CN111371085A - 车载装置中的供电装置以及供电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够自动向便携终端提供合适的电力供应从而提高用电效率和便捷性的供电装置以及供电方法。供电装置具有：多个供电连接部，能够与外部便携终端连接；多个供电部，能够分别与上述多个供电连接部连接且供电能力不同；所需电力信息取得部，在经由上述供电连接部连接有上述外部便携终端的情况下，经由上述供电连接部取得该外部便携终端的所需电力信息，上述所需电力信息是与上述外部便携终端需要的电力有关的信息；以及控制部，基于由上述所需电力信息取得部取得的上述所需电力信息进行控制，将经由上述供电连接部向上述外部便携终端供电的供电部切换成多个供电部中的能够满足上述所需电力信息的上述供电部。

Description

车载装置中的供电装置以及供电方法

技术领域

本发明涉及一种车载装置中的能够对外部便携终端供电的供电装置以及供电方法。

背景技术

为了方便在车上对手机等便携终端进行充电，一般在车载装置上配置有USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)接口等连接器。对于家庭用车来说，一般来说会在车辆的前座椅和后座椅附近各配置一个USB接口。同时，手机等便携终端还可以经由该USB接口与车载装置进行数据的传输。

此外，在车载环境中，由于对车载装置等供电的电源是车载电池，因此车载装置的消耗电流(或功率)存在限制，这种限制在接口设计方面也有体现。基于限制电流和成本等因素的考虑，在汽车前后共设置两个USB接口的情况下，通常将一个USB接口设置为能够供应较高电流例如2.1A的高电流连接器，将另一个USB接口设置为能够供应较低电流例如1A或500mA的低电流连接器。

在现有技术中，便携终端经由USB接口进行充电时，首先便携终端与车载装置相互取得对方的信息进行认证(通信认证)，对于便携终端来说，取得USB接口的电流供应能力信息，对于车载装置来说，取得便携终端进行充电所需要的电流信息即所需电流信息。在相互取得信息而认证成功之后开始充电。

并且，便携终端的充电时间依赖于所连接的USB接口是哪种连接器。即使便携终端具有高速充电模式，如果用户将该便携终端连接到低电流连接器上，由于经由低电流连接器供应的电流无法满足该便携终端的高速充电模式下的所需电流，充电速度也依然会很慢。并且，在这种情况下，如果客户发现该问题而将该便携终端从低电流连接器拔出再插入到另一个USB接口中，则由于前后USB接口存在一定距离而比较麻烦。

此外，如果用户将高速充电过程中的便携终端从车载侧的高电流连接器再插入低电流连接器中，则由于便携终端侧依然保持着高电流相关的信息而低电流连接器无法提供这种高电流，从而出现车载装置检测出过电流而产生错误或电源动作停止的问题。

发明内容

本发明是鉴于以上问题而完成的，其目的在于提供一种能够自动向便携终端提供合适的电力供应从而提高用电效率和便捷性的供电装置以及供电方法。

本发明的实施方式是一种车载装置中的供电装置，其特征在于，具有：多个供电连接部，能够与外部便携终端连接；多个供电部，能够分别与上述多个供电连接部连接且供电能力不同；所需电力信息取得部，在经由上述供电连接部连接有上述外部便携终端的情况下，经由上述供电连接部取得该外部便携终端的所需电力信息，上述所需电力信息是与上述外部便携终端需要的电力有关的信息；以及控制部，基于由上述所需电力信息取得部取得的上述所需电力信息进行控制，将经由上述供电连接部向上述外部便携终端供电的供电部切换成多个供电部中的能够满足上述所需电力信息的上述供电部。

本发明的另一实施方式是一种车载装置中的供电方法，其特征在于，上述车载装置具有：多个供电连接部，能够与外部便携终端连接；以及多个供电部，能够分别与上述多个供电连接部连接且供电能力不同；上述供电方法包括：所需电力信息取得步骤，在经由上述供电连接部连接有上述外部便携终端的情况下，经由上述供电连接部取得该外部便携终端的所需电力信息，上述所需电力信息是与上述外部便携终端需要的电力有关的信息；以及控制步骤，基于在上述所需电力信息取得步骤取得的上述所需电力信息进行控制，将经由上述供电连接部向上述外部便携终端供电的供电部切换成多个供电部中的能够满足上述所需电力信息的上述供电部。

根据本发明的实施方式，能够在不改变所连接的连接器的情况下将供电的电源切换成更加合适的电源，从而能够提高车载装置的用电效率和用户使用的便捷性。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式涉及的供电装置的功能框图。

