-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Verfahren zum Aufwecken eines Controllers unter Verwendung eines Steuerpilotsignals von einer externen Vorrichtung, die mit dem Controller verbunden werden kann, und insbesondere auf ein Verfahren zum Aufwecken eines Batterieaufladungscontrollers unter Verwendung eines impulsbreitenmodulierten Steuerpilotsignals, das durch eine Batterieaufladestation erzeugt wird.
-
HINTERGRUND
-
Ein Plugin-Elektrofahrzeug (PEV) ist ein Kraftfahrzeug, das eine wiederaufladbare Batterie umfasst, die auch als Batteriesatz oder Brennstoffzelle bezeichnet werden kann, die von einer externen Elektrizitätsquelle aufgeladen werden kann. Die in der wiederaufladbaren Batterie gespeicherte elektrische Energie kann in einem PEV verwendet werden, um einen oder mehrere Elektromotoren zu speisen, die ein Traktionsdrehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs bereitstellen. Plugin-Elektrofahrzeuge (PEV) umfassen ganz elektrische oder Batterie-Elektrofahrzeuge (BEVs), Plugin-Hybridfahrzeuge (PHEVs) und Elektrofahrzeugumsetzungen von Hybrid-Elektrofahrzeugen und herkömmlichen Brennkraftmaschinenfahrzeugen.
-
Die externe Elektrizitätsquelle, die verwendet wird, um die Batterie eines PEV aufzuladen, wird typischerweise durch eine Elektrofahrzeug-Versorgungsausrüstung (EVSE) bereitgestellt, die auch als Elektrofahrzeug-Aufladestation (EV-Aufladestation), Aufladepunkt oder Aufladestation bezeichnet wird. Jedes PEV umfasst einen Batterieaufladungscontroller, der für die Plugin-Aufladung des Fahrzeugs verantwortlich ist. Die Aufladestation gibt ein Steuerpilotsignal aus, um den Batterieaufladungscontroller während eines Aufladeereignisses aufzuwecken. Diese Steuerpilotausgabe ist ein impulsbreitenmoduliertes Signal. Eine Aufweckdetektions-Schaltungsanordnung auf Hardwarebasis im Batterieaufladungscontroller bestimmt die Controllerreaktion auf das Steuerpilotsignal.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
EVSE-Industriestandards und -Spezifikationen für das Steuerpilotaufwecken ändern sich regelmäßig beispielsweise in Ansprechen auf Änderungen, die von EV-SE-Herstellern durchgeführt werden, so dass PEVs mit Batterieaufladungscontrollern mit einer Aufweckdetektions-Schaltungsanordnung auf Hardwarebasis einen kostspieligen Austausch des Batterieaufladungscontrollers oder von Komponenten davon erfordern können, um mit EVSE-Steuerpilotaufwecktstandards und EVSE-Steuerpilotaufweckspezifikationen aktuell zu bleiben, während das Fahrzeug altert.
-
Es wird ein System geschaffen zum Aufwecken eines primären Mikrocontrollers eines Controllers entweder aus einem Schlafzustand oder aus einem ausgeschalteten Zustand in Ansprechen auf eine Änderung in einem Steuerpilotsignal, das durch eine mit dem Controller gekoppelte externe Vorrichtung erzeugt wird. In einem Beispiel ist der Controller ein Batterieaufladungscontroller und die externe Vorrichtung ist eine Batterieaufladestation, die hier auch als Aufladestation bezeichnet wird. In diesem Beispiel ist das System ein System zum Aufwecken eines primären Mikrocontrollers eines Batterieaufladungscontrollers aus einem Schlafzustand in Ansprechen auf eine Änderung in einem Steuerpilotsignal, das von einer Aufladestation erzeugt wird, die mit dem Batterieaufladungscontroller gekoppelt ist, wird geschaffen. Als Beispiel kann das System ein System eines Plugin-Fahrzeugs (PEV) mit dem Batterieaufladungscontroller des Fahrzeugs und dem Fahrzeugaufladeanschluss sein, wobei der Batterieaufladungscontroller und der Fahrzeugaufladeanschluss jeweils mit einer wiederaufladbaren Batterie des Fahrzeugs verbindbar sind. Die wiederaufladbare Batterie kann selektiv verwendet werden, um einen oder mehrere batteriebetriebene Mechanismen im System zu speisen. In einem Beispiel kann der batteriebetriebene Mechanismus ein Elektromotor sein, der ein Traktionsdrehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs liefert.
