CN117795807A - 用于自主电动工具的电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本披露提供了用于管理自主电动工具的电池充电过程的系统、方法和设备。在各方面，自主电动工具在充电过程期间检测充电错误状况，并且响应于检测到该充电错误状况而暂停该充电过程。暂停该充电过程包括禁用被配置为将充电电流输送到该自主电动工具的电池的充电线路，以防止该充电电流被输送到该电池，并且使用旁路线路维持到控制单元(MCU)的电力输入，该MCU被配置为控制该充电过程。当确定该充电错误状况被纠正时，恢复该充电过程，并且继续直到该电池被充满电。在一些方面，可以向用户发送警报(例如，视觉、音频和/或远程信号(例如，向在用户设备上运行的应用程序))。

Description

用于自主电动工具的电池管理系统

技术领域

本发明总体上涉及自主电动工具，更特别地，涉及用于自主电动工具的电池管理系统。

背景技术

自主电动工具(例如，机器人割草机)被设计成自主运转，优选地在最少的用户干预下运转。通常，这些自主电动工具可以被设计成根据用户配置或根据预定义的时间表工作。这些自主电动工具也可以被设计成自充电。例如，自主电动工具可以被设计成检测低电池电量状况并且前进到充电底座进行充电。该自充电过程在操作时间表期间可能会发生若干次。

然而，有时由于各种原因，自充电过程被中断或不发生。在一些情况下，自充电故障的原因可以由自主电动工具克服或解决，使得计划的工作不会被中断。例如，在阳光下工作的机器人割草机可能会经历其电池可能过热的状况。在这种情况下，优选的是，不要对电池进行充电，直到电池冷却下来。然而，机器人割草机的一些当前实施方式可能没有被配置为对电池过热状况做出响应。这些实施方式可以被配置为只要有负载连接到充电适配器就向电池提供充电。

即使在一些被配置为检测过热状况并对过热状况做出响应的实施方式中，这些实施方式也仅切断到电池的充电线路，在这种情况下，根本没有电力被提供到自主电动工具。在这些实施方式中，如果电池完全耗尽，所有电力可能会丢失，甚至到自主电动工具的控制单元(MCU)的电力也会丢失，并且自主电动工具可能无法从过热状况中恢复(例如，一旦自充电错误被纠正，MCU也可能无法恢复充电)。

发明内容

本发明的各个方面涉及用于管理自主电动工具的电池充电过程的系统和方法。在特定方面，自主电动工具可以被配置用于自充电，其中，该自主电动工具可以与充电站对接以接收其电池的充电电流。在各方面，该自主电动工具可以被配置为检测充电错误状况。该充电错误状况可以是防止充电电流被输送到该自主电动工具的电池的状况。在一些方面，该充电错误状况可以是继续对电池进行充电可能不可取或不优选的状况(例如，可以是继续对电池进行充电可能导致装备损坏或可能有危险的状况(例如，电池过热状况等))。

在各方面，该自主电动工具可以被配置为响应于检测到该充电错误状况而暂停、中止或停止充电电流被输送到该自主电动工具的电池。例如，该自主电动工具可以被配置用于通过包括(例如，在自主电动工具的电路系统中)充电线路来进行充电，该充电线路可以包括用于将充电电流(例如，由充电站提供的充电电流)输送到该自主电动工具的电池的电路系统。该充电线路的电路系统可以包括充电线路开关(例如，包括二极管、晶体管的电路，和/或被配置为提供开关功能的任何其他电路或电子部件)，该充电线路开关被配置为断开或禁用充电线路，由此防止充电电流被输送到该自主电动工具的电池。以这种方式，该自主电动工具可以响应于该充电错误状况的检测而停止或中止充电过程。

在一些方面，该自主电动工具还可以包括(例如，在自主电动工具的电路系统中)旁路线路，该旁路线路被配置为绕过充电线路。该旁路线路可以包括用于在绕过充电线路时将电力输送到自主电动工具的控制单元(MCU)的电路系统。以这种方式，无论充电线路是否被禁用(例如，响应于充电错误状况)，MCU都可以从充电站接收电力。因此，即使自主电动工具的电池可能完全耗尽，自主电动工具的MCU也可以进行操作以控制自主电动工具的功能。

在各方面，电池电压采样电路可以定位于充电线路内，使得电池电压采样电路可以更准确地测量自主电动工具的电池的电压。在这些方面，电池电压采样电路可以定位于充电线路开关之后并且在电池与充电线路的隔离电路之间。充电线路的隔离电路可以是被配置为将充电线路与旁路线路隔离的电路(例如，可以包括二极管、开关、晶体管等的电路)。在各方面，旁路线路也可以包括隔离电路。通过将电池电压采样电路定位在充电线路开关之后并且在电池与充电线路的隔离电路之间，电池电压采样电路可以更准确地测量电池的电压，而不受适配器(例如，连接到充电站的适配器)处的电压的干扰。

在各方面，该自主电动工具可以被配置为在确定充电错误状况已经被纠正时恢复充电过程。例如，在一些方面，充电错误状况可以是可恢复的错误状况(例如，电池过温或欠温状况)，在这种情况下，自主电动工具可以在可恢复的错误状况被纠正时(例如，一旦电池温度返回到可接受的操作温度)恢复自充电过程。在各方面，当自主电动工具的电池的电池电量被充满电(或充电到可接受的操作水平)时，充电过程可以被终止，并且自主电动工具可以返回到自主操作。