图2是本发明的第一实施方式涉及的供电装置的结构电路图的一例。

图3是说明第一实施方式涉及的车载装置中的供电方法的流程图。

图4是说明第二实施方式涉及的车载装置中的供电方法的流程图。

附图标记的说明：

100供电装置；10供电连接单元；20供电单元；30控制单元；40所需电力信息取得单元；1、2、3、4开关；5高电流连接器；6低电流连接器；7高电流电源；8低电流电源；9SOC。

具体实施方式

本发明的供电装置主要搭载在汽车等的车载装置中，能够利用车载装置中的车载电池等电源的电力对从外部连接的手机等便携终端进行供电。

以下，参照附图说明本发明的优选实施方式。在不同实施方式中，对于相同或相似的部分使用相同的附图标记，并适当省略重复的说明。

(第一实施方式)

在第一实施方式中，从供电装置100实现的功能方面划分，供电装置100的构成如图1所示。图1是本发明的第一实施方式涉及的供电装置的功能框图。

供电装置100具有供电连接单元10、供电单元20、控制单元30以及所需电力信息取得单元40。

具体来说，供电连接单元10用于与外部便携终端连接，在本发明中存在多个能够分别与外部便携终端连接的供电连接单元10，从而供电装置100能够同时与多个外部便携终端连接而对多个外部便携终端进行充电。在图1中以同一个单元块表示多个供电连接单元10。

此外，能够使用目前存在的各种连接接口作为供电连接单元10。例如使用多个USB接口作为供电连接单元10，车载装置也可以通过该USB接口而与外部便携终端之间进行数据的收发。

供电单元20由能够分别与多个供电连接单元10连接且供电能力不同的多个供电单元构成，在图1中以同一个单元块表示多个供电单元20。能够使用车载装置的电源的一部分作为供电单元20，或者将车辆中的同一蓄电池的不同输出部分作为供电能力不同的多个供电单元。

所需电力信息取得单元40在某个供电连接单元10上连接有外部便携终端的情况下，经由该某个供电连接单元10取得所连接的外部便携终端的所需电力信息。所谓所需电力信息是与该外部便携终端需要的电力有关的信息。例如是对该外部便携终端进行充电所需要的电源的功率范围的信息，或者该外部便携终端是否具有快充功能的信息、为了实现快充功能所需要的最低电流等信息。所需电力信息取得单元40可以是能够实现以上功能的专用电路或者由处理器执行的程序模块。

所需电力信息取得单元40将所取得的外部便携终端的所需电力信息提供给控制单元30。控制单元30基于由所需电力信息取得单元40取得的所需电力信息进行控制，将经由供电连接单元10向外部便携终端供电的供电单元20切换成多个供电单元20中的能够满足所需电力信息的供电单元20。控制单元30可以是能够实现以上功能的专用电路或者由处理器执行的程序模块。

例如，当控制单元30基于所需电力信息而判断出与当前连接于外部便携终端的供电连接单元10连接的供电单元20的供电能力低于该外部便携终端所需要的供电能力的情况下，将供电连接单元10切换连接到能够满足该外部便携终端所需要的供电能力的其他供电单元20上。

或者控制为，当控制单元30基于所需电力信息而判断出所控制的多个供电单元20中存在比与当前的供电单元20更加适合所连接的外部便携终端的情况下，将供电连接单元10切换连接到该更加适合外部便携终端的其他供电单元20上。

在第一实施方式中，供电连接单元10对应于“供电连接部”，供电单元20对应于“供电部”，控制单元30对应于“控制部”，所需电力信息取得单元40对应于“所需电力信息取得部”。

以上将供电装置100的构成用功能框图的方式来表示和说明，但具体的实现方式可以采用硬件结构或者将硬件和软件结合来实现的方式，并且，也可以根据所设置的车载装置的环境来具体设计电路结构。

例如，图2是本发明的第一实施方式涉及的供电装置100的结构电路图的一例。图2中的供电装置100设置于具有SOC(System on Chip：系统级芯片)的车载装置中，供电装置100包括SOC 9、开关1、2、3、4、高电流连接器5、低电流连接器6、高电流电源7以及低电流电源8。各部分的连接线路如图2所示。

具体来说，SOC 9相当于对供电装置100的各个部分进行控制的控制单元30，能够与高电流连接器5、低电流连接器6、高电流电源7以及低电流电源8之间收发信息，并且控制开关1、2、3、4的导通(ON)与断开(OFF)。

