DE102009017089A1

DE102009017089A1 - Verfahren

Info

Publication number: DE102009017089A1
Application number: DE102009017089A
Authority: DE
Inventors: Helmut Belz; Raphael Dunker; Mark Ziegler; Martin Willmann
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2009-04-15
Publication date: 2010-10-21

Abstract

Eine Ladevorrichtung zum Laden einer Speichereinheit weist einen Ladestecker auf, welcher ein Verfahren zum Aufwecken der Steuerung der Ladevorrichtung durch Einstecken in eine Ladebuchse startet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden einer Batterie.
Aus der DE 695 23 456 T2 ist eine universelle Ladestation und Verfahren zum Laden von Batterien für Elektrofahrzeuge bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Laden einer Speichereinheit für elektrische Energie weiterzubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zum Aufladen einer Speichereinheit sind, dass eine Speichervorrichtung für elektrische Energie eine Ladebuchse, eine Steuerung und eine Speichereinheit aufweist, wobei die Steuerung in einem Schlafmodus durch ein Steckerwecksignal, welches durch ein Einstecken eines Ladesteckers in die Ladebuchse erzeugt wird, aus dem Schlafmodus geweckt wird. Von Vorteil ist dabei, dass ein ausgeschaltetes System wie beispielsweise ein parkendes Fortbewegungsmittel, insbesondere Auto, durch einstecken eines Ladesteckers, geladen werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Steckerwecksignal durch eine steigende oder fallende Flanke gebildet, welche insbesondere durch ein Sensorelement im Ladestecker und/oder ein weiteres Sensorelement in der Ladebuchse erzeugt wird. Von Vorteil ist dabei, dass zwischen einem Einstecken einem Ausstecken und einem Gesteckt bleiben unterschieden wird, ohne das der Ladestecker an sich unter Spannung steht bzw. Leistung überträgt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird zwischen dem Steckerwecksignal und einem Wecksignal einer externen Steuerung, welche mit der Steuerung kommuniziert, unterschieden. Von Vorteil ist dabei, dass die Speichereinheit über zwei verschiedene Prozesse ladbar ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird bei vorliegen des Steckerwecksignals die externe Steuerung geweckt. Von Vorteil ist dabei, dass die Speichereinheit nur durch Einstecken des Ladesteckers ladbar ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung liegt das Wecksignal als Dauerpegel in einem definierten Spannungsbereich an. Von Vorteil ist dabei, dass ein Dauerpegel einfach zu detektieren ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Dauerpegel nach einer Wartezeit überprüft und danach das Wecksignal erzeugt. Von Vorteil ist dabei, dass Störsignale unterdrückt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden Parameter der externen Steuerung an eine Überprüfungsschleife übergeben. Von Vorteil ist dabei, dass die externe Steuerung den Ladevorgang steuern kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung geht bei einem Vorliegen entsprechender Parameter oder einem Fehler die Steuerung wieder in den Schlafmodus über. Von Vorteil ist dabei, dass der bei einem Ende des Ladevorgangs oder einem Fehler wohldefiniert reagiert wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung steuert nach der Initialisierung die Steuerung einen Ladevorgang der Speichereinheit nach Vorgabe der externen Steuerung. Von Vorteil ist dabei, dass der Ladevorgang entsprechend dem Zustand der Speichereinheit und/oder sonstiger Elemente, welche durch die externe Steuerung gesteuert sind, ladbar ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung übergibt die Steuerung einen Ladesteckerstatus und einen Steuerungsstatus an die externe Steuerung. Von Vorteil ist dabei, dass ein Starten eines Motors, welcher durch die externe Steuerung gesteuert ist, verhindert wird, falls der Ladestecker noch in der Ladebuchse steckt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird nach dem Aufwecken der Steuerung eine Kommunikation zwischen einer Ladestation und der Ladevorrichtung aufgebaut. Von Vorteil ist dabei, dass die Ladestation Informationen bezüglich der Speichereinheit erhält.
Bei einer Ladevorrichtung für eine Speichereinheit mit einer Steuerung ist die Steuerung mit einem oben beschriebenen Verfahren gesteuert. Von Vorteil ist dabei, dass die Speichereinheit sicher und wohldefiniert ladbar ist.
Bei einem Fortbewegungsmittel mit einem elektrischen Antrieb und einer Speichereinheit ist die Speichereinheit mit der Ladevorrichtung ladbar, wobei ein Ladestecker durch stecken in eine Ladebuchse ein Sensorsignal generiert, welches eine Steuerung aus einem Schlafmodus weckt. Von Vorteil ist dabei, dass die Speichereinheit in vielen möglichen Situationen ladbar ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

1: Spannungsversorgung
10: Steckersignal Eingang
12: externer Eingang
14: Warteelement
16: Prüfungselement
18: Startelement
20: Initialisierungselement
22: Weckelement
24: Externsetzelement
30: Überprüfungsschleife
32: Laufelement
34: Stoppelement
40: Ausschaltelement

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:
1: Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens
In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Aufwecken oder Stilllegen bzw. Einschlafen einer Ladevorrichtung als Blockdiagramm dargestellt. Die Ladevorrichtung dient vorzugsweise zum Aufladen einer Speichereinheit einer Speichervorrichtung für elektrische Energie. Insbesondere ist die Ladevorrichtung Teil eines Fortbewegungsmittels, vorzugsweise Automobil, welches einen elektrischen Antrieb aufweist.
Das Fortbewegungsmittel weist eine Ladebuchse auf, in welche ein Ladestecker einer Ladevorrichtung eingesteckt wird. Der Ladestecker und die Ladebuchse weisen korrespondierende Verbindungselemente oder Übertragungselement zum Übertragen von elektrischer Leistung und Information auf.
Die elektrische Leistung wird entweder über direkte Kontakte oder über eine induktive Kopplung übertragen. Die Information wird vorzugsweise über eine Infrarotschnittstelle übertragen. Es sind aber auch andere Informationsübetragungswege denkbar, wie zum Beispiel über die Übertragungselemente zum Übertragen elektrischer Leistung.
Der Ladestecker weist ein Sensorelement auf, welcher mit einem weiteren Sensorelement in der Ladebuchse korrespondiert. Das Sensorelement ist vorzugsweise als Reed-Relais ausgeführt. Beim Einstecken des Steckers lösen das Sensorelement und das weitere Sensorelement ein Sensorsignal aus, welches vorzugsweise eine steigende Flanke darstellt. Dadurch wird ein Aufwachen der nötigen Elemente zum Aufladen der Speichereinheit in Gang gesetzt. Das Aufwachen und ein gegebenenfalls durchzuführendes wieder Einschlafen bzw. Stilllegen, ist im Blockdiagramm der 1 dargestellt.
Einem Warteelement 14 wird eine Spannungsversorgung 1 bereitgestellt, oder zumindest die Information übertragen, dass eine Spannung bereit steht. Das Warteelement 14 wird über eine Steckersignal Eingang 10 oder einen externen Eingang 12 angesteuert.
Beim externen Eingang 12 wird bei einem Dauerpegelsignal zwischen zwei Spannungsniveaus insbesondere kleiner 2 Volt und größer 4,6 Volt unterschieden. Um Störungen auszuschließen wird ein Wechseln des Dauerpegels mittels eines Prüfungselements 16 nach eine vorgegebenen Zeit, insbesondere im Bereich von 20 Millisekunden, überprüft. Bei korrekter Überprüfung wird dann ein Startsignal an ein Startelement 18 übergeben.
Der Steckersignal Eingang 10 überträgt das Sensorsignal. Das Warteelement 14 spricht auf eine steigende Flanke des Sensorsignals an. Dadurch kann zwischen einem Einstecken, einem Steckenbleiben und einem Herausziehen des Steckers unterschieden werden. Hat das Wartelement 14 die steigende Flanke detektiert, so überträgt es das Startsignal an das Startelement 18.
Das Warteelement 14, das Prüfungselement 16 und das Startelement 18 sind vorzugsweise als eine einzige Hardwarekomponente oder mehrere Hardwarekomponenten ausgeführt.
Das Startelement gibt bei Vorliegen des Startsignals einen Befehl an eine zentrale Rechnereinheit der Steuerung, so dass die zentrale Rechnereinheit startet. Dadurch wird ein Initialisierungselement 20 ausgeführt. Das Initialisierungselement 20 bewirkt, dass eine Kommunikationsmöglichkeit aufgebaut bzw. initialisiert wird und die nötigen Geräte zum Aufladen der Speichereinheit initialisiert werden. Die nötigen Geräte umfassen beispielsweise einen Umrichter und einen DC-DC-Wandler.
Wird das Startsignal durch den Ladestecker ausgelöst, so wird ein Weckelement 22 ausgeführt, welches eine externe Steuerung, vorzugsweise eine Steuerung des Fortbewegungsmittels weckt bzw. startet. Wurde das Warteelement 14 durch die externe Steuerung über den externen Eingang 12 angesteuert, so ist das Wecken der externen Steuerung natürlich nicht nötig. Dann wird nur eine Information von einem Externsetzelement 24 bereitgestellt.
Die externe Steuerung und gegebenenfalls das Externsetzelement 24 übergeben Parameter bzw. die Information, dass die externe Steuerung die Ladevorrichtung geweckt hat, an eine Überprüfungsschleife 30. Die Überprüfungsschleife 30 überprüft laufende mit einem Laufelement 32 und einem Stoppelement 34, ob alle Voraussetzungen für einen Ladevorgang der Speichereinheit vorhanden sind.
Ist eine Voraussetzung nicht erfüllt oder gibt die externe Steuerung einen Befehl zum Beenden des Ladevorganges, so übergibt das Stoppelement 34 eine entsprechende Information an ein Ausschaltelement 40. Falls ein Fehler vorliegt, wie zum Beispiel das Ausbleiben von Parametern der externen Steuerung, so erhält das Ausschaltelement 40 direkt eine entsprechende Information von dem Laufelement 32 oder dem Weckelement 22.
Das Ausschaltelement 40 stellt sicher, das alle nötigen Geräte sich ausschalten bzw. ausgeschaltet sind. Die zentrale Rechnereinheit wird in einen Schlafzustand zurückversetzt und die Kommunikation eingestellt. Das Warteelement 14 erhält eine entsprechende Information und wartet auf ein nächstes Aufwecksignal.
Das Initialisierungselement 20, das Weckelement 22, das Externsetzelement 24 und die Überprüfungsschleife 30 sowie das Ausschaltelement 40 sind vorzugsweise als reine Softwareelemente ausgeführt.
Der eigentliche Ladevorgang wird im Wechselspiel der Ladevorrichtung mit der externen Steuerung durchgeführt. Nach dem Einstecken des Ladesteckers und dem darauf folgenden Wecken der Ladevorrichtung, erhält die externe Steuerung die Information, dass der Ladestecker steckt und die Ladevorrichtung bereit ist.
Daraufhin übermittelt die externe Steuerung einen Sollzustand an die Ladevorrichtung und die Ladevorrichtung übermittelt dann einen Istzustand der Ladevorrichtung an die externe Steuerung. Dabei wird auch einer feststehende Ladeeinheit mit welcher der Ladestecker verbunden ist, Informationen über den einzustellenden Strom bzw. Spannung mittels des Ladesteckers bzw. dessen Verbindungselements übermittelt.
Anschließend übermittelt die externe Steuerung den Sollzustand an die Ladeeinheit und darauffolgend die Parameter als Sollwerte. Die Parameter werden entsprechend in der Ladevorrichtung und der Ladeeinheit eingestellt und die Parameter als Istwerte an die externe Steuerung übergeben. Die Parameter Übergabe erfolgt solange bis ein vorgegebener Endzustand erreicht ist, oder der Ladevorgang durch Fehler oder zum Beispiel ein Herausziehen des Ladesteckers abgebrochen werden muss.
Ist der Endzustand erreicht, so meldet die Ladevorrichtung an die externe Steuerung einen Istzustand der Ladevorrichtung und einen Ladesteckerstatus. Die Übermittlung des Ladesteckerstatus verhindert über die externe Steuerung zum Beispiel ein Starten des Motors bei eingestecktem Stecker. Anschließend geht die Ladevorrichtung in den Schlafmodus über.
Bei vorliegen eines Fehlers in der Ladevorrichtung gibt die Ladevorrichtung eine Fehlermeldung an die externe Steuerung aus. Die externe Steuerung leitet entsprechende Maßnahmen zur Behebung des Fehlers ein und gibt danach ein Rücksetzen der Fehlermeldung an die Ladevorrichtung. Daraufhin meldet die Ladevorrichtung den Istzustand und den Ladesteckerstatus an die externe Steuerung. Die Steuerung geht in den Schlafmodus über.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 69523456 T2 [0002]

Claims

Verfahren zum Aufladen einer Speichervorrichtung für elektrische Energie, welche eine Ladebuchse, eine Steuerung und eine Speichereinheit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung in einem Schlafmodus durch ein Steckerwecksignal, welches durch ein Einstecken eines Ladesteckers in die Ladebuchse erzeugt wird, aus dem Schlafmodus geweckt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckerwecksignal durch eine steigende oder fallende Flanke gebildet ist, welche insbesondere durch ein Sensorelement im Ladestecker und/oder ein weiteres Sensorelement in der Ladebuchse erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Steckerwecksignal und einem Wecksignal einer externen Steuerung, welche mit der Steuerung kommuniziert, unterschieden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen des Steckerwecksignals die externe Steuerung geweckt wird
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wecksignal als Dauerpegel in einem definierten Spannungsbereich anliegt.
Verfahren nach der Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauerpegel nach einer Wartezeit überprüft wird, und danach das Wecksignal erzeugt wird.
Verfahren nach einem Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Parameter der externen Steuerung an eine Überprüfungsschleife übergeben werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Vorliegen entsprechender Parameter oder einem Fehler die Steuerung wieder in den Schlafmodus übergeht.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Initialisierung die Steuerung einen Ladevorgang der Speichereinheit nach Vorgabe der externen Steuerung steuert.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung einen Ladesteckerstatus und einen Steuerungsstatus an die externe Steuerung übergibt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufwecken der Steuerung eine Kommunikation zwischen einer Ladestation und der Ladevorrichtung aufgebaut wird.
Ladevorrichtung für eine Speichereinheit mit einer Steuerung Dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung mit einem Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche betrieben ist.
Fortbewegungsmittel mit einem elektrischen Antrieb und einer Speichereinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinheit mit der Ladevorrichtung nach Anspruch 11 ladbar ist.