子电源被接通时,电力控制器210可以与时钟信号同步。第一频率和第二频率可以分别是,例如100千赫兹(kHz)和500赫兹(Hz)。
图3是根据本公开的实施例示出车辆充电器的CP信号检测方法的流程图。如图3所示,在操作S11中,车辆充电器200在车辆的点火开关关断的状态下,每个设定周期验证从EVSE100输入的CP信号的信号电平,并且基于验证的信号电平可对高电平CP信号和低电平CP信号进行计数。换言之,车辆充电器200在每个设定周期(例如每次100kHz的时钟被生成时)可检测CP信号,并且可验证每个CP信号的信号电平。当CP信号具有高电平时,高电平CP信号的计数可以增“1”。当CP信号具有低电平时,低电平CP信号的计数可以增“1”。
在操作S12中,车辆充电器200可以可重复基于信号电平对CP信号进行分类并且对CP信号进行计数的操作,直到设定的时段经过为止。例如,车辆充电器200的CP检测器211可确定高电平CP信号的计数与低电平CP信号的计数的总和是否是“100”。
在操作S13中,当设定的时段经过时,车辆充电器200的CP检测器211可确定高电平CP信号的计数是否是在参考范围内。在操作S14中,当高电平CP信号的计数在参考范围内时,CP检测器211可传输指示PWM CP信号被检测到的状态信息“11”。在操作S15中,当高电平CP信号的计数不在参考范围内时,CP检测器211可确定高电平CP信号的计数是否超过参考范围的上限阈值。在操作S16中,当高电平CP信号的计数超过上限阈值时,CP检测器211可生成指示DC CP信号被检测到的状态信息“10”,并且可传输状态信息“10”。此外,当高电平CP信号的计数小于参考范围的下限阈值时,CP检测器211可生成指示CP信号没有被检测到的信号“00”或“01”,并且输出该信号。
图4是根据本公开的实施例示出车辆充电器的CP信号检测方法的流程图。
在操作S21中,CP检测器211在车辆的点火开关关断的状态下,每个设定周期可检测CP信号,并且可确定CP信号是否为高电平CP信号。CP检测器211可以第一频率(例如100kHz)的周期检测CP信号。
在操作S22中,当CP信号被确定为高电平CP信号时,CP检测器211可确定高电平CP信号的计数是否超过阈值。在操作S23中,当高电平CP信号的计数超过阈值时,CP检测器211可输出指示高电平CP信号被检测到的信号S1“1”。在操作S24中,当高电平CP信号的计数被确定为没有超过阈值时,CP检测器211可使高电平CP信号的计数增“1”。
当操作S23和S24被执行后,通过对以第二频率(例如500Hz)的周期检测到的CP信号进行计数而获得的计数可以被初始化,并且检测到的CP信号可以被储存于存储器中(未示出)。在操作S25中,当CP信号被确定为不是高电平CP信号时,CP检测器211可确定高电平CP信号是否被检测到。换言之,当低电平CP信号被检测到时,CP检测器211可确定高电平CP信号是否被检测到。在操作S26和S27中,当在高电平CP信号被检测到的状态下在预定的时段期间,低电平CP信号被保持时,CP检测器211可生成指示高电平CP信号没有被检测到的信号,并且可输出该信号。换言之,CP检测器211可使高电平CP信号的检测无效。
此外,当以第二频率的周期检测到的低电平CP信号被连续地检测到两次时,CP检测器211可将指示高电平CP信号是否被检测到的控制信号S1改变为“0”。当高电平CP信号没有被检测到时,CP检测器211可生成指示高电平CP信号没有被检测到的信号,并且可输出该信号。换言之,当低电平CP信号被检测到时,CP检测器211可生成指示高电平CP信号没有被检测到的信号,并且可输出该信号。