高电流电源7以及低电流电源8相当于供电单元20，具有不同的供电能力。高电流电源7具有较高的供电能力，低电流电源8具有较低的供电能力。高电流电源7以及低电流电源8的定义可以按照所应用的领域的一般标准来进行。例如目前在车载充电方面将供应电流为2.1A的电源设为高电流电源，将电流为1A或500mA的电源设为低电流电源。也可以通过比较而将多个电源中相比较能够供应较高电流(或功率)的电源设为高电流电源，将多个电源中相比较能够供应较低电流(或功率)的电源设为低电流连接器。

高电流连接器5以及低电流连接器6相当于供电连接单元10，这里设为高电流连接器5以及低电流连接器6是USB接口。其中，高电流电源7经由开关2而与高电流连接器5连接，经由开关3而与低电流连接器6连接。并且，低电流电源8经由开关4而与低电流连接器6连接，经由开关1而与高电流连接器5连接。在正常状态下，开关2、4导通，但是开关1、3断开，从而高电流电源7能够经由高电流连接器5向连接在高电流连接器5的便携终端进行供电，而低电流电源8能够经由低电流连接器6向连接在低电流连接器6的便携终端进行供电。

此外，SOC 9经由通信线DPDM分别连接到高电流连接器5和低电流连接器6，从而SOC 9能够经由高电流连接器5或低电流连接器6而与连接的便携终端进行数据通信。

此外，SOC 9还分别连线到高电流电源7的FAULT端子以及低电流电源8的FAULT端子，FAULT端子是电源异常接收端子，在高电流电源7或者低电流电源8发生异常时，通过FAULT端子通知给SOC 9。

此外，SOC 9还分别连线到高电流电源7的CONT端子以及低电流电源8的CONT端子，CONT端子是电源控制端子，SOC 9能够通过CONT端子来控制高电流电源7或者低电流电源8所连接的开关的切断或导通，从而实现控制控制开关1、2、3、4的导通(ON)与断开(OFF)的动作。

以下基于图2所示的供电装置100的电路连接图，结合附图3来详细说明供电装置100的供电方法的流程。

图3是说明第一实施方式涉及的车载装置中的供电方法的流程图。如图3所示，当用户将手机等便携终端插入到某个USB接口中(步骤S301)，便携终端与供电装置100之间相互取得所需电流和供给电流信息，来进行信息的认证(步骤S302)。

例如，在图2所示的电路中设便携终端插入到低电流连接器6的情况下，在步骤S302中，电源电压触发通信认证。SOC 9通过低电流DPDM线从低电流连接器6获取便携终端的认证设备信息(所需电流的信息)，SOC 9根据所需电流的信息和各个电源的供给电流信息，判断所插入的低电流连接器6当前连接的低电流电源8的供电能力(所供给的电流大小)能否供给便携终端所需的电流(步骤S303)。如果判断为能够供给便携终端所需的电流(步骤S303：是)，则保持当前的连接状态，结束对供电能力的判断。

如果判断为当前连接的低电流电源8的供电能力不能供给便携终端所需的电流(步骤S303：否)，则进入步骤S304。这里设图2中所插入的便携终端具有快速充电功能，为了启动快速充电功能需要较大的电流，而低电流连接器6无法供给启动快速充电功能所需的电流，即低电流连接器6的供给电流低于启动快速充电功能所需的电流，便携终端无法进行快速充电，充电速度较慢。因此，在步骤S303中SOC 9判断为“否”而进入步骤S304，在无需用户插拔便携终端的情况下，将供应电源从低电流电源切换为高电流电源。具体来说，SOC 9通过低电流电源的CONT端子断开低电流连接器6与低电流电源8之间的开关4，通过高电流电源的CONT端子断开高电流连接器5与高电流电源7之间的开关2，并且通过高电流电源的CONT端子导通低电流连接器6与高电流电源7之间的开关3，通过低电流电源的CONT端子导通高电流连接器5与低电流电源7之间的开关1。

在进行了切换之后，可以再次进行通信认证，相互取得所需电流和供给电流信息，从而完成电源的转换。在电源转换之后，继续充电过程，直到在步骤S305中检测到充电完成之后，进入步骤S306，SOC 9将连接状况重置，即导通开关2、4，断开开关1、3，使电源的供给状态恢复到切换前的状态。

根据本实施方式，能够在不改变所连接的连接器的情况下将供电的电源切换成更加合适的电源，从而能够提高车载装置的用电效率和用户使用的便捷性。

(第二实施方式)

第二实施方式的供电装置的组成部分与第一实施方式相同，不同点在于所需电力信息取得单元40和控制单元30的动作不同。以下主要针对第二实施方式与第一实施方式的不同点进行说明，并适当省略重复的说明。