-
Der Batterieaufladungscontroller umfasst den primären Mikrocontroller und eine Überwachungsvorrichtung, die ein Überwachungsmikrocontroller sein kann, eine zusätzliche Ressource innerhalb desselben Mikrocontrollers oder eine intelligente Vorrichtung. Die Überwachungsvorrichtung ist umprogrammierbar, so dass, wenn sich EVSE-Steuerpilotaufweckstandards und/oder EVSE-Steuerpilotaufweckspezifikationen ändern, die Überwachungsvorrichtung durch Umprogrammierung an die Änderungen angepasst werden kann, was vorteilhafterweise einen kostspieligen Austausch der Batterieaufladungssteuerhardware vermeidet.
-
Als Beispiel ist der Batterieaufladungscontroller mit einem Aufladeanschluss elektrisch verbunden. Der Aufladeanschluss und der Batterieaufladungscontroller sind jeweils mit einer wiederaufladbaren Batterie verbindbar, so dass die Aufladung der Batterie durch elektrische Leistung, die über den Aufladeanschluss empfangen wird, der mit der Aufladestation gekoppelt ist, durch den Batterieaufladungscontroller gesteuert werden kann. Der Aufladeanschluss ist mit der Aufladestation verbindbar, um das durch die Aufladestation erzeugte Steuerpilotsignal zu empfangen und selektiv elektrische Leistung über die Aufladestation zu empfangen, um die wiederaufladbare Batterie aufzuladen. Der Aufladeanschluss gibt das von der Aufladestation empfangene Steuerpilotsignal an den Batterieaufladungscontroller aus.
-
Der primäre Mikrocontroller des Batterieaufladungscontrollers weist einen Prozessor und einen Speicher auf, in dem Befehle zum Steuern der Aufladung der wiederaufladbaren Batterie durch die Aufladestation aufgezeichnet sind. Der primäre Mikrocontroller ist programmiert, um entweder selektiv die Befehle vom Speicher des primären Mikrocontrollers auszuführen oder in einem vollständigen ausgeschalteten Zustand zu bleiben, um dadurch einen Aufweckimpuls zu detektieren, der durch die Überwachungsvorrichtung erzeugt wird, während sich der primäre Mikrocontroller in einem Schlafzustand befindet, und in Ansprechen auf den Aufweckimpuls aus dem Schlafzustand aufzuwachen, um die Aufladung der wiederaufladbaren Batterie durch die Aufladestation und andere Elektrofahrzeugfunktionen zu steuern. Die Überwachungsvorrichtung ist dazu konfiguriert, das Steuerpilotsignal zu empfangen, das vom Aufladeanschluss ausgegeben wird, und weist einen Prozessor und einen Speicher auf, in dem Befehle zum Aufwecken oder Einschalten des primären Mikrocontrollers aufgezeichnet sind. Wie hier verwendet, kann der primäre Mikrocontroller aus einem Schlafzustand oder aus einem ausgeschalteten Zustand aufweckt werden, wobei das Aufwecken des Controllers aus einem ausgeschalteten Zustand das Einschalten des primären Mikrocontrollers umfasst. Die Überwachungsvorrichtung ist programmiert, um selektiv die Befehle vom Überwachungsvorrichtungsspeicher auszuführen, um dadurch das Steuerpilotsignal nach einer Änderung im Steuerpilotsignal abzufragen, während sie im leistungsarmen Modus arbeitet, die Änderung im Steuerpilotsignal zu detektieren und den Aufweckimpuls an den primären Mikrocontroller in Ansprechen auf die Detektion der Änderung im Steuerpilotsignal auszugeben. In einem Beispiel ist die Überwachungsvorrichtung ferner dazu programmiert, selektiv die Befehle vom Überwachungsvorrichtungsspeicher auszuführen, um dadurch auf der Basis der detektierten Änderung im Steuerpilotsignal festzustellen, ob Aufweckkriterien erfüllt sind, während die Überwachungsvorrichtung im leistungsarmen Modus arbeitet, vom leistungsarmen Modus in den normalen Leistungsmodus beim Feststellen, dass die Aufweckkriterien erfüllt sind, überzugehen, und nach dem Übergang in den normalen Leistungsmodus zu überprüfen, ob die Aufweckkriterien erfüllt sind. Die Überwachungsvorrichtung gibt den Aufweckimpuls an den primären Mikrocontroller bei der Bestätigung, dass die Aufweckkriterien erfüllt wurden, aus oder kehrt in einen leistungsarmen Modus zurück, um die Abfrage des Steuerpilotsignals fortzusetzen, wenn die Aufweckkriterien nicht bestätigt werden.