如上所述,CP检测器211可确定高电平CP信号是否被检测到。当确定高电平CP信号是否被检测到时,CP检测器211可使用如上所述的相同的方法确定低电平CP信号是否被检测到。当在指定的时段期间,低电平CP信号被保持时,CP检测器211可生成指示低电平CP信号被检测到的信号S2“1”。随后,当在设定的时段期间,高电平CP信号被保持时,CP检测器211可生成指示低电平CP信号没有被检测到的信号S2“0”,并且可输出该信号。
如上所述,根据本公开的实施例,能够检测由EVSE生成的CP信号,当EV的点火开关关断时能够控制(例如接通或关断)充电器的控制电源。因此,使用CP信号能够控制充电器的控制电源。
本公开的上述实施例对应于本公开的元件和特征的预定组合。而且,除非另外提及,本公开的元件或特征可以被认为是本公开的任选元件或特征。其中,本公开的每个元件或特征也可以不与本公开的其它元件或特征相结合而被操作或完成。此外,根据本公开的实施例可以通过结合本公开的一些元件和/或特征实现。根据本公开的实施例描述的操作的顺序可以变化。此外,本公开的任何特定实施例的部分配置或特征可以被包括在本公开的另一个实施例中,或可以替代为本公开的另一个实施例的配置或特征。另外,显而易见的,在本公开的权利要求范围内不具有任何明确引用的权利要求可以被结合到本公开的实施例的配置,或者在提交本公开的专利申请后的本公开的修改过程中被结合并被包括为新的权利要求。
本公开的实施例可以由各种装置例如硬件、固件、软件或其任何组合实施。用于硬件实现,本公开的示例性实施例可以由专用集成电路(ASIC:application specificintegrated circuit)、数字信号处理器(DSP:digital signal processor)、数字信号处理器件(DSPD:digital signal processing device)、可编程逻辑器件(PLD:programmablelogic device)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等中的一个或多个实施。用于固件或软件实现,本公开的实施例可以通过以完成上述功能或操作的模块、程序、函数等的形式实施。例如,软件代码可以储存于存储器单元中并且由处理器执行。存储器单元可位于处理器内部或外部,并且通过各种众所周知的装置可与处理器交换数据。
显而易见的,对于本领域的普通技术人员来说,本公开可以各种特定的不脱离本公开特征的形式实施。因此,在所有方面中的上述详细描述不应被解释为限制性的,而应被认为是用于例示性目的。因此,本公开的范围应由权利要求书的合理解释确定,并且在本公开等效范围内的所有修改包含在本公开的保护范围内。

Claims (14)

1.一种用于车辆充电器的控制导频CP信号检测方法,所述车辆充电器通过接收由电动车供电设备EVSE供给的电力给安装在电动车EV中的电池充电,所述CP信号检测方法包括以下步骤:
当在车辆的点火开关关断时检测到所述CP信号的输入时,在设定的时段期间基于所述CP信号的信号电平对CP信号进行计数;
当经过所述设定的时段时,确定所述CP信号之中的高电平CP信号的计数是否在参考范围内;
基于所述高电平CP信号的计数是否在所述参考范围内的确定结果,输出所述CP信号的状态信息,其中所述状态信息包括关于所述CP信号是否被检测到的信息;
在所述EV的点火开关关断的状态下检测从所述EVSE传输来的CP信号;以及
基于检测到的CP信号控制供给到所述车辆充电器的控制电源的通断。
2.根据权利要求1所述的CP信号检测方法,其中对CP信号进行计数的步骤包括:
以设定周期验证所述CP信号的信号电平;
基于所验证的信号电平将所述CP信号分成所述高电平CP信号和低电平CP信号;
对所述高电平CP信号进行计数;以及
对所述低电平CP信号进行计数。
3.根据权利要求1所述的CP信号检测方法,其中输出所述CP信号的状态信息的步骤包括:当所述高电平CP信号的计数在所述参考范围内时,输出指示所述CP信号已被输入并且是脉冲宽度调制PWM信号的状态信息。
