DE102012206548A1

DE102012206548A1 - Annäherungserfassungsschaltkreis für ein an Bord befindliches Ladegerät

Info

Publication number: DE102012206548A1
Application number: DE102012206548A
Authority: DE
Inventors: Krzysztof Klesyk
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2012-10-25
Also published as: US9399402B2; CN102751750A; US20120268065A1

Abstract

Ein Annäherungserfassungsschaltkreis erfasst in Funktion die Verbindung eines Kabelsatzes mit einem Fahrzeugaufladesystem oder die Verbindung einer weiteren Vorrichtung mit einem anderen elektrischen Schaltkreis, wobei es erwünscht sein kann, eine Erfassung zu ermöglichen, während eine Steuereinheit oder eine andere Stromverbrauchsquelle inaktiv ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Annäherungserfassungsschaltkreise des Typs, der sich für die Verwendung mit an Bord befindlichen Ladegeräten eignet, um eine Verbindung zu einem Kabelsatz oder anderen Element zu erfassen, das dazu verwendet wird, das Aufladen des Fahrzeugs zu ermöglichen.
HINTERGRUND
Ein an Bord befindliches Ladegerät kann dazu verwendet werden, eine Hochvoltbatterie aufzuladen, die sich in einem hybrid-elektrischen oder elektrischen Fahrzeug befindet, um einen elektrisch angetriebenen Motor mit Energie zu versorgen. In einigen Fällen kann das Aufladen mit einem Kabelsatz oder einem anderen Element erfolgen, das über die Fähigkeiten verfügt, das an Bord befindlichen Ladegerät mit Strom zu versorgen, wie etwa von einem in einer Wand befindlichen Ladegerät oder einem anderen Typ von Ladestation. Der Kabelsatz kann elektronische Einrichtungen oder andere Elemente enthalten, die den Stromfluss zu der Hochvoltbatterie und andere damit in Verbindung stehende Vorgänge steuern und verwalten.
ÜBERSICHT
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht einen Annäherungserfassungsschaltkreis vor, der dazu verwendet wird, einen Mikrocontroller aufzuwecken, um die Verbindung eines Ladekabelsatzes mit einer Aufnahme eines Fahrzeugaufladesystems zu erfassen, wobei der Kabelsatz einen Annäherungsstift hat, der in einen Anschluss der Aufnahme gesteckt ist, wenn der Kabelsatz angeschlossen ist. Der Annäherungserfassungsschaltkreis kann enthalten: einen Wecksignal-Erzeugungsschaltkreis, der in Funktion den Mikrocontroller aufweckt, um eine Verbindung des Ladekabelsatzes mit der Aufnahme zu erfassen; und einen Verbindungsschaltkreis, der dazu eingerichtet ist, durch den Stift zu leiten, um den Wecksignal-Erzeugungsschaltkreis in die Lage zu versetzen, das Wecksignal zu erzeugen.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Wecksignal-Erzeugungsschaltkreis dazu eingerichtet ist, das Wecksignal als Impuls-Wecksignal zu erzeugen.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass eine Dauer des Impuls-Wecksignals kürzer ist als eine Signaldauer, die erforderlich ist, um den Mikrocontroller aufzuwecken.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass eine Verriegelungsschaltung dazu eingerichtet ist, die Dauer des Impuls-Wecksignals auf wenigstens dieselbe Länge wie jene der Signaldauer zu verlängern, die erforderlich ist, um den Mikrocontroller aufzuwecken.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Signaldauer, die erforderlich ist, um den Mikrocontroller aufzuwecken, wenigstens 50 ms beträgt.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Dauer des Impuls-Wecksignals kürzer ist als 50 ms.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Wecksignal-Erzeugungsschaltkreis dazu eingerichtet ist, einen Kondensator zu enthalten, der in Funktion eine Dauer des Impuls-Wecksignals einstellt, wobei die Kapazität des Kondensators geringer als 150 nF ist.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Verbindungsschaltkreis zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand betrieben werden kann, wobei der erste Zustand damit übereinstimmt, dass der Verbindungsschaltkreis eine erste Stromstärke verbraucht, und der zweite Zustand damit übereinstimmt, dass der Verbindungsschaltkreis eine zweite Stromstärke verbraucht, wobei die zweite Stromstärke größer ist als die erste Stromstärke.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Verbindungsschaltkreis zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand gemäß Steuersignalen betrieben werden kann, die von dem Mikrocontroller empfangen werden, wobei der Mikrocontroller den Verbindungsschaltkreis auf den ersten Zustand bei Bestimmen einer Trennung des Kabelsatzes und auf den zweiten Zustand bei Bestimmen eines Anschlusses des Kabelsatzes steuert.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die erste Stromstärke geringer als 150 μA ist.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht einen Annäherungserfassungsschaltkreis für die Verwendung beim Aufwecken eines Mikrocontrollers vor, um die Verbindung eines Ladekabelsatzes mit einem Fahrzeugaufladesystem zu erfassen. Der Annäherungserfassungsschaltkreis kann enthalten: einen Impulssignal-Erzeugungsschaltkreis, der in Funktion ein Einzelimpulssignal für die Verwendung beim Aufwecken des Mikrocontrollers aus einem Ruhezustand in einen aktiven Zustand bei Verbindung des Ladekabelsatzes mit dem Fahrzeugaufladesystem erzeugt; und einen Verbindungsschaltkreis, der dazu eingerichtet ist, den Impulssignal-Erzeugungsschaltkreis in die Lage zu versetzen, das Einzelimpulssignal bei Verbindung des Ladekabelsatzes mit dem Fahrzeugaufladesystem zu erzeugen.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein Verriegelungsschaltkreis dazu eingerichtet ist, das Einzelimpulssignal in ein Wecksignal zu verlängern, das ausreicht, um den Mikrocontroller aufzuwecken.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Impulssignal-Erzeugungsschaltkreis dazu eingerichtet ist, einen Kondensator zu enthalten, der dazu eingerichtet ist, eine Dauer des Einzelimpulssignals einzustellen.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Kapazität des Kondensators geringer als 150 nF ist.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Verbindungsschaltkreis einen Spannungsteiler enthält, der mit dem Impulserzeugungsschaltkreis an einem Verbindungsknoten verbunden ist, wobei der Spannungsteiler an dem Verbindungsknoten eine erste Spannung, wenn der Kabelsatz nicht angeschlossen ist, und eine zweite Spannung bereitstellt, wenn der Kabelsatz angeschlossen ist, wobei der Impulserzeugungs-Schaltkreis die zweite Spannung benötigt, um das Einzelimpulssignal zu erzeugen.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Verbindungsknoten mit einem Anschluss der Aufnahme verbunden ist, die dazu verwendet wird, einen Annäherungsstift des Kabelsatzes aufzunehmen, wobei der Spannungsteiler dazu eingerichtet ist, durch den Stift zu leiten, um die zweite Spannung bereitzustellen.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht einen Annäherungserfassungsschaltkreis vor, der dazu verwendet wird, einen Mikrocontroller aus einem Ruhezustand in einen aktiven Zustand aufzuwecken, um die Verbindung eines Ladekabelsatzes mit einem Fahrzeugaufladesystem zu erfassen. Der Annäherungserfassungsschaltkreis kann enthalten: einen Impulssignal-Erzeugungsschaltkreis, der ein erstes Signal erzeugt, das eine erste Dauer hat; einen Verriegelungsschaltkreis, der in Funktion das erste Signal zu einem zweiten Signal verarbeitet, das eine zweite Dauer hat, wobei die zweite Dauer ausreichend ist, um den Mikrocontroller aus einem Ruhezustand in den aktiven Zustand aufzuwecken; und einen Verbindungsschaltkreis, der dazu eingerichtet ist, den Impulssignal-Erzeugungsschaltkreis in die Lage zu versetzen, das erste Signal bei Verbindung des Ladekabelsatzes mit dem Fahrzeugaufladesystem zu erzeugen.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die erste Dauer nicht ausreichend ist, um den Mikrocontroller aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand aufzuwecken.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Verbindungsschaltkreis durch einen Stift des Kabelsatzes leitet, um den Impulssignal-Erzeugungsschaltkreis in Kraft zu setzen.
Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Verbindungsschaltkreis einen Spannungsteiler enthält, der mit dem Impulserzeugungsschaltkreis an einem Verbindungsknoten verbunden ist, wobei der Spannungsteiler an dem Verbindungsknoten eine erste Spannung, wenn der Kabelsatz nicht angeschlossen ist, und eine zweite Spannung bereitstellt, wenn der Kabelsatz angeschlossen ist, wobei der Impulserzeugungsschaltkreis die zweite Spannung benötigt, um das erste Signal zu erzeugen, und der Verbindungsschaltkreis weniger als 150 μA durch den Spannungsteiler verbraucht, wenn die erste Spannung an dem Verbindungsknoten bereitgestellt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen definiert. Anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen werden jedoch andere Merkmale der vorliegenden Erfindung deutlicher und wird die vorliegende Erfindung am besten verständlich.
1 zeigt die Funktionsweise logischer Elemente, die einem Fahrzeugantriebssystem gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung zugeordnet sind.
2 zeigt schematisch einen Annäherungserfassungsschaltkreis gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt einen Stromleitungsweg durch einen Verbindungs- und einen Wecksignalerzeugungs-Schaltkreis, wenn ein Kabelsatz nicht angeschlossen ist, gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt Stromleitungswege durch den Verbindungsschaltkreis und Wecksignalerzeugungs-Schaltkreis, wenn der Kabelsatz zu Beginn angeschlossen ist, gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine Impulssignalausgabe aus dem Wecksignalerzeugungs-Schaltkreis gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt eine Impulssignalausgabe aus einem Verriegelungsschaltkreis gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt Stromleitungswege durch den Verbindungsschaltkreis und Wecksignalerzeugungs-Schaltkreis, wenn der Kabelsatz angeschlossen ist und ein zusätzlicher Widerstand hinzugefügt ist, gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Je nach Erfordernis werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert; es versteht sich jedoch, dass die die erläuterten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die auf unterschiedliche und alternative Art ausgeführt sein kann. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstäblich, und einige Merkmale können hervorgehoben oder verkleinert sein, um Details spezieller Bauteile darzustellen. Somit sind spezielle konstruktive oder funktionelle Details, die hier beschrieben sind, nicht als einschränkend zu verstehen, sondern dienen lediglich als repräsentative Basis, um dem Fachmann die unterschiedliche Verwendung der vorliegenden Erfindung verständlich zu machen.
1 zeigt die Funktionsweise logischer Elemente, die einem Fahrzeugantriebssystem 10 zugeordnet sind, gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeugantriebssystem 10 ist vorwiegend für die Verwendung in einem elektrischen Fahrzeug, einem hybridelektrischen Fahrzeug oder anderen Fahrzeug 12 dargerstellt und beschrieben, das über eine Hochvoltbatterie 14 oder andere Energiequelle verfügt, die in Funktion Energie bereitstellt, die für die Verwendung durch einen Elektromotor 16 ausreichend ist, um das Fahrzeug 12 anzutreiben. Das Fahrzeug 12 kann ein an Bord befindliches Ladegerät 20 enthalten, um ein Laden der Hochvoltbatterie 14 mit Strom zu ermöglichen, der über einen Kabelsatz 22 zugeführt wird, der dazu benutzt wird, das an Bord befindliche Ladegerät mit einem Wandladegerät oder einer anderen Ladestation (nicht gezeigt) zu verbinden. Der Kabelsatz 22 kann verwendet werden, um Strom durch ein Kabel zuzuführen, das einen Anschluss (nicht gezeigt) an einem Ende hat und dazu eingerichtet ist, in einer Aufnahme oder Auslass (nicht gezeigt) aufgenommen zu werden, die/der dem an Bord befindlichen Ladegerät 20 zugeordnet ist. Das US-Patent No. 7.878.866 mit dem Titel Connector Assembly for Vehicle Charging, dessen Offenbarung hier in seiner Gesamtheit enthalten ist, offenbart einen Kabelsatz 22 und eine Aufnahmeanordnung, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Das an Bord befindliche Ladegerät 20 kann elektronische Einrichtungen oder andere Elemente enthalten, die betätigt werden können, um einen Stromfluss zu steuern und zu verwalten, der dazu benutzt wird, ladungsbezogene Vorgänge für die Hochvoltbatterie 14 zu unterstützen, und wahlweise eine Niedervoltbatterie 24, wenigstens ein Fahrzeugteilsystem 24 und/oder andere elektronisch betätigbare Elemente zu laden oder anderweitig mit Strom zu versorgen, die in dem Fahrzeug 12 enthalten sind. Die Niedervoltbatterie 24 kann enthalten sein, um die Stromversorgung von Fahrzeugsystemen 26 zu unterstützen, die mit geringeren Spannungen arbeiten als der Elektromotor 16, wie etwa schlüssellose Fernbedienungseinstiegssysteme, Heiz- und Kühlsysteme, Informationsunterhaltungssysteme, Bremssysteme und dergleichen, ohne darauf beschränkt zu sein. Zusätzlich zu der Tatsache, dass sie mit Energie geladen werden, die durch den Kabelsatz 22 zugeführt wird, können die Hoch- und Niedervoltbatterien 12, 24 und/oder die Fahrzeugteilsysteme derart betätigt werden, dass sie sich gegenseitig mit Energie versorgen und/oder mit Energie betrieben werden, die von dem Elektromotor 16 erzeugt wird.
Die Niedervoltbatterie 24 kann beispielsweise in Funktion Energie bereitstellen, die für eine Verwendung durch eine Niederspannungsquelle 30 ausreichend ist. Die Niederspannungsquelle 30 kann in Funktion Strom von der Niedervoltbatterie 24 für die Verwendung mit wenigstens einem der Fahrzeugteilsysteme und/oder dem an Bord befindlichen Ladegerät 20 regulieren. Es kann eine Steuereinheit 32 enthalten sein, um die Ausführung logischer Operationen und Übernahme anderer Verarbeitungserfordernisse zu ermöglichen, die mit der Steuerung des an Bord befindlichen Ladegerätes und/oder Steuersystems innerhalb des Fahrzeuges 12 in Verbindung stehen (wahlweise kann wenigstens eines der Elemente seine eigene Steuereinrichtung oder seinen eigenen Prozessor enthalten). Zu Zwecken der beispielhaften Veranschaulichung werden die Begriffe ”geringer”, ”gering” und ”hoch” dazu verwendet, Spannungspegel zu unterscheiden, die jeweils mit etwa 5 V Gleichstrom, 12 V Gleichstrom und 200 V Gleichstrom übereinstimmen, die allgemein in Fahrzeugen verwendet werden, um den Betrieb zu unterstützen, der mit jeder der entsprechenden Energiequellen in Verbindung steht. Dies geschieht ohne die Absicht, den Geltungsbereich und die Betrachtung der vorliegenden Erfindung einzuschränken, da die vorliegende Erfindung die Energiequellen, die dieselben oder unterschiedliche Spannungspegel und/oder Stromproduktions-/Erzeugungsfähigkeiten haben, umfassend einbezieht.
Gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Annäherungserfassungsschaltkreis 36 enthalten sein, um eine bestehende, konservative Konfiguration zu ermöglichen, die in Funktion eine einrastende Verbindung des Kabelsatzes 22 mit dem an Bord befindlichen Ladegerät 20 ermöglicht, während sich die Steuereinheit in einem Ruhe- oder Inaktivitätszustand befindet. Der Annäherungserfassungsschaltkreis 36 kann dazu verwendet werden, die Steuereinheit 32 aus dem Ruhezustand in den aktiven Zustand zu überführen, wobei wahlweise weniger als 50–150 μA verbraucht werden. Dies ist dazu geeignet, die Steuereinheit 32 in die Lage zu versetzen, in einem Zustand geringen Energieverbrauchs zu verbleiben (in dem die Steuereinheit 32 beispielsweise nicht in der Lage ist, einen Anschluss des Kabelsatzes 22 zu erfassen oder andere Tätigkeiten auszuführen), um das Maß verbrauchter Energie zu begrenzen, während es der Steuereinheit 32 weiterhin gestattet ist, aufgeweckt zu werden, um ihre vorgegebenen Tätigkeiten auszuführen, sobald der Kabelsatz 22 angeschlossen ist oder ein anderes Ereignis stattfindet (die anderen Ereignisse können sich auf andere Auslösevorgänge beziehen, die Möglichkeiten zugeordnet sind, die nicht verfügbar sind, wenn sich die Steuereinheit 22 im Ruhezustand befindet).
2 zeigt schematisch den Annäherungserfassungsschaltkreis 36 gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung. Der Annäherungserfassungsschaltkreis 36 ist dazu eingerichtet, den Betrieb der schaltkreisbezogenen Elemente (Schalter, Widerstände, Kondensatoren, Dioden, etc.) vorzugeben, die in 2 gezeigt sind. Mit den Werten, die diesen Elementen zugeordnet sind, und der beschriebenen Verwendung der Elemente ist nicht unbedingt dieser Wert/dieses Element oder die Tatsache beabsichtigt, dass diese Teil eines bestimmten Schaltkreises sind. Anstelle dessen können die Schaltkreiselemente Teil wenigstens eines beliebigen der logischen Elemente sein, die in 1 gezeigt sind, d. h. einige oder sämtliche der dargestellten Schaltkreiskomponenten können in einigen oder sämtlichen von an Bord befindlichem Ladegerät 20, Niederspannungsquelle 30, Fahrzeugteilsystemen 26, Steuereinheit 32, Motor 16 und dergleichen enthalten sein. Wenngleich zahlreiche Schaltkreiskomponenten dargestellt sind, um bestimmte Ergebnisse zu erzielen, berücksichtigt die vorliegende Erfindung umfassend die Verwendung anderer Schaltkreiskomponenten, insbesondere die Verwendung anderer derzeitiger konservativer Elemente, um ähnliche Ergebnisse zu erzielen.
Der Annäherungserfassungsschaltkreis 36 ist derart dargestellt, dass er dazu eingerichtet ist, mit einer konstanten 5 V-Gleichspannungsversorgung (KA5V) zu arbeiten, die durch die Niederspannungsquelle 30 bereitgestellt sein kann. Die konstante 5 V-Gleichspannung kann dazu verwendet werden, Schalter zu versorgen und andere Elemente des Schaltkreises 36 vorzuspannen, während sich die Steuereinheit entweder im Ruhe- und/oder Aktivitätszustand befindet. Die Konfiguration, die in 2 gezeigt ist, greift auf die 5 V-Gleichspannung zurück, um einen Verbindungsschaltkreis 40, einen Wecksignal-Erzeugungsschaltkreis 42 und einen optionalen Verriegelungsschaltkreis 44 zu versorgen. Der Verbindungserzeugungsschaltkreis 40 kann dazu eingerichtet sein, ein Signal, wie etwa eine Spannungsänderung, zu erzeugen, das sich dazu eignet, den Wecksignal-Erzeugungsschaltkreis 42 zu veranlassen, ein Impulssignal zum Aufwecken der Steuereinheit 32 auszugeben. Für den Fall, dass eine Dauer/Länge des Impulssignals kürzer ist als eine Dauer, die erforderlich ist, um die Steuereinheit 32 aufzuwecken, kann der Verriegelungsschaltkreis 44 dazu verwendet werden, das Impulssignal zu verlängern oder es andernfalls zu einem Signal zu verarbeiten, das für eine Überführung der Steuereinheit 32 von dem Ruhezustand in den aktiven Zustand ausreichend ist. Sobald die Steuereinheit 32 aufgeweckt ist, kann sie dazu eingerichtet werden, eine Spannung an einem PROX_D1-Knoten zu überwachen, um den Anschluss des Kabelsatzes 22 zu überwachen, wobei ein optionales Analog-Zu-Digital-Bauteil (ADC) verwendet werden kann, um andere Software-Verarbeitung auf der Basis gemessener Spannung zu unterstützen.
3 zeigt einen Stromleitungsweg (Pfeillinien) durch den Verbindungsschaltkreis und den Wecksignal-Erzeugungsschaltkreis 40, 42, wenn der Kabelsatz 22 nicht angeschlossen ist. Die Steuereinheit 32 befindet sich zu diesem Zeitpunkt mutmaßlich in dem Ruhezustand infolge eines Abschaltereignisses, das die Steuereinheit 32 in den Ruhezustand bei Erfassen des PROX-D1-Wertes überführt hat, der eine Trennung des Kabelsatzes 22 kennzeichnet. Die Steuereinheit 32 kann sich in dem aktiven Zustand, um andere Vorgänge abzuschließen oder auszuführen, oder in dem Prozess des Übergangs in den Ruhezustand befinden, während der dargestellte Stromleitungsweg aktiv ist. Ist der Kabelsatz 22 nicht angeschlossen, ist der Schalter Q1 geöffnet, Q19 geschlossen, Q12 geöffnet, der Schalter Q8 geöffnet, eine PROX-Spannung, die durch die Steuereinheit eingestellt wird, Null und ist ein Anschluss 48 der fahrzeugbasierten Aufnahme, die verwendet wird, um einen Annäherungsstift (nicht gezeigt) des Kabelsatzes 22 aufzunehmen, leer. Dies führt zu dem dargestellten Stromleitungsweg durch Q19, R130 und R33 des Verbindungsschaltkreises 40. Der Wecksignal-Erzeugungsschaltkreis 42 hat keinen Stromleitungsweg, da eine Spannung auf beiden Seiten des Kondensators C39 konstant ist.
4 zeigt Stromleitungswege (Pfeillinien) durch den Verbindungs- und Wecksignal-Erzeugungsschaltkreis 40, 42, wenn der Kabelsatz 22 zu beginn angeschlossen ist. Die Steuereinheit befindet sich, sofern sie nicht zuvor aufgeweckt worden war, in dem Ruhezustand wenigstens für eine kurze Zeit nach dem Anschluss des Kabelsatzes. Der Anschluss der Kabelsatzes 22 führt dazu, dass der Annäherungsstift in die entsprechende Anschlussaufnahme 48 eingeführt und zu einem Teil des Verbindungsschaltkreises 40 wird. Der eingeführte Stift leitet Strom derart durch den Anschluss, dass der Widerstand R34 mit einem Verbindungsknoten 50 zwischen R130 und R33 verbunden wird, wodurch eine Spannung an dem Verbindungsknoten 50 wirkungsvoll verringert wird. Die verringerte Verbindungsknotenspannung reduziert die Spannung auf einer Seite des Kondensators C39 und initiiert dadurch einen Ladevorgang des Kondensators C39 mit Energie von der 5 V-Gleichspannungsversorgung. Der Fluss des Stroms durch den Emitter und die Basis des Schalters Q1, der durch das Aufladen des Kondensators C39 bewirkt wird, überführt den Schalter Q1 von einem geöffneten in einen geschlossenen Zustand, was zu etwa einem Impuls von etwa 5 V an einem PROX_SET-Knoten führt, der dem Kollektor des Schalters Q1 zugeordnet ist.
5 zeigt eine Impulssignalausgabe 54 aus dem PROX_SET-Knoten des Wecksignal-Erzeugungsschaltkreises 42. Das Impulssignal 54 kann durch ein Einzelimpulssignal charakterisiert sein, das eine Dauer von Zeitpunkt T1 zu Zeitpunkt T2 hat, wobei T1 mit der Aufladung des Kondensators C39 übereinstimmt und T2 damit übereinstimmt, dass der Kondensator geladen wird. Die Dauer zwischen Zeitpunkt T1 und Zeitpunkt T2 ist proportional zu einer Kapazität des Kondensators C39 und kann durch Ändern der Kapazität variiert werden. Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Kondensator C39 eine Kapazität von weniger als 150 nF, wie etwa 100 nF, hat, um dessen Größe zu begrenzen (ein größerer Kondensator kann teurer sein und eine langsamere Einschwingzeit haben). Natürlich sieht die vorliegende Erfindung umfassend die Verwendung eines Kondensators beliebiger Größe vor, wobei nicht beabsichtigt ist, dass er unbedingt auf die erwähnten Kapazitäten beschränkt ist.
Die Dauer der Ausgabe des Einzelimpulssignals an dem PROX_SET-Knoten kann kürzer sein als die Dauer, die erforderlich ist, um die Steuereinheit 32 aufzuwecken. Das PROX_SET-Signal 54 ist derart dargestellt, dass es eine Dauer von weniger als 50 ms hat (dargestellt mit 25 ms), wohingegen die Steuereinheit 32 von einem Typ sein kann, der einen Impuls von wenigstens 50 ms benötigt, um von dem Ruhezustand in den aktiven Zustand überzugehen. Um Kosten zu verringern und gewünschte Signaleinschwingzeiten zu erzielen, sieht ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung die Beinhaltung des Verriegelungsschaltkreises 44 vor, um das PROX_SET-Signal 54 zu verlängern, anstelle lediglich die Größe des Kondensators C39 zu erhöhen. 6 zeigt die Ausgabe eines Impulssignals 56 aus dem Verriegelungsschaltkreis 44, um die Steuereinheit 32 aufzuwecken. Das Impulssignal 56 hat eine längere Dauer (dargestellt bis zum Zeitpunkt T3) als eine Zeit Tw, die erforderlich ist, um die Steuereinheit 32 aufzuwecken.
Wie es in 2 gezeigt ist, kann das PROX_SET-Impulssignal 54 aus dem PROX_SET-Knoten zu einem Eingang des Verriegelungsschaltkreises 44 ausgegeben werden. Der Verriegelungsschaltkreis 44 kann dann das Signal verlängern oder eine andere Verarbeitung für die Erzeugung einer WAKE_UP-Signalausgabe 56 an die Steuereinheit 32 ausführen. Nach dem Aufwecken kann die Steuereinheit 32 ein LATCH_RESET-Signal 60 einstellen, um den Verriegelungsschaltkreis 44 für die Erzeugung nachfolgender WAKE-UP-Signale rückzusetzen. Die aufgeweckte Steuereinheit 32 kann dann einen Anschluss des Kabelsatzes 22 auf der Basis der Spannung an dem Verbindungsknoten bestimmen. Wahlweise kann die Steuereinheit 32 dazu eingerichtet sein, zwei oder mehr Verbindungszustände zu unterstützen, um so Verbindungserfassungsspannungen zu unterstützen, die von der Society of Automotive Engineer (SAE) J1772 und der International Electrotechnical Commission (IEC) 51851 gefordert werden. Diese Verbindungszustände können von der Steuereinheit 32 unterstützt werden, die den Zusatz des Widerstandes R177 zu dem Stromleitungsweg durch den Verbindungsschaltkreis 40 steuert.
7 zeigt den SAE-J1772-Verbindungszustand, bei dem der Widerstand R177 dem Stromleitungsweg hinzugefügt ist, wobei die Steuereinheit 32 ein PROX-Signal für einen PROX-Eingang bereitstellt, um die Schalter Q12 und Q8 zu aktivieren. Das PROX-Signal kann durch die Steuereinheit 32 unmittelbar nach dem Aufwecken in Übereinstimmung mit einer zuvor erfolgten Software-Programmierung bereitgestellt werden. Das Hinzufügen des Widerstandes R177 ändert die Spannung an dem Verbindungsknoten, um das SAE-J1772-Erfordernis zu erfüllen. Die resultierende Spannungsänderung ruft anschließend eine Entladung des Kondensators C39 durch die 5 V-Gleichspannungsquelle des Wecksignal-Erzeugungsschaltkreises 42 in dem dargestellten Stromleitungsweg hervor. Für den Fall, dass der IEC-51851-Standard angewendet wird, ist der Widerstand R177 nicht mit dem Widerstand R130 parallelgeschaltet, wobei der Stromleitungsweg durch die 5 V-Gleichspannungsquelle des Wecksignals, das aus der Entladung des Kondensators C39 resultiert, verzögert wird, bis der Annäherungsstift aus dem Anschluss entfernt wird.
Sobald der Annäherungsstift aus dem Anschluss 48 entfernt ist, erfasst die Steuereinheit die entsprechende Spannungsänderung an dem Verbindungsknoten 50 und geht automatisch in den Ruhezustand über. Der Übergang in den Ruhezustand kann das Entfernen des Widerstandes R177 aus dem Stromleitungsweg mit der Deaktivierung des Schalters Q8 umfassen. Das Entfernen des Widerstandes R177 kann ausgeführt werden, um den Stromverbrauch (den Ruhestrom) des Verbindungsschaltkreises 40 auf weniger als 150 μA und vorzugsweise weniger als 100 μA zu verringern, abhängig von den Werten der Bauteile, die in dem Stromleitungsweg verbleiben. Die Fähigkeit, den Ruhestrom zu steuern, kann bei dem Erzielen der gewünschten Annäherungs-(Verbindungs-)Erfassung vorteilhaft sein, wobei der Energieverbrauch minimiert wird.