在一些方面，自主电动工具可以被配置为响应于检测到充电错误状况而生成警报。在一方面，警报可以包括充电错误状况是可恢复的错误状况(例如，电池的过温或欠温状况)还是有缺陷的错误状况(例如，不可由自主电动工具恢复并且可能需要用户的直接干预来纠正的错误)的指示。在一些方面，自主电动工具可以包括自主电动工具自身内的充电错误状况的视觉指示(例如，比如颜色编码灯或显示器等视觉指示，或音频信号)，和/或可以将充电错误状况发送到在用户设备(例如，计算机、移动设备、平板电脑等)上运行的应用程序。在一些方面，当充电错误状况是可恢复的状况时，自主电动工具可以发送警报，和/或可以中止充电过程，直到确定充电错误状况被纠正。在一些方面，当充电错误状况是有缺陷的错误状况(例如，不可恢复的错误状况)时，自主电动工具可以发送警报，但是可以不尝试恢复充电过程，直到由用户进行直接干预。

前面已经相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点，以便可以更好地理解下面对本发明的详细描述。下文将描述形成本发明的权利要求的主题的本发明的附加特征和优点。本领域技术人员应当理解，所披露的构思和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本发明的相同目的其他结构的基础。本领域技术人员还应当认识到，这样的等效构造不脱离所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。当结合附图考虑时，从下面的描述中将更好地理解被认为是本发明的特性的新颖特征(关于其组织和操作方法两者)以及另外的目的和优点。然而，应当清楚地理解，每个图仅仅是为了说明性和描述性目的而提供的，并且不旨在作为本发明的限制的限定。

附图说明

为了更完整地理解本发明，现在参考以下结合附图进行了描述，在附图中：

图1是根据本披露的实施例的配置有用于管理自主电动工具的电池充电过程的能力和功能的示例性系统的框图；

图2是展示了根据本披露的各方面的用于自主电动工具的电池充电管理系统的示例的框图；

图3是展示了根据本披露的各方面的实施用于自主电动工具的电池充电管理系统的电路系统的示例的示意图；以及

图4是展示了根据本披露的各方面的被执行以实施自主电动工具的电池充电过程的管理的示例流程的功能框图。

应当理解，附图不一定是按比例绘制的，并且所披露的实施例有时以图解方式和部分视图来展示。在某些情况下，可能已经省略了对于理解所披露的方法和装置而言不必要的细节或者使得其他细节难以理解的细节。当然，应当理解，本披露不限于本文所示的特定实施例。

具体实施方式

参考附图中展示的和以下描述中详述的非限制性实施例，更全面地解释了各种特征和有利细节。省略了对众所周知的起始材料、加工技术、部件和装备的描述，以免不必要地模糊本发明的细节。然而，应当理解，虽然详细描述和具体示例指出了本发明的实施例，但是仅通过说明性而非通过限制性方式给出。对于本领域技术人员来说，在本披露的基本发明概念的精神和/或范围内的各种替换、修改、添加和/或重新布置都将变得显而易见。

如上所述，本发明的各个方面涉及用于管理自主电动工具的电池充电过程的系统和方法。特别地，自主电动工具可以被配置为检测充电错误状况，响应于检测到充电错误状况而中止充电过程，以及当确定充电错误状况被纠正时恢复充电过程。在一些方面，当充电错误状况是有缺陷的错误状况时，在没有用户的直接干预的情况下，自主电动工具可能无法恢复充电过程。在各方面，可以生成充电错误状况警报并且将其发送到用户(例如，经由视觉、音频和/或远程信号(例如，发送到在用户设备上运行的应用程序的远程信号))。

图1是根据本披露的实施例的配置有用于管理自主电动工具的电池充电过程的能力和功能的示例性系统100的框图。如图1所示，系统100包括充电站150、自主电动工具110和用户设备180，并且这些部件可以被配置为包括用于提供本文所描述的功能的各个方面的各种部件。

自主电动工具110可以是用于个人或商业目的的任何室外或室内工具，该工具可以自主地操作或在最少的用户干预下操作。自主电动工具110的示例可以包括但不限于能够自主操作的任何类型的割草设备或割草机、扫雪机、压力清洗机、真空吸尘器、电动或气体鼓风机、园林工具、多功能户外装备、便携式发电机、泵、土壤护理设备、浇水设备、肥料、土壤调查工具、风扇、空气过滤器、便携式加热器等。参考图1，自主电动工具110被展示为自主割草机。图1中展示的自主割草机可以包括支撑自主割草机的操作部件的框架。这些操作部件可以包括但不限于至少一个马达，该电动机被配置和布置为驱动自主割草机的刀片来切割草坪的草。该至少一个马达还可以用于驱动自主割草机的牵引部件(例如，轮子、履带、传送带等)，以使自主割草机在被修剪的草坪之上移动。自主割草机的操作部件可以包括用于向自主割草机提供电力的电池、用于管理和控制自主割草机的操作的控制电路系统、用于存储程序代码指令和/或配置信息的存储器、用于从远程设备接收和发射信息(例如，发射警报和/或接收配置信息)的通信接口、定位系统(例如，全球定位系统(GPS))等。