在第二实施方式中，除了第一实施方式中的供电动作之外，所需电力信息取得单元40还在供电过程中经由供电连接单元10定期取得外部便携终端的新的所需电力信息。

控制单元30还基于所需电力信息取得单元40取得的新的所需电力信息进行控制，将经由供电连接单元10向外部便携终端供电的供电单元20切换成多个供电单元20中的能够满足新的所需电力信息的供电单元20。

以下基于图2所示的供电装置100的电路连接图，结合附图4来详细说明供电装置100的供电方法的流程。

图4是说明第二实施方式涉及的车载装置中的供电方法的流程图。其中，图4中的步骤S401～步骤S404的动作与图3中的步骤S301～步骤S304相同，在便携终端与USB接口连接时(步骤S401)进行通信认证，互相取得所需电流信息和供给电流信息(步骤S402)。

接着，控制单元30判断USB接口所连接的电源的供给电流是否满足便携终端的所需电流的要求(步骤S403)，在满足时(步骤S403：是)，持续供电，并进入步骤S406，在不满足时(步骤S403：否)，在不改变便携终端的连接状态的情况下将电源切换成能够满足所需电流的要求的电源(步骤S403：是)，之后持续供电，并进入步骤S406。

在步骤S406，所需电力信息取得单元40还在供电过程中经由供电连接单元10定期取得便携终端的新的所需电力信息，这是因为，随着充电进程的发展，有些便携终端的所需电力信息也会改变。例如，对于某些手机电池来说，充电程度越高，所需的电流越小。所需电力信息取得单元40能够按照规定的周期取得便携终端的新的所需电力信息。

在所需电力信息取得单元40取得新的所需电力信息之后，控制单元30根据新的所需电力信息，判断其他的供电单元20的供电能力是否更加合适(步骤S407)。这里，能够预先设定规定的条件来判断其他的供电单元20的供电能力是否更加合适。例如，能够将供电能力与所需电力信息之差在规定范围的其他供电单元20判断为是更加合适的供电单元20。

如果判断为存在更加合适的供电单元20的情况下(步骤S407：是)，在不改变USB接口的连接状态的情况下将作为供应电源的供电单元20切换为该更加合适的供电单元20(步骤S405)，并进入步骤S408。此外，在判断为不存在更加合适的其他供电单元20的情况下(步骤S407：否)，不进行切换而继续进行充电，并进入步骤S408。每次进行切换之后，可以再次进行通信认证之后再继续充电。

直到在步骤S408中检测到充电完成之后，进入步骤S409，控制单元30将连接状况重置到切换前的状态。

根据本实施方式，能够得到与第一实施方式相同的技术效果。并且，通过定期取得新的所需电力信息，能够随着充电进程的发展而切换到更合适的供电单元进行充电，从而能够高效利用电力资源。

(其他变形例)

以上说明了本发明的优选实施方式，但并不仅限于此，不同的实施方式可以组合使用。并且，各个步骤的执行顺序可以适当变更。

也可以是，控制单元30进行切换时只切换到空闲的供电单元。例如，在图2的结构例中，设将具有快速充电功能的便携终端连接到低电流连接器6上从而控制单元30判断为需要将低电流连接器6切换连接到高电流电源上的情况下，控制单元30判断高电流电源7是否空闲。如果高电流连接器5上也同时连接有其他便携终端，高电流电源7正在经由高电流连接器5进行供电的情况下，控制单元30停止切换动作。

此外，在该情况下也可以是，在控制单元30比较低电流连接器6的供电能力与高电流连接器5上所连接的便携终端的所需电流信息，在判断为低电流连接器6的供电能力满足高电流连接器5上所连接的便携终端的所需电流信息的情况下，即使高电流电源7并没有空闲，也进行电源的切换，使高电流电源7与低电流连接器6连接，而低电流电源8与高电流连接器5连接。

此外，在第一实施方式中，控制单元30在当前的供电单元20的供电能力不能满足便携终端的所需电力信息的情况下，将供电单元20切换成能够满足便携终端的所需电力信息的供电单元20。但是，也可以是，即使当前的供电单元20的供电能力能够满足便携终端的所需电力信息，控制单元30还判断是否存在其他能够满足同一便携终端的所需电力信息的供电单元20，在存在其他供电单元20的情况下，切换到该其他供电单元20。

例如在图2的构成的情况下，在便携终端所连接的高电流连接器5与高电流电源7连接且SOC 9判断为低电流电源8的供电能力也能够满足所需电力信息的情况下，SOC 9将高电流连接器5与高电流电源7连接的连接状态切换成高电流连接器5与低电流电源8连接的状态。