Wie es oben ausgeführt wurde, kann die vorliegende Erfindung dazu eingerichtet sein: an einer Abstiegsflanke der Annäherung aufzuwachen; bei Flankenübergängen unter 1 V aufzuwachen; einen geringen Ruhestrombetrieb während des Ruhezustands zu erreichen; ein verriegeltes Aufwachen zu ermöglichen, um minimale Startstromanforderungen des Systems zu erfüllen; wobei dies einen Ruhezustand des Systems gestattet, während ein Annäherungssignal fortwährend anliegt; wählbare SAE/IEC-Einstellungen oder andere Einstellungen bereitzustellen; automatisch von dem SAE- zu dem IEC-Modus während des Ruhezustandes umzuschalten, um den Ruhestromverbrauch abzusenken; wobei ein automatisches Umschalten von SAE zu IEC zudem ein verbessertes Niederspannungs-Aufwachansprechverhalten ermöglicht; in den Ruhezustand (z. B. unter Verwendung der Steuereinheit 32) einzutreten, wobei eine Annäherung ausgeführt wird (stabiler Zustand); eine Änderung des Annäherungsgrades hinunter bis zu 800 mV zu erfassen; und bei beliebigen Spannungspegeln (z. B. 5 V bis 4 V, oder 3 V bis 1 V, etc.) einen Übergang zu vollziehen.
Wenngleich beispielhafte Ausführungsformen oben erläutert wurden, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen sämtliche Arten der Erfindung beschreiben. Anstelle dessen sind die Wörter, die in dieser Beschreibung verwendet wurden, Wörter der Erläuterung und nicht der Einschränkung, wobei es sich versteht, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können die Merkmale unterschiedlicher realisierender Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
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

US 7878866 [0032]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

(SAE) J1772 [0042]
(IEC) 51851 [0042]
SAE-J1772-Verbindungszustand [0043]
SAE-J1772-Erfordernis [0043]
IEC-51851-Standard [0043]

Claims

Annäherungserfassungsschaltkreis für die Verwendung beim Aufwecken eines Mikrocontrollers, um die Verbindung eines Ladekabelsatzes mit einer Aufnahme eines Fahrzeugaufladesystems zu erfassen, wobei der Kabelsatz einen Annäherungsstift aufweist, der in einen Anschluss der Aufnahme gesteckt ist, wenn der Kabelsatz angeschlossen ist, und der Annäherungserfassungsschaltkreis enthält: einen Wecksignal-Erzeugungsschaltkreis, der in Funktion ein Wecksignal zum Aufwecken des Mikrocontrollers erzeugt, um die Verbindung des Ladekabelsatzes mit der Aufnahme zu erfassen; und einen Verbindungsschaltkreis, der dazu eingerichtet ist, durch den Stift zu leiten, um den Wecksignal-Erzeugungsschaltkreis in die Lage zu versetzen, das Wecksignal zu erzeugen.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 1, bei dem der Wecksignal-Erzeugungsschaltkreis dazu eingerichtet ist, das Wecksignal als Impuls-Wecksignal zu erzeugen.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 2, bei dem eine Dauer des Impuls-Wecksignals kürzer ist als eine Signaldauer, die erforderlich ist, um den Mikrocontroller aufzuwecken.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 3, weiterhin enthaltend einen Verriegelungsschaltkreis, der dazu eingerichtet ist, die Dauer des Impuls-Wecksignals auf wenigstens die gleiche Länge wie die Signaldauer zu verlängern, die erforderlich ist, um den Mikrocontroller aufzuwecken.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 4, bei dem die Signaldauer, die erforderlich ist, um den Mikrocontroller aufzuwecken, wenigstens 50 ms beträgt.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 2, bei dem eine Dauer des Impuls-Wecksignals kürzer als 50 ms ist.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 2, bei dem der Wecksignal-Erzeugungsschaltkreis dazu eingerichtet ist, einen Kondensator zu enthalten, der in Funktion eine Dauer des Impuls-Wecksignals einstellt, wobei eine Kapazität des Kondensators geringer als 150 nF ist.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 1, bei dem der Verbindungsschaltkreis zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand betrieben werden kann, wobei der erste Zustand damit übereinstimmt, das der Verbindungsschaltkreis eine erste Stromstärke verbraucht und der zweite Zustand damit übereinstimmt, dass der Verbindungsschaltkreis eine zweite Stromstärke verbraucht, wobei die zweite Stromstärke größer als die erste Stromstärke ist.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 8, bei dem der Verbindungsschaltkreis zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand gemäß Steuersignalen betrieben werden kann, die von dem Mikrocontroller empfangen werden, wobei der Mikrocontroller den Verbindungsschaltkreis in den ersten Zustand bei Bestimmen einer Trennung des Kabelsatzes und in den zweiten Zustand bei Bestimmen eines Anschlusses des Kabelsatzes steuert.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 8, bei dem die erste Stromstärke geringer als 150 μA ist.
Annäherungserfassungsschaltkreis für die Verwendung beim Aufwecken eines Mikrocontrollers um die Verbindung eines Ladekabelsatzes mit einem Fahrzeugaufladesystem zu erfassen, wobei der Annäherungserfassungsschaltkreis enthält: einen Impulssignal-Erzeugungsschaltkreis, der in Funktion ein Einzelimpulssignal für die Verwendung beim Aufwecken des Mikrocontrollers aus einem Ruhezustand in einen aktiven Zustand bei Verbindung des Ladekabelsatzes mit dem Fahrzeugaufladesystem erzeugt; und einen Verbindungsschaltkreis, der dazu eingerichtet ist, den Impulssignal-Erzeugungsschaltkreis in die Lage zu versetzen, das Einzelimpulssignal bei Verbindung des Ladekabelsatzes mit dem Fahrzeugaufladesystem zu erzeugen.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 11, weiterhin enthaltend einen Verriegelungsschaltkreis, der dazu eingerichtet ist, das Einzelimpulssignal in ein Wecksignal zu verlängern, das ausreichend ist, um den Mikrocontroller zu aufwecken.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 11, bei dem der Impulssignal-Erzeugungsschaltkreis dazu eingerichtet ist, einen Kondensator zu enthalten, der in Funktion eine Dauer des Einzelimpulssignals einstellt.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 13, bei dem die Kapazität des Kondensators geringer als 150 nF ist.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 11, bei dem der Verbindungsschaltkreis einen Spannungsteiler enthält, der mit dem Impulserzeugungsschaltkreis an einem Verbindungsknoten verbunden ist, wobei der Spannungsteiler an dem Verbindungsknoten eine erste Spannung, wenn der Kabelsatz nicht angeschlossen ist, und eine zweite Spannung bereitstellt, wenn der Kabelsatz angeschlossen ist, und der Impulserzeugungsschaltkreis die zweite Spannung erfordert, um das Einzelimpulssignal zu erzeugen.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 15, bei dem der Verbindungsknoten mit einem Anschluss der Aufnahme übereinstimmt, die verwendet wird, um einen Annäherungsstift des Kabelsatzes aufzunehmen, wobei der Spannungsteiler dazu eingerichtet ist, durch den Stift zu leiten, um die zweite Spannung bereitzustellen.
Annäherungserfassungsschaltkreis für die Verwendung beim Aufwecken eines Mikrocontrollers aus einem Ruhezustand in einen aktiven Zustand, um eine Verbindung des Ladekabelsatzes mit einem Fahrzeugaufladesystem zu erfassen, wobei der Annäherungserfassungsschaltkreis enthält: einen Impulssignal-Erzeugungsschaltkreis, der in Funktion ein erstes Signal erzeugt, das eine erste Dauer hat; einen Verriegelungsschaltkreis, der in Funktion das erste Signal in ein zweites Signal umwandelt, das eine zweite Dauer hat, wobei die zweite Dauer ausreichend ist, um den Mikrocontroller aus dem Ruhezustand in den aktiven Zustand aufzuwecken; und einen Verbindungsschaltkreis, der dazu eingerichtet ist, den Impulssignalerzeugungsschaltkreis in die Lage zu versetzen, das erste Signal bei Verbindung des Ladekabelsatzes mit dem Fahrzeugaufladesystem zu erzeugen.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 17, bei dem die erste Dauer nicht ausreichend ist, um den Mikrocontroller aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand aufzuwecken.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 17, bei dem der Verbindungsschaltkreis durch einen Stift des Kabelsatzes leitet, um den Impulssignal-Erzeugungsschaltkreis in Kraft zu setzen.
Annäherungserfassungsschaltkreis nach Anspruch 17, bei dem der Verbindungsschaltkreis einen Spannungsteiler enthält, der mit dem Impulserzeugungsschaltkreis an einem Verbindungsknoten verbunden ist, wobei der Spannungsteiler an dem Verbindungsknoten einer erste Spannung, wenn der Kabelsatz nicht angeschlossen ist, und eine zweite Spannung bereitstellt, wenn der Kabelsatz angeschlossen ist, und der Impulserzeugungsschaltkreis die zweite Spannung erfordert, um das erste Signal zu erzeugen und der Verbindungsschaltkreis weniger als 150 μA durch den Spannungsteiler verbraucht, wenn die erste Spannung an dem Verbindungsknoten bereitgestellt wird.