在各方面，自主电动工具110可以被配置为根据用户配置或根据工作时间表自主操作。例如，自主电动工具110可以被配置为在特定时间期间进行操作以执行操作。在操作期间，自主电动工具110可能需要对其电池进行一次或多次充电。因此，自主电动工具110可以被配置为执行自充电过程(本文也被称为充电过程)。在一些方面，自主电动工具110可以被配置为与其他自主电动工具协调以执行自主操作。例如，多个自主电动工具可以协调执行自主操作，并且当错误状况出现时，或者当自主电动工具110可能需要再充电时，自主电动工具110可以与一个或多个自主电动工具通信，使得该一个或多个自主电动工具中的至少一个自主电动工具可以接管自主电动工具110，直到错误情况被解决和/或直到充电完成。

用户设备180可以被实施为移动设备、智能手机、平板计算设备、个人计算设备、膝上型计算设备、台式计算设备、车辆的计算机系统、个人数字助理(PDA)、智能手表、另一种类型的有线和/或无线计算设备或其任何部分。用户设备180可以被配置为提供输入/输出功能以允许自主电动工具110的用户向自主电动工具110提供输入(例如，包括用于自主电动工具110的操作的配置和/或编程的输入，比如工作时间表、可接受的操作水平(例如，电压、温度等)或与自主电动工具110的编程或操作相关的其他信息)，并且接收来自自主电动工具110的输出(例如，包括警报、警告、度量等的输出)。

在各方面，充电站150可以被配置为与自主电动工具110进行接口连接，以在自充电过程期间提供用于对自主电动工具110的电池进行充电的充电电流。在各方面，充电站150和自主电动工具110可以协同操作以向自主电动工具110提供自充电功能。例如，自主电动工具110可以被配置为在检测到低电池电量状况时(例如，在检测到自主电动工具110的电池的功率水平在中间操作期间变低时)，或者在工作时间表终止时(例如，在完成自主电动工具操作时)，导航到充电站150并与充电站150“对接”。在各方面，自主电动工具110可以包括传感器(例如，声音导航与测距(SONAR)传感器、光检测与测距(LIDAR)传感器、无线电检测与测距(RADAR)传感器、接近传感器等)，这些传感器被配置为在自主操作期间或者在到/从充电站150的导航期间检测自主电动工具110的工作区域的边界和/或检测自主电动工具110的行进路径中的障碍物。在各方面，对接操作可以包括将自主电动工具110的适配器连接到或使其连接到充电站150的适配器，充电电流可以通过该适配器从充电站150流到自主电动工具110。在与充电站150对接时，可以启动充电过程，于是充电电流可以从充电站150流出，并且可以被引导到自主电动工具110的电池。

在正常操作期间，当自主电动工具110的电池的功率水平返回到可接受的操作水平时，充电过程可以完成。例如，自主电动工具110的电池电压采样电路可以测量自主电动工具110的电池的电压水平。自主电动工具110的控制单元(MCU)可以使用所测量的电池电量来确定充电过程何时终止(例如，在基于电池的测量功率水平确定电池电量已经返回到可接受的操作水平时)。在这些情况下，可以通过禁用被配置为将充电电流输送到电池的充电线路来终止充电过程。下文关于图2更详细地描述根据本披露的各方面的充电线路的示例性配置。

然而，如上所述，可能存在充电过程可能有问题的情况。在这些情况下，自主电动工具110可以被配置为管理充电过程，使得在正常操作期间和出现问题时管理充电过程。例如，自主电动工具110可以被配置为检测充电错误状况并相应地做出响应。在一些方面，自主电动工具110可以响应于检测到充电错误状况而生成指示充电错误状况的警报和/或可以中止充电过程或使充电过程被中断。例如，充电错误状况可以是可恢复的错误状况。在这种情况下，自主电动工具110可以被配置为中止充电过程，直到确定错误状况被纠正。在确定可恢复的错误状况已经被纠正时，自主电动工具110可以恢复充电过程，直到电池返回到可接受的操作水平，或者直到另一个充电错误状况发生。在各方面，错误状况可以包括电池错误(例如，硬件和/或固件错误)、自主电动工具的充电电路系统中的错误、充电站的充电电路系统中的错误等。在一些情况下，无论充电错误状况是可恢复的还是不可恢复的，MCU都可以确定根本原因，并且可以生成充电错误状况的原因的指示。在一些情况下，MCU可能无法确定充电错误状况的根本原因，在这种情况下，MCU生成指示一般充电错误状况的指示。在一些方面，充电错误状况可以包括碰撞、抬升、超出边界状况、对接故障、刀片寿命故障等。

可恢复的错误状况可以包括无需直接用户干预即可纠正的状况。例如，在一些情况下，自主电动工具110的电池可能过热(例如，在炎热的天气状况下，或者当自主电动工具110在室外在直射阳光下或在炎热的环境中操作时)，或者可能经历欠温状况(例如，当自主电动工具110在寒冷的天气或者寒冷的环境中操作时)。在这些状况下，不建议也不希望继续对电池进行充电，因为这可能会对电池造成损坏或对装备造成损坏，或者甚至可能会有危险。然而，随着时间的推移，这些类型的状况可能会得到纠正，电池可以返回到可接受的操作温度。可恢复的错误状况可以包括电池欠压状况。例如，电池电压可以被检测为低于总电池容量的阈值百分比(例如，可以被检测为比总容量低17.5％，比如对于40V电池低于33V)。在这些情况下，自主电动工具110可以确定该状况可以通过以下方式来纠正：首先用相对较小的电流对电池进行充电，然后一旦电池电压被充电到高于总电池容量的阈值百分比，就将充电电流增加到更大的充电电流。在一些方面，可恢复的错误状况可以包括高湿度状况。例如，自主电动工具110可能在高湿度或潮湿的环境中操作(例如，可能遇到雨或横越水面，比如小水坑)。即使自主电动工具110是防水的，使得没有水可以到达电池或充电电路，自主电动工具110也可以包括可以检测湿度水平的湿度传感器。如果湿度水平被检测为阈值湿度水平，则该状况可以被确定为可恢复的错误状况，在这种情况下，充电过程可以被暂停，直到湿度水平返回到可接受的水平(例如，湿度水平低于阈值湿度水平)。

在各方面，自主电动工具110可以中止充电过程，直到确定错误状况被纠正(例如，当确定电池的温度返回到可接受的操作温度时)。在一些方面，自主电动工具110还可以生成指示充电错误状况已经发生的警报。错误状况警报可以包括错误状况可恢复的指示，并且可以包括自主电动工具110上的视觉信号或音频信号。在一些方面，该指示可以包括远程信号，其被发射到在用户设备上运行的应用程序以呈现给用户。该指示可以向用户指示，由于充电错误状况是可恢复的，因此不需要用户干预。在各方面，该指示还可以包括关于该状况的度量(例如，当该状况是温度相关状况时电池的当前温度)和/或对何时和/或如何可以纠正充电错误状况的估计。应注意，自主电动工具110也可以被配置为当错误状况被确定为是可恢复的时不发射或放弃发射通知。

在一些方面，电池可以向自主电动工具110的MCU报告错误状况(例如，本文所描述的任何错误状况或其组合)。在一些方面，MCU可以确定由电池报告的所有错误状况都是不可恢复的错误。在一些方面，由电池报告的错误状况可以包括错误状况是可恢复的错误状况的指示，在这种情况下，充电过程可以被暂停，并且MCU可以周期性地查询电池以确定错误状况是否持续或者已经被纠正或者已经消失。如果确定错误状况被纠正，或者已经消失，则充电过程可以恢复。

在一些情况下，充电错误状况可以是有缺陷的错误状况。例如，充电错误状况可以是在至少没有直接用户干预的情况下不能被纠正的状况。自主电动工具110可能无法恢复这些类型的充电错误状况。例如，自主电动工具110(例如，使用MCU)可以在充电过程期间接收关于电池的电荷水平的信息，并且可以确定在阈值时间段之后电池的电荷水平没有增加。在该示例中，在阈值时间段之后，自主电动工具110可以确定电池是有缺陷的并且可能需要更换(例如，如果电池的电荷水平没有增加或者没有以预期速率增加)。自主电动工具110可以确定这是有缺陷的错误状况。在各方面，有缺陷的错误状况可以包括电池在阈值时间内保持在充电状态的状况。例如，电池可以基于现有的电荷水平来计算将电池充满电所需的时间(例如，剩余时间)。如果电池保持在充电状态的时间长于充满电所需的时间(在一些方面加上缓冲时间)，则电池可以报告错误，和/或MCU可以确定有缺陷的错误状况。有缺陷的错误状况可以包括在充电过程期间对电池的充电电流低于阈值电流值的状况，在充电过程期间电池可能放电而不是充电(比如当电池电压在充电过程期间下降而不是上升时)的状况，和/或检测到过电流、过电压或短路(例如，由模拟前端(AFE)或电池检测到的)的状况。因为在没有用户干预的情况下，自主电动工具110可能无法纠正有缺陷的错误状况，所以自主电动工具110可能不会操作以恢复充电过程，直到有迹象表明用户已经干预并且有缺陷的错误状况不再存在。

在一些情况下，当检测到有缺陷的错误状况时，自主电动工具110可以终止充电过程，而不管电池电量是否已经达到继续操作的可接受水平。在一些方面，自主电动工具110还可以生成指示有缺陷的错误状况已经发生的警报。错误状况警报可以包括错误状况不可恢复的指示，并且可以包括自主电动工具110上的视觉信号或音频信号。在一些方面，该指示可以包括远程信号，其被发射到在用户设备上运行的应用程序以呈现给用户。该指示可以向用户指示用户干预是纠正充电错误状况所必要的，和/或在用户干预以纠正错误状况之前可能无法恢复充电。

在各方面，自主电动工具110可以被配置为当自主电动工具110对接到充电站150时和/或当充电过程中止时维持到自主电动工具110的MCU的电力。如下文将关于图2更详细讨论的，自主电动工具110可以被配置为禁用充电线路(例如，将充电电流输送到自主电动工具110的电池的电路系统)，同时允许当充电线路被禁用时(例如，当充电过程被中止或者当充电过程由于有缺陷的错误而终止时，在这种情况下，自主电动工具110可能不会返回到正常操作，但是可以保持对接到充电站150)将电力输送到MCU。在各方面，该功能可以允许自主电动工具110在充电电流没有被输送到电池时维持对充电过程的控制(例如，通过MCU)。以这种方式，自主电动工具110可以确定充电错误状况何时被纠正，并且作为响应恢复充电过程。如果当充电线路被禁用时从MCU移除电力(在自主电动工具的一些当前实施方式中就是这种情况)，则自主电动工具110可能无法从充电错误状况中恢复，因为MCU可能无法确定错误状况何时已经被纠正或可能无法恢复充电(例如，通过启用充电线路)。在一些情况下，维持到MCU的电力输入可以使MCU能够维持与外部设备(比如用户设备180)通信的能力，以提供关于自主电动工具110的状态的通知，尽管充电过程被中断和/或尽管电池被耗尽。

现在将关于图2更详细地讨论用于管理自主电动工具110的自充电过程的技术和配置的细节，该图示出了展示根据本披露的各方面的用于自主电动工具的电池充电管理系统200的示例的框图。应注意，本发明的实施例的系统200的功能块和其部件可以使用处理器、电子设备、硬件设备、电子部件、逻辑电路、存储器、软件代码、固件代码等或其任何组合来实施。例如，一个或多个功能块或其某个部分可以被实施为被配置为提供用于执行本文所描述的功能的逻辑的分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或其组合。另外地或替代性地，当以软件实施时，一个或多个功能块或其某个部分可以包括可在处理器上操作以提供用于执行本文所描述的功能的逻辑的代码段。

如图2所示，电池充电管理系统200可以包括允许自主电动工具(例如，关于图1所讨论的自主电动工具110)提供本文所描述的电池充电管理特征的电路系统。电池充电管理系统200可以在自主电动工具110中实施，并且可以包括被配置为提供本文所描述的特征的若干个部件。特别地，在一些方面，自主电动工具110可以被配置为包括适配器210、电池250、电池电压采样电路230和MCU 240。在各方面，电池充电管理系统200可以包括充电线路262和旁路线路260。

在各方面，MCU 240可以包括处理器、微处理器、控制器、微控制器、多个微处理器、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)或其任何组合，并且可以被配置为执行指令以执行根据本文中的披露的操作。在一些方面，MCU 240的实施方式可以包括可在硬件(比如处理器)中执行的代码段(例如，软件、固件和/或硬件逻辑)，以执行本文所描述的任务和功能。在又其他方面，MCU 240可以被实施为硬件和软件的组合。

MCU 240可以被配置为控制自主电动工具110的操作，包括自充电过程。例如，在各方面，MCU 240可以被配置为使自主电动工具110对接到充电站以启动自充电操作。在一些方面，MCU 240可以响应于低电池电量状况的确定，使自主电动工具110对接到充电站以启动自充电操作。例如，MCU 240可以确定电池250的电量已经下降到低于预定阈值(例如，已经下降到低于30％以下的任何值，或者已经下降到低于估计足以从自主电动工具110的当前位置返回到充电站的电力需求的百分比值)，和/或电池250的温度已经达到指示自主电动工具110要返回到充电站以将电池温度返回到可接受的操作状况的阈值温度。在一些方面，MCU 240可以响应于确定自主操作已经由自主电动工具110完成，使自主电动工具110对接到充电站以启动自充电操作。例如，MCU 240可以确定自主电动工具110的工作时间表或操作已经完成。在这些情况下，MCU 240可以使自主电动工具110对接到充电站以启动自充电操作。

MCU 240可以被配置为确定电池250的功率水平(例如，使用电池电压采样电路230)以确定低电池电量状况和/或确定电池何时被充电到可接受的操作水平。在后一种情况下，MCU 240可以终止自充电过程(并且可以在适当时，比如当自主操作没有完成时，将自主电动工具110返回到自主操作)。在一些方面，MCU 240可以被配置为确定充电错误状况已经发生。例如，各种传感器(例如，温度传感器、电压传感器、位置传感器等)可以提供可以用于确定充电错误状况已经发生的信息。在一些方面，电池250可以向MCU 240报告充电错误状况。响应于确定错误状况已经发生，MCU 240可以中止和/或可以终止充电过程(例如，使用充电线路开关212)。例如，当MCU 240确定充电错误状况已经发生时，MCU 240可以中止充电过程(例如，使用充电线路开关212)直到错误已经被纠正。在一些方面，当自主电动工具110没有对接到充电站时(例如，当自主电动工具110在现场执行自主操作时)，MCU 240可以响应于检测到的自主电动工具110的状况而暂停自主操作。例如，MCU可以检测过热状况，在这种情况下，MCU 240可以暂停自主操作，直到温度返回到可接受的操作水平(例如，不返回到对接站进行充电)。

在一些方面，MCU 240可以生成充电错误状况已经发生的警报。该警报可以被发送到用户设备(例如，发送到在用户设备上运行的应用程序)，比如上文参考图1描述的用户设备180。在一方面，警报可以包括充电错误状况是可恢复的错误(例如，电池的过温或欠温状况)还是有缺陷的错误(例如，不可由自主电动工具110恢复并且可能需要用户的直接干预来纠正的错误)的指示。在一些方面，警报可以包括由自主电动工具110自身提供的充电错误状况的视觉指示(例如，比如颜色编码灯或显示器等视觉指示，或音频信号)。在一些方面，MCU 240可以将充电错误状况警报发送到在用户设备上运行的应用程序。在一些方面，当充电错误状况是可恢复的状况时，MCU 240可以发送警报，和/或可以中止充电过程，直到确定充电错误状况被纠正。在替代性方面，当充电错误状况被确定为是可恢复的状况时，MCU 240可以不发送警报。在一些方面，当充电错误状况是有缺陷的错误状况时，自主电动工具可以发送警报，但是可以不尝试恢复充电过程，直到由用户进行直接干预以纠正已经发生的充电错误状况。

在各方面，适配器210可以被配置为与充电站(例如，关于图1描述的充电站)的适配器进行连接或进行接口连接，并且在自充电过程期间从充电站接收充电电流(如上文所描述)。在充电过程期间，从充电站接收到的充电电流将被输送到电池250。在各方面，充电线路262可以被配置为将由适配器210接收到的充电电流输送到电池250。如所示出的，充电线路262可以包括充电线路开关212和隔离电路系统222。隔离电路222可以被配置为将充电线路262与旁路线路260隔离。在各方面，开关212可以包括被配置为提供开关功能的任何部件和/或电路(例如，包括二极管开关、晶体管开关和/或被配置为提供开关功能的任何其他电路或电子部件的电路)。开关212可以被配置为选择性地启用和/或禁用充电线路262。例如，开关212可以被接通以启用充电线路262，由此允许充电电流从适配器210向电池250流动。然而，开关212可以被关断以禁用充电线路262，由此防止充电电流从适配器210向电池250流动。在一些方面，开关212可以通信地耦合到MCU 240。MCU 240可以发出命令来使开关212接通或关断，以便启用或禁用充电线路262。以这种方式，开关212可以被配置为允许MCU240选择性地启用和/或禁用充电线路262，并且防止或允许充电电流从适配器210向电池250流动。以这种方式，MCU 240可以启动、中止、终止和/或恢复自充电过程。

在各方面，系统200可以包括旁路线路260。旁路线路260可以被配置为将电力从适配器210输送到MCU 240，而不管充电线路262是被启用还是被禁用。以这种方式，旁路线路260被配置为确保即使当电池250没有被充电时，和/或即使当电池250耗尽时，也向MCU 240提供电力。通过不管电池250是正在充电还是耗尽时都确保在自主电动工具110连接到充电站时向MCU 240提供电力，系统200确保MCU 240被加电以管理自主电动工具110的自充电过程。如所示出的，旁路线路260可以包括隔离电路系统220，该隔离电路系统被配置为将旁路线路260与充电线路262隔离。

如图2所示，系统200可以包括电池电压采样电路230。电池电压采样电路230可以被配置为测量电池250的电压水平。由电池电压采样电路230测量的电池电压水平可以被报告给MCU 240。在各方面，电池电压采样电路230可以定位于电池250与充电线路隔离电路系统222之间。通过将电池电压采样电路230定位于电池250与充电线路隔离电路系统222之间，系统200确保在测量电池250的电压水平时没有来自旁路线路260的干扰。如果电池电压采样电路230没有定位于电池250与充电线路隔离电路系统222之间，则可能存在来自旁路线路260的干扰，并且电池电压采样电路230可能会测量适配器210的电压，而不是电池250的电压。因此，系统200的创新设计确保了由电池电压采样电路230测量的电压水平更加准确。

参考图3，示出了展示了根据本披露的各方面的实施用于自主电动工具的电池充电管理系统的电路系统的示例的示意图。特别地，图3展示了关于图2描述的各种部件的示例实施方式。以这种方式，可以使用图3中展示的电路系统来实施表示系统200的各种部件的各种块。例如，适配器210可以使用图3中展示的适配器1来实施。开关212可以至少使用D1和Q1来实施，它们操作以启用和/或禁用充电线路262(例如，与MCU 240协作)。D15和D17可以分别实施隔离电路系统220和222。电池电压采样电路230可以由图3中展示的电池电压检测电路系统来实施。如所示出的，MCU_VSense信号可以从该电路系统发送到MCU，表示所测量的电池(实施电池250)的电压水平。

图4示出了根据本披露的各方面的被配置用于管理自主电动工具的电池充电过程的系统的操作的示例性流程图。例如，根据本文中的实施例，图4所示的示例框中展示的功能可以由图1和图2的系统100和/或系统200来执行。

在框402处，自主电动工具(例如，图1的自主电动工具110)在充电过程期间检测充电错误状况。例如，自主工具可以检测低电池电量状况，或者可以确定自主操作已经完成(例如，自主电动工具可能完成了计划的工作)，并且可以确定导航到对接站。自主电动工具然后可以启动自充电过程来对电池进行充电。自主电动工具可以在自充电过程期间检测到充电错误状况。在一些方面，自主电动工具可以确定充电错误状况是否是可恢复的充电错误状况或有缺陷的充电错误状况中的一种。例如，自主电动工具可以确定充电错误状况是无需用户干预就可以解决的可恢复的充电错误状况(例如，充电错误状况可以是电池过温状况或电池欠温状况)，或者可以确定充电错误状况是在没有用户干预的情况下不可恢复的有缺陷的充电错误状况。

在框404处，响应于检测到充电错误状况，自主电动工具暂停充电过程。在各方面，暂停该充电过程可以包括中断、中止或以其他方式停止充电过程。在各方面，暂停该充电过程可以包括，在框406处，禁用被配置为将充电电流输送到自主电动工具的电池的充电线路，以防止充电电流被输送到电池。禁用该充电线路可以包括关断设置在该充电线路内的充电线路开关。关断该充电线路开关可以防止充电电流经由充电线路流向电池。

在各方面，暂停该充电过程还可以包括，在框408处，经由旁路线路维持到自主电动工具的MCU的电力输入。在各方面，旁路线路可以被配置为绕过充电线路。旁路线路可以包括用于在绕过充电线路的同时将电力输送到MCU的电路系统。以这种方式，无论充电线路是否被禁用(例如，响应于充电错误状况)，MCU都可以从充电站接收电力。因此，即使自主电动工具的电池可能完全耗尽，自主电动工具的MCU也可以进行操作以控制自主电动工具的功能。

在各方面，自主电动工具可以生成警报来通知用户错误状况已经发生。警报可以包括以下中的一项或多项：在自主电动工具上显示的错误状况已经发生的视觉指示、来自自主电动工具的错误状况已经发生的音频指示或者发射到用户设备(例如，发射到在用户设备上运行的应用程序)的指示错误状况已经发生的指示。在某个方面，警报可以包括充电错误状况是可恢复的错误状况(例如，电池的过温或欠温状况)还是有缺陷的错误状况(例如，不可由自主电动工具恢复并且可能需要用户的直接干预来纠正的错误)的指示。在一些方面，当充电错误状况是有缺陷的错误状况(例如，不可恢复的错误状况)时，自主电动工具可以发送警报，但是可以不尝试恢复充电过程，直到确定由用户进行直接干预。

在各方面，充电线路可以包括充电线路隔离电路，该充电线路隔离电路被配置为将充电线路与旁路线路隔离。在各方面，自主电动工具可以被配置为使用电池电压采样电路来测量电池的电压。电池电压采样电路可以设置在充电线路内位于电池与充电线路隔离电路之间，并且可以向MCU提供测量的电压。在这些方面，通过将电池电压采样电路定位在电池与充电线路的隔离电路之间，电池电压采样电路可以更准确地测量电池的电压，而不受适配器(例如，连接到充电站的适配器)处的电压的干扰。

在各方面，MCU可以基于测量的电压来确定电池是否已经充满电。如果确定电池没有被充满电，则MCU可以确定充电错误状况是否已经被纠正，并且响应于确定充电错误状况已经被纠正而恢复充电过程，直到电池被充满电。在各方面，恢复该充电过程可以包括启用充电线路以允许充电电流被输送到电池。例如，充电线路开关可以被接通以允许充电电流经由充电线路流向电池。响应于确定电池被充满电，MCU可以终止充电过程。在各方面，终止该充电过程可以包括禁用充电线路以防止充电电流被输送到电池，和/或使自主电动工具返回到自主操作。

尽管已经对本发明及其优点进行了详细的说明，应当理解，在不背离在所附权利要求书中定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在本文中做出不同的改变、替换和更改。此外，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、器件、方法和步骤的具体实施例。如本领域普通技术人员从本发明的披露中将容易理解的，根据本发明可以利用目前存在或以后将要开发的、执行基本相同的功能或实现与本文所描述的相应实施例基本相同的结果的过程、机器、制造、物质组成、器件、方法、或步骤。因此，所附权利要求旨在将这样的过程、机器、制造、物质组成、器件、方法或步骤包括在其范围内。

此外，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、器件、方法和步骤的具体实施例。

Claims (24)

1.一种管理自主电动工具的充电过程的方法，该方法包括：

在该充电过程期间检测充电错误状况；

响应于检测到该充电错误状况，暂停该充电过程，其中，暂停该充电过程包括：

禁用被配置为将充电电流输送到该自主电动工具的电池的充电线路，以防止该充电电流被输送到该电池；以及

使用旁路线路维持到该自主电动工具的控制单元(MCU)的电力输入，该MCU被配置为控制该自主电动工具的充电过程。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

确定该充电错误状况已经被纠正；以及

响应于确定该充电错误状况已经被纠正，恢复该充电过程，其中，恢复该充电过程包括启用该充电线路以允许该充电电流被输送到该电池。

3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：

确定该电池的功率水平已经达到可接受的操作水平；以及

终止该充电过程，其中，终止该充电过程包括：

禁用该充电线路以防止该充电电流被输送到该电池；以及

使该自主电动工具返回到自主操作。

4.如权利要求1所述的方法，其中，禁用该充电线路包括关断设置在该充电线路内的充电线路开关，其中，关断该充电线路开关防止该充电电流被输送到该电池。

5.如权利要求1所述的方法，其中，该充电线路包括充电线路隔离电路，该充电线路隔离电路被配置为将该充电线路与该旁路线路隔离，该方法进一步包括：

经由电池电压采样电路测量该电池的电压，其中，该电池电压采样电路被设置在该充电线路内位于该电池与该充电线路隔离电路之间；以及

向该MCU提供测量的电压。

6.如权利要求1所述的方法，进一步包括确定该充电错误状况是否是可恢复的充电错误状况或有缺陷的充电错误状况中的一种，其中，该可恢复的充电错误状况在没有用户干预的情况下是可恢复的，并且该有缺陷的充电错误状况在没有用户干预的情况下是不可恢复的。

7.如权利要求6所述的方法，其中，该可恢复的充电错误状况包括以下中的一种：电池过温状况或欠温状况。

8.如权利要求6所述的方法，进一步包括：

向用户指示该错误状况已经发生，其中，指示该错误状况已经发生包括以下各项中的一项或多项：

在该自主电动工具上提供该错误状况已经发生的视觉指示；

从该自主电动工具提供该错误状况已经发生的音频指示；或者

向用户设备发射该错误状况已经发生的指示。

9.一种自主电动工具，包括：

充电线路，该充电线路被配置为将充电电流输送到该自主电动工具的电池；

旁路线路，该旁路线路被配置为当该充电线路被禁用时，将电力输入输送到该自主电动工具的控制单元(MCU)；以及

该MCU，该MCU被配置为：

在充电过程期间检测充电错误状况；

响应于检测到该充电错误状况，暂停该充电过程，其中，暂停该充电过程包括：

禁用该充电线路以防止该充电电流被输送到该电池；以及

当该充电线路被禁用时，使用该旁路线路维持到该MCU的电力输入。

10.如权利要求9所述的自主电动工具，其中，该MCU进一步被配置为：

确定该充电错误状况已经被纠正；以及

响应于确定该充电错误状况已经被纠正，恢复该充电过程，其中，恢复该充电过程包括启用该充电线路以允许该充电电流被输送到该电池。

11.如权利要求10所述的自主电动工具，其中，该MCU进一步被配置为：

确定该电池的功率水平已经达到可接受的操作水平；以及

终止该充电过程，其中，终止该充电过程包括：

禁用该充电线路以防止该充电电流被输送到该电池；以及

使该自主电动工具返回到自主操作。

12.如权利要求9所述的自主电动工具，其中，禁用该充电线路包括关断设置在该充电线路内的充电线路开关，其中，关断该充电线路开关防止该充电电流被输送到该电池。

13.如权利要求9所述的自主电动工具，其中，该充电线路包括充电线路隔离电路，该充电线路隔离电路被配置为将该充电线路与该旁路线路隔离；并且进一步包括电池电压采样电路，该电池电压采样电路被设置在该充电线路内位于该电池与该充电线路隔离电路之间，该电池电压采样电路被配置为：

测量该电池的电压；以及

向该MCU提供测量的电压。

14.如权利要求9所述的自主电动工具，其中，该MCU进一步被配置为确定该充电错误状况是否是可恢复的充电错误状况或有缺陷的充电错误状况中的一种，其中，该可恢复的充电错误状况在没有用户干预的情况下是可恢复的，并且该有缺陷的充电错误状况在没有用户干预的情况下是不可恢复的。

15.如权利要求14所述的自主电动工具，其中，该可恢复的充电错误状况包括以下中的一种：电池过温状况或欠温状况。

16.如权利要求14所述的自主电动工具，其中，该MCU进一步被配置为：

向用户指示该错误状况已经发生，其中，指示该错误状况已经发生包括以下各项中的一项或多项：

在该自主电动工具上提供该错误状况已经发生的视觉指示；

从该自主电动工具提供该错误状况已经发生的音频指示；或者

向用户设备发射该错误状况已经发生的指示。

17.一种存储指令的非暂态计算机可读介质，这些指令当由处理器执行时，使该处理器执行包括以下的操作：

在该充电过程期间检测充电错误状况；

响应于检测到该充电错误状况，暂停该充电过程，其中，暂停该充电过程包括：

禁用被配置为将充电电流输送到该自主电动工具的电池的充电线路，以防止该充电电流被输送到该电池；以及

使用旁路线路维持到该自主电动工具的控制单元(MCU)的电力输入，该MCU被配置为控制该自主电动工具的充电过程。

18.如权利要求17所述的非暂态计算机可读介质，其中，这些操作进一步包括：

确定该充电错误状况已经被纠正；以及

响应于确定该充电错误状况已经被纠正，恢复该充电过程，其中，恢复该充电过程包括启用该充电线路以允许该充电电流被输送到该电池。

19.如权利要求18所述的非暂态计算机可读介质，其中，这些操作进一步包括：

确定该电池的功率水平已经达到可接受的操作水平；以及

终止该充电过程，其中，终止该充电过程包括：

禁用该充电线路以防止该充电电流被输送到该电池；以及

使该自主电动工具返回到自主操作。

20.如权利要求17所述的非暂态计算机可读介质，其中，禁用该充电线路包括关断设置在该充电线路内的充电线路开关，其中，关断该充电线路开关防止该充电电流被输送到该电池。

21.如权利要求17所述的非暂态计算机可读介质，其中，该充电线路包括充电线路隔离电路，该充电线路隔离电路被配置为将该充电线路与该旁路线路隔离，其中，这些操作进一步包括：

经由电池电压采样电路测量该电池的电压，其中，该电池电压采样电路被设置在该充电线路内位于该电池与该充电线路隔离电路之间；以及

向该MCU提供测量的电压。

22.如权利要求17所述的非暂态计算机可读介质，其中，这些操作进一步包括确定该充电错误状况是否是可恢复的充电错误状况或有缺陷的充电错误状况中的一种，其中，该可恢复的充电错误状况在没有用户干预的情况下是可恢复的，并且该有缺陷的充电错误状况在没有用户干预的情况下是不可恢复的。

23.如权利要求6所述的非暂态计算机可读介质，其中，该可恢复的充电错误状况包括以下中的一种：电池过温状况或欠温状况。

24.如权利要求6所述的非暂态计算机可读介质，其中，这些操作进一步包括：

向用户指示该错误状况已经发生，其中，指示该错误状况已经发生包括以下各项中的一项或多项：

在该自主电动工具上提供该错误状况已经发生的视觉指示；

从该自主电动工具提供该错误状况已经发生的音频指示；或者

向用户设备发射该错误状况已经发生的指示。