此外，在图2的构成中，也可以是，若SOC 9接收的信息表示高电流连接器5和低电流连接器6上都连接有具有快速充电功能的便携终端的情况下，不再进行是否切换所连接的电源的判断。

此外，在图2的构成中，也可以是，当SOC 9经由FAULT端子接收到电源错误信号时，进行切换，将当前供应电源切换到另一个供应电源。这是因为，当发生电源错误时，有可能是用户在充电期间将便携终端拔出而插入到另一个USB接口从而供应电源与便携终端所保有的原供应电源不同所造成的。

此外，在这种情况下，若切换后进行新的通信认证而认证不通过且仍有FAULT端子的错误信号，则SOC 9判断为设备短路而切断所有电源与连接器的连接。

此外，在图2的构成中，也可以是，当高电流连接器5和低电流连接器6上都连接有便携终端的情况下，SOC 9针对双方执行本发明的供电方法，若当前状态的各个电源的供电能力都能够分别满足各自连接的便携终端的所需电力信息，则不动作。若存在当前状态的各个电源的供电能力至少一个无法满足所连接的便携终端的所需电力信息，可以以规定的时间间隔例如每半小时来相互进行切换，

以上说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不是想限定发明范围。这些新的实施方式可以以其他各种各样的方式实施，可以在不脱离发明主旨的范围内进行各种各样的省略、置换和变更。这些实施方式或其变形包含在发明范围或主旨内，并且也包含在权利要求范围中记载的发明及其均等的范围内。

Claims (8)

1.一种车载装置中的供电装置，其特征在于，具有：

多个供电连接部，能够与外部便携终端连接；

多个供电部，能够分别与上述多个供电连接部连接且供电能力不同；

所需电力信息取得部，在经由上述供电连接部连接有上述外部便携终端的情况下，经由上述供电连接部取得该外部便携终端的所需电力信息，上述所需电力信息是与上述外部便携终端需要的电力有关的信息；以及

控制部，基于由上述所需电力信息取得部取得的上述所需电力信息进行控制，将经由上述供电连接部向上述外部便携终端供电的供电部切换成多个供电部中的能够满足上述所需电力信息的上述供电部。

2.根据权利要求1所述的车载装置中的供电装置，其特征在于，

上述供电连接部还兼用于上述外部便携终端与上述车载装置之间的数据传输接口。

3.根据权利要求1所述的车载装置中的供电装置，其特征在于，

在供电结束之后，上述控制将供电部的切换重置。

4.根据权利要求1所述的车载装置中的供电装置，其特征在于，

多个上述供电部包括高功率电源和低功率电源。

5.根据权利要求4所述的车载装置中的供电装置，其特征在于，

在上述外部便携终端所连接的上述供电连接部与不满足上述所需电力信息的上述低功率电源连接的情况下，上述控制部将上述外部便携终端所连接的上述供电连接部与上述低功率电源的连接状态切换成上述外部便携终端所连接的上述供电连接部与上述高功率电源的连接状态。

6.根据权利要求4所述的车载装置中的供电装置，其特征在于，

在上述外部便携终端所连接的上述供电连接部与高功率电源连接且上述控制部判断为上述低功率电源能够满足上述所需电力信息的情况下，上述控制部将上述外部便携终端所连接的上述供电连接部与上述高功率电源的连接状态切换成上述外部便携终端所连接的上述供电连接部与上述低功率电源的连接状态。

7.根据权利要求1所述的车载装置中的供电装置，其特征在于，

上述所需电力信息取得部在供电过程中经由上述供电连接部定期取得上述外部便携终端的新的所需电力信息，

上述控制部基于由上述所需电力信息取得部取得的新的所需电力信息进行控制，将经由上述供电连接部向上述外部便携终端供电的供电部切换成多个供电部中的能够满足上述新的所需电力信息的上述供电部。

8.一种车载装置中的供电方法，其特征在于，

上述车载装置具有：

多个供电连接部，能够与外部便携终端连接；以及

多个供电部，能够分别与上述多个供电连接部连接且供电能力不同；

上述供电方法包括：

所需电力信息取得步骤，在经由上述供电连接部连接有上述外部便携终端的情况下，经由上述供电连接部取得该外部便携终端的所需电力信息，上述所需电力信息是与上述外部便携终端需要的电力有关的信息；以及

控制步骤，基于在上述所需电力信息取得步骤取得的上述所需电力信息进行控制，将经由上述供电连接部向上述外部便携终端供电的供电部切换成多个供电部中的能够满足上述所需电力信息的上述供电部。

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