4.根据权利要求1所述的CP信号检测方法,其中输出所述CP信号的状态信息的步骤包括:当所述高电平CP信号的计数超过所述参考范围的上限阈值时,输出指示所述CP信号已被输入并且是直流DC信号的状态信息。
5.根据权利要求1所述的CP信号检测方法,其中输出所述CP信号的状态信息的步骤包括:当所述高电平CP信号的计数小于所述参考范围的下限阈值时,输出指示所述CP信号没有被检测到的状态信息。
6.一种车辆充电器,用于通过接收由电动车供电设备EVSE供给的电力给安装在电动车EV中的电池充电,所述车辆充电器包括:
充电控制器,其配置成控制所述车辆充电器的充电操作;
主电源,其配置成向所述充电控制器供给主电力并且切断所述主电力;
子电源,其配置成当由所述EVSE生成的CP信号被输入时,作为子电力向电力控制器供给电力;以及
所述电力控制器,其配置成当所述EV的点火开关关断时监控由所述EVSE生成的所述CP信号,并且分别接通或关断所述主电源和所述子电源;
其中所述主电源在所述电力控制器的控制下向所述充电控制器供给主电力或切断主电力;并且所述充电控制器通过所述主电源接收控制电力并且控制所述电池的充电,并且
其中所述电力控制器包括:
CP检测器,其配置成在设定的时段期间基于所述CP信号的信号电平对所述CP信号进行分类和计数,确定所述CP信号的计数是否在参考范围内,并且基于所述CP信号的计数是否在所述参考范围内的确定结果,输出所述CP信号的状态信息;以及
开/关控制器,其配置成基于所输出的状态信息,接通或关断所述主电源和所述子电源。
7.根据权利要求6所述的车辆充电器,其中所述电力控制器还包括:
时钟发生器,其配置成生成时钟信号以使所述CP检测器和所述开/关控制器同步。
8.根据权利要求7所述的车辆充电器,其中所述CP检测器进一步配置成:每次生成所述时钟信号时,验证所述CP信号的信号电平;基于所验证的信号电平将所述CP信号分成高电平CP信号和低电平CP信号;对所述高电平CP信号进行计数;以及对所述低电平CP信号进行计数。
9.根据权利要求8所述的车辆充电器,其中所述CP检测器进一步配置成当所述高电平CP信号的计数在所述参考范围内时,输出指示所述CP信号已被输入并且是PWM信号的状态信息。
10.根据权利要求8所述的车辆充电器,其中所述CP检测器进一步配置成当所述高电平CP信号的计数超过所述参考范围的上限阈值时,输出指示所述CP信号已被输入并且是DC信号的状态信息。
11.根据权利要求8所述的车辆充电器,其中所述CP检测器进一步配置成当所述高电平CP信号的计数小于所述参考范围的下限阈值时,输出指示所述CP信号没有被检测到的状态信息。
12.一种用于车辆充电器的CP信号检测方法,所述车辆充电器通过接收由电动车供电设备EVSE供给的电力给安装在电动车EV中的电池充电,所述CP信号检测方法包括以下步骤:
基于所述CP信号的信号电平将CP信号分成高电平CP信号和低电平CP信号,并且当车辆的点火开关关断时在设定的时段期间分别对所述高电平CP信号和所述低电平CP信号进行计数;
确定所述高电平CP信号的计数和所述低电平CP信号的计数中的哪一者超过阈值;
基于所述高电平CP信号的计数和所述低电平CP信号的计数中的哪一者超过所述阈值,确定具有相应电平的CP信号被检测到;
在所述EV的点火开关关断的状态下检测从所述EVSE传输来的CP信号;以及
基于检测到的CP信号控制供给到所述车辆充电器的控制电源的通断。
13.根据权利要求12所述的CP信号检测方法,还包括以下步骤:当在确定所述高电平CP信号被检测到之后检测到所述低电平CP信号时,使所述高电平CP信号的检测无效。
14.根据权利要求12所述的CP信号检测方法,还包括以下步骤:当在确定所述低电平CP信号被检测到之后检测到所述高电平CP信号时,使所述低电平CP信号的检测无效。
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