-
Die Überwachungsvorrichtung ist umprogrammierbar, so dass die aufgezeichneten Befehle von einem aktuellen Satz von Befehlen in einen anschließenden Satz von Befehlen umprogrammierbar sind, um Flexibilität zu schaffen, um den Batterieaufladungscontroller für Änderungen der Aufweckkriterien, Steuerpilotsignale, Tastverhältnisse und dergleichen umzuprogrammieren. In einem Beispiel ist die Überwachungsvorrichtung umprogrammierbar, so dass die Aufweckkriterien des aktuellen Satzes von Befehlen sich von den Aufweckkriterien eines anschließenden Satzes von Befehlen, die in die Überwachungsvorrichtung programmiert werden, unterscheiden. In einem anderen Beispiel kann die Überwachungsvorrichtung entweder ein Mikrocontroller oder eine intelligente Vorrichtung sein.
-
Ein Verfahren zum Aufwecken eines primären Mikrocontrollers eines Controllers aus entweder einem Schlafzustand oder einem ausgeschalteten Zustand in Ansprechen auf eine Änderung in einem Steuerpilotsignal, das durch eine mit dem Controller gekoppelte externe Vorrichtung erzeugt wird, wird geschaffen. Das Verfahren umfasst das Koppeln der externen Vorrichtung mit einem Eingangsanschluss, wobei der Eingangsanschluss mit dem Controller und einer gesteuerten Komponente elektrisch verbunden ist. In einem Beispiel ist der Controller ein Batterieaufladungscontroller und die externe Vorrichtung ist eine Batterieaufladestation, die hier auch als Aufladestation bezeichnet wird. In diesem Beispiel ist das Verfahren ein Verfahren zum Aufwecken eines primären Mikrocontrollers eines Batterieaufladungscontrollers aus einem Schlafzustand in Ansprechen auf eine Änderung in einem Steuerpilotsignal, das durch eine mit dem Batterieaufladungscontroller gekoppelte Aufladestation erzeugt wird, wird geschaffen. Das Verfahren umfasst ferner das Empfangen eines Steuerpilotsignals am Aufladeanschluss, das von der Aufladestation erzeugt wird, und das Ausgeben des Steuerpilotsignals vom Aufladeanschluss an den Batterieaufladungscontroller. Der Batterieaufladungscontroller umfasst einen primären Mikrocontroller und eine Überwachungsvorrichtung, die konfiguriert sind, wie vorher hier beschrieben. Zum Zeitpunkt der Kopplung befindet sich der primären Mikrocontroller in einem Schlaf- oder abgeschalteten Zustand und die Überwachungsvorrichtung befindet sich in einem leistungsarmen Modus. Das Verfahren umfasst ferner das Empfangen des Steuerpilotsignals an der Überwachungsvorrichtung, die im leistungsarmen Modus arbeitet, das Abfragen des Steuerpilotsignals, um eine Änderung im Steuerpilotsignal zu detektieren, unter Verwendung der Überwachungsvorrichtung, die im leistungsarmen Modus arbeitet, das Detektieren der Änderung im Steuerpilotsignal unter Verwendung der Überwachungsvorrichtung im leistungsarmen Modus und das Ausgeben des Aufweckimpulses an den primären Mikrocontroller in Ansprechen auf das Detektieren der Änderung im Steuerpilotsignal unter Verwendung der Überwachungsvorrichtung im normalen Leistungsmodus, so dass der primäre Mikrocontroller im Schlafzustand den Aufweckimpuls empfängt und aus dem Schlafzustand oder abgeschalteten Zustand in Ansprechen auf den Aufweckimpuls aufwacht, so dass der primäre Mikrocontroller die Aufladung der wiederaufladbaren Batterie durch die Aufladestation steuern kann.
-
Das Verfahren kann ferner das Feststellen, ob Aufweckkriterien erfüllt sind, auf der Basis der detektierten Änderung im Steuerpilotsignal unter Verwendung der Überwachungsvorrichtung im leistungsarmen Modus, das Überführen der Überwachungsvorrichtung vom leistungsarmen Modus in einen normalen Leistungsmodus beim Feststellen, dass die Aufweckkriterien erfüllt sind, und nach der Überführung in den normalen Leistungsmodus, das Bestätigen, dass die Aufweckkriterien erfüllt sind, unter Verwendung der Überwachungsvorrichtung im normalen Leistungsmodus umfassen. Der Aufweckimpuls wird an den primären Mikrocontroller beim Bestätigen, dass die Aufweckkriterien erfüllt wurden, unter Verwendung der Überwachungsvorrichtung im normalen Leistungsmodus ausgegeben.
-
Wenn die Aufweckkriterien nicht erfüllt sind, geht die Überwachungsvorrichtung in den leistungsarmen Modus über und fragt weiterhin nach einer Änderung im Steuerpilotsignal ab.
-
In einem Beispiel umfasst das Verfahren ferner das Diagnostizieren, ob der primäre Mikrocontroller in Ansprechen auf den Aufweckimpuls aufgewacht ist, und das Setzen eines Aufweckdiagnose-Flags, wenn der primäre Mikrocontroller nicht aufwacht, unter Verwendung der Überwachungsvorrichtung. In einem anderen Beispiel kann das Verfahren ferner nach dem Aufwecken des primären Mikrocontrollers das Diagnostizieren des primären Mikrocontrollers unter Verwendung der Überwachungsvorrichtung, um festzustellen, ob eine Differenz zwischen einem gemessenen Wert einer Aufladeeigenschaft, der durch den primären Mikrocontroller zu einem Abtastzeitpunkt gemessen wird, und einem Komparatorwert der Aufladeeigenschaft, der durch die Überwachungsvorrichtung zum Abtastzeitpunkt gemessen wird, existiert, und das Setzen eines Messdiagnosefehlers, wenn die Differenz größer ist als eine Schwellendifferenz, umfassen.
-
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Beispielsystems mit einem Batterieaufladungscontroller; und
-
2 ist ein Ablaufplan, der ein Beispielverfahren zum Aufwecken des Batterieaufladungscontrollers des Beispielsystems von 1 beschreibt.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Mit Bezug auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen Komponenten in den ganzen verschiedenen Figuren entsprechen, ist ein System im Allgemeinen bei 20 in 1 gezeigt und umfasst einen Controller 22 mit einer umprogrammierbaren Überwachungsvorrichtung 26, die programmiert ist, um einen Satz von Befehlen zum Aufwecken eines primären Mikrocontrollers 24 des Controllers 22 aus einem Schlafzustand in Ansprechen auf eine Änderung in einem Steuerpilotsignal auszuführen, das durch eine externe Vorrichtung 30 erzeugt wird, die mit dem Controller 22 über einen Eingangsanschluss 12 des Systems 20 gekoppelt ist. Der Controller 22 ist mit einem Eingangsanschluss 12 verbunden. Die externe Vorrichtung 30 ist mit dem Eingangsanschluss 12 verbindbar, so dass die externe Vorrichtung 30 mit dem Controller 22 über den Eingangsanschluss 12 elektrisch verbunden werden kann. In einem erläuternden Beispiel ist das System ein Batterieaufladungssteuersystem 20 und der Controller 22 ist ein Batterieaufladungscontroller 22 mit einer umprogrammierbaren Überwachungsvorrichtung 26, die programmiert ist, um einen Satz von Befehlen zum Aufwecken eines primären Mikrocontrollers 24 des Batterieaufladungscontrollers 22 aus einem Schlafzustand in Ansprechen auf eine Änderung in einem Steuerpilotsignal auszuführen, das durch eine externe Vorrichtung 30 erzeugt wird, die als Batterieaufladestation 30 konfiguriert ist, die mit dem Batterieaufladungscontroller 22 gekoppelt ist. In dem hier beschriebenen Beispielsystem 20 ist der Eingangsanschluss 12 als Aufladeanschluss 12 konfiguriert, der mit der Batterieaufladestation 30 verbunden werden kann, und das System 20 umfasst ferner eine wiederaufladbare Batterie 14, die mit dem Aufladeanschluss 12 elektrisch verbunden ist. Ein Verfahren zum Aufwecken des primären Mikrocontrollers 24 des Controllers 22 aus einem Schlafzustand in Ansprechen auf eine Änderung in einem Steuerpilotsignal, das durch eine mit dem Controller 22 gekoppelte externe Vorrichtung 30 erzeugt wird, ist im Allgemeinen bei 100 in 2 gezeigt. In einem erläuternden Beispiel ist das Verfahren ein Verfahren zum Aufwecken eines Controllers 22, der als Batterieaufladungscontroller 22 mit einer umprogrammierbaren Überwachungsvorrichtung 26 konfiguriert ist, die programmiert ist, um einen Satz von Befehlen zum Aufwecken eines primären Mikrocontrollers 24 des Batterieaufladungscontrollers 22 aus einem Schlafzustand in Ansprechen auf eine Änderung in einem Steuerpilotsignal auszuführen, das durch eine externe Vorrichtung 30 erzeugt wird, die als Batterieaufladestation 30 konfiguriert ist, die mit dem Batterieaufladungscontroller 22 gekoppelt ist. In dem hier beschriebenen Beispielverfahren 100 ist der Eingangsanschluss 12 als Aufladeanschluss 12 konfiguriert, der mit der Batterieaufladestation 30 verbunden werden kann, und das System 20 umfasst ferner eine wiederaufladbare Batterie 14, die mit dem Aufladeanschluss 12 elektrisch verbunden ist. Mit Bezug auf 1 und als Beispiel kann das System 20 in einem Plugin-Fahrzeug (PEV) enthalten sein, das im Allgemeinen bei 10 angegeben ist und einen Batterieaufladungscontroller 22 und einen Aufladeanschluss 12 umfasst, wobei der Batterieaufladungscontroller 22 und der Aufladeanschluss 12 jeweils mit einer wiederaufladbaren Batterie 14 des Fahrzeugs verbindbar sind. Der Batterieaufladungscontroller 22 umfasst einen primären Mikrocontroller 24 und eine Überwachungsvorrichtung 26. Die wiederaufladbare Batterie 14 kann selektiv verwendet werden, um einen oder mehrere batteriebetriebene Mechanismen 16 im System 20 zu speisen. In dem Beispiel eines PEV 10 kann der batteriebetriebene Mechanismus 16 ein Elektromotor 16 sein, der ein Traktionsdrehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs 10 liefert.
-
Das Beispiel des Systems 20, das in ein PEV 10 eingebaut ist, wie in 1 gezeigt, ist nicht begrenzend und es wäre verständlich, dass das System 20 und das Verfahren 100, die hier beschrieben sind, zum Aufwecken eines Batterieaufladungscontrollers 22 aus einem Schlafzustand in Ansprechen auf eine Änderung in einem Steuerpilotsignal, das durch eine Aufladestation 30 erzeugt wird, die mit dem Batterieaufladungscontroller 22 gekoppelt ist, in Nicht-Fahrzeug-Anwendungen mit einer Batterie 14, die durch eine Aufladestation 30 wiederaufladbar ist, verwendet werden können. Die wiederaufladbare Batterie 14 kann beispielsweise als Satz von wiederaufladbaren Batterien, eine oder mehrere Brennstoffzellen oder andere Energiespeichervorrichtungen konfiguriert sein, die elektrische Energie speichern und damit wiederaufgeladen werden können. Ein ”Plugin”-Elektrofahrzeug (PEV) 10, wie dieser Begriff hier verwendet wird, bezieht sich auf einen Typ von Fahrzeug 10 mit einer wiederaufladbaren Batterie 14, die mit bordexterner Elektrizität aufladbar ist, z. B. von einer Leistungsquelle 40 aufladbar, die außerhalb des Fahrzeugs 10 angeordnet ist, mittels Verbindung des Fahrzeugs 10 mit der Leistungsquelle 40 beispielsweise über eine Aufladestation 30. Die elektrische Energie, die in der wiederaufladbaren Batterie 14 gespeichert ist, kann in einem PEV 10 verwendet werden, um einen oder mehrere batteriebetriebene Mechanismen 16 zu speisen, die mindestens einen Elektromotor 16 umfassen können, der ein Traktionsdrehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs 10 liefert. Plugin-Elektrofahrzeuge (PEV) 10 umfassen ganz elektrische oder Batterie-Elektrofahrzeuge (BEVs), Plugin-Hybridfahrzeuge (PHEVs) und Elektrofahrzeugumsetzungsn von Hybrid-Elektrofahrzeugen und herkömmlichen Brennkraftmaschinenfahrzeugen.
-
Die externe Elektrizitätsquelle 40, die zum Aufladen der Batterie 14 des PEV 10 verwendet wird, kann durch eine Elektrofahrzeug-Versorgungsausrüstung (EVSE) bereitgestellt werden, die bei 30 in 1 angegeben ist. Die EVSE 20 wird auch als Elektrofahrzeug-Aufladestation (EV-Aufladestation), Aufladepunkt oder Aufladestation bezeichnet und/oder ist als solche bekannt. In dem in 1 gezeigten Beispiel ist das System 20 mit der Aufladestation 30 über einen Aufladeanschluss 12 des Systems 20 verbindbar. Die Aufladestation 30 kann ein Aufladeverbindungselement 34 mit einem Aufladeeingang 32 umfassen, der mit dem Aufladeanschluss 12 des Systems 20 verbunden werden kann. Der Aufladeeingang 32 kann hier auch als Aufladestecker 32 bezeichnet werden. Die Aufladestation 30 ist dazu konfiguriert, ein Steuerpilotsignal über eine Verbindung auszugeben, die zwischen dem Verbindungselement 34 und dem Aufladeanschluss 12 hergestellt wird, das vom Batterieaufladungscontroller 22 empfangen wird und vom Batterieaufladungscontroller 22 verwendet wird, um das Aufladen der Batterie 14 während eines Batterieaufladeereignisses zu steuern. Die Aufladestation 30 kann ein Steuerpilotaufwecken zum Batterieaufladungscontroller 22 senden, um den Batterieaufladungscontroller 22 aus einem Schlafzustand aufzuwecken. Der Batterieaufladungscontroller 22 kann sich in einem Schlafzustand befinden, beispielsweise wenn sich das PEV 10 in einem ausgeschalteten Zustand befindet oder wenn das System 20 einen Befehl vom PEV 10 empfängt, um den Batterieaufladungscontroller 22 in einen Schlafzustand zu setzen, beispielsweise um Energie zu sparen.
-
Das Steuerpilotaufwecksignal kann durch Industriestandards bestimmt sein, die beispielsweise Standards sind, die von Herstellern von EVSE entwickelt werden, und sich über die Zeit ändern können. Vorteilhafterweise schaffen das hier beschriebene Batterieaufladungssteuersystem 20 und Verfahren 100 einen Batterieaufladungscontroller 22 mit einem primären Mikrocontroller 24 und einer Überwachungsvorrichtung 26, die ein Überwachungsmikrocontroller oder eine intelligente Vorrichtung sein kann. Die Überwachungsvorrichtung 26 überwacht das Steuerpilotsignal und ist programmiert, um den primären Mikrocontroller 24 eines Batterieaufladungscontrollers 22 in Ansprechen auf eine bestätige Änderung im Steuerpilotsignal aus einem Schlafzustand aufzuwecken. Die Überwachungsvorrichtung 26 kann ein Mikrocontroller, eine zusätzliche Ressource innerhalb des primären Mikrocontrollers 24 oder eine intelligente Vorrichtung sein, die umprogrammiert werden kann, wenn Industrieaufweckstandards geändert werden, so dass die Umprogrammierung der Überwachungsvorrichtung 26 beispielsweise durch das elektrische System des Fahrzeugs 10 oder drahtlos im Fall einer Überwachungsvorrichtung 26, die eine intelligente Vorrichtung ist, stattfinden kann, wobei somit ein kosteneffizientes und flexibles Mittel zum Aktualisieren des Batterieaufladungssteuersystems 20 für Änderungen in EVSE-Standards geschaffen wird, ohne eine Aufweckdetektions-Schaltungsanordnung auf Hardwarebasis entfernen oder austauschen zu müssen, was vorteilhafterweise einen kostspieligen Austausch einer Batterieaufladungssteuerhardware vermeidet.
-
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Batterieaufladungscontroller 22 den primären Mikrocontroller 24, der die Aufladung der Batterie 14 steuern kann, und die Überwachungsvorrichtung 26, die ein Steuerpilotsignal abfragen kann, das von der Aufladestation 30 über das Aufladeverbindungselement 32 empfangen wird, das mit dem Aufladeanschluss 12 des Systems 20 verbunden ist. Jeder des Batterieaufladungscontrollers 22, des primären Mikrocontrollers 24 und der Überwachungsvorrichtung 26 kann einen Computer und/oder Prozessor umfassen und die ganze Software, Hardware, einen Speicher, Algorithmen, Verbindungen, Sensoren usw. umfassen, die zum Managen und Steuern der Batterieaufladungsoperation erforderlich sind, die durch das Batterieaufladungssystem 20 durchgeführt wird. Jeder des Batterieaufladungscontrollers 22, des primären Mikrocontrollers 24 und der Überwachung 26 kann beispielsweise eine Zentraleinheit (CPU) und ausreichend Speicher M umfassen, von dem zumindest einiges konkret und nichtflüchtig ist. Der Speicher M kann ausreichend Festwertspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), elektrisch programmierbaren Festwertspeicher (EPROM), Flash-Speicher usw. und irgendeine erforderliche Schaltungsanordnung umfassen, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf einen Hochgeschwindigkeitstakt (nicht dargestellt), eine Analog-Digital-Schaltungsanordnung (A/D-Schaltungsanordnung), Digital-Analog-Schaltungsanordnung (D/A-Schaltungsanordnung), einen Digitalsignalprozessor (DSP) und die erforderlichen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen (E/A-Vorrichtungen) und eine andere Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltungsanordnung.
-
Der Batterieaufladungscontroller 22 kann mit einer Benutzerschnittstelle (nicht dargestellt) in Kommunikation stehen, die eine verdrahtete oder drahtlose Schnittstelle sein kann, um Befehle hinsichtlich der Aufladung des Systems 20 zu empfangen, beispielsweise Befehle, um die Aufladung zu einer Zeit mit geringer Auslastung zu verschieben, eine Aufladung zu einer vorbestimmten Zeit oder einer anderweitig geplanten Zeit durchzuführen, die eine Zeit sein kann, zu der die Kosten für Leistung, z. B. der Leistungskostentarif, verringert sind und/oder der Leistungsbedarf an der externen Leistungsquelle 40 verringert ist, oder für Benutzerbequemlichkeit, z. B. um die Batterie 14 während eines Zeitintervalls wiederaufzuladen, wenn die Verwendung des Fahrzeugs 10 oder Systems 20 durch den Benutzer nicht erforderlich ist.
-
Der Batterieaufladungscontroller 22 ist programmiert oder anderweitig konfiguriert, so dass, wenn das System 20 in einen ausgeschalteten Zustand gesetzt wird, der primäre Mikrocontroller 24 in einen Schlaf- oder abgeschalteten Zustand überführt wird und die Überwachungsvorrichtung 26 in einem leistungsarmen Modus betrieben wird. In einem Beispiel überführt das Schalten der Zündung des PEV 10 in eine ”Aus”- oder ”ausgeschaltete” Position den primären Mikrocontroller 24 in einen Schlaf- oder abgeschalteten Zustand und überführt die Überwachungsvorrichtung 26 in einen leistungsarmen Modus. In einem Beispiel wird die Überwachungsvorrichtung 26 in einem ultraleistungsarmen Modus betrieben, wobei sich das System 20 in einem Ausschaltzustand befindet. Das PEV 10 kann beispielsweise dazu konfiguriert sein, die Überwachungsvorrichtung 26 durch entweder die Batterie 14 oder eine andere Batterie (nicht dargestellt) im PEV zu speisen, wobei die andere Batterie eine Standard-Kraftfahrzeugbatterie wie z. B. eine Batterie mit 12 V ist.
-
Wie in 1 gezeigt, ist die wiederaufladbare Batterie 14 mit dem Aufladeanschluss 12 elektrisch verbunden. Der Aufladeanschluss 12 ist mit der Aufladestation 30 verbindbar, um ein Steuerpilotsignal zu empfangen und auszugeben, das durch die Aufladestation 30 erzeugt wird, und selektiv elektrische Leistung von einer externen Leistungsquelle 40 über die Aufladestation 30 zu empfangen. In einem Beispiel umfasst das Steuerpilotsignal ein diskrete Eingabe und/oder eine Impulsbreitenmodulation (PWM). Das Steuerpilotsignal ist codiert, um beispielsweise eine PWM entsprechend einem PWM-Tastverhältnis oder einer PWM-Frequenz zu übermitteln, die die Amperekapazität, die für das Aufladen verfügbar ist, die Kompatibilität usw. angeben kann. Das Steuerpilotsignal ändert sich auf der Basis von Bedingungen, die durch die Aufladestation 30, die Leistungsquelle 40 und die wiederaufladbare Batterie 14 definiert sind. Das PWM-Signal kann sich beispielsweise zwischen einer ersten PWM, die angibt, dass die Aufladestation 30 vom System 20 getrennt ist, einer zweiten PWM, die angibt, dass die Aufladestation 30 mit dem System 20 verbunden ist, und einem Haltezustand, der angibt, dass die Aufladestation wartet, beispielsweise auf die Bezahlung an die Aufladestation für elektrische Leistung, die zum Aufladen der Batterie 14 verwendet werden soll, ändern. Eine Änderung des Steuerpilotsignals beispielsweise von einer PWM, die angibt, dass die Aufladestation 30 vom System 20 getrennt ist, auf eine PWM, die angibt, dass die Aufladestation 30 mit dem System 20 verbunden ist, kann überwacht werden, wobei die Änderung als Aufwecksignal für den Batterieaufladungscontroller 22 interpretiert werden kann, um den Batterieaufladungscontroller 22 aufzuwecken, um die Aufladung der Batterie 14 während eines Aufladeereignisses zu steuern. In dem in 1 gezeigten Beispiel und wie hier genauer beschrieben, ist die Überwachungsvorrichtung 26 dazu konfiguriert, das Steuerpilotsignal abzufragen, um festzustellen, ob ein gültiges Aufwecksignal empfangen wurde, das Aufwecksignal als gültiges Aufwecksignal zu bestätigen, und nach dem Bestätigen des Aufwecksignals einen Aufweckimpuls zum primären Mikrocontroller 24 zum Aufwecken zu senden.
-
Der primäre Mikrocontroller 24 weist eine Prozessor-CPU und einen Speicher M auf, in dem Befehle zum Steuern der Aufladung der Batterie 14 aufgezeichnet sind, die das Detektieren eines Aufweckimpulses umfassen, der durch die Überwachungsvorrichtung 26 erzeugt wird. Der primäre Mikrocontroller 24 ist programmiert, um selektiv die Befehle vom Speicher M auszuführen oder in einem ausgeschalteten Modus zu bleiben, um in Ansprechen auf den von der Überwachungsvorrichtung 25 empfangenen Aufweckimpuls aus einem Schlafmodus aufzuwachen, und beim Aufwachen die Aufladung der wiederaufladbaren Batterie 14 durch die Aufladestation zu steuern. Der primäre Mikrocontroller 24 ist programmiert, um selektiv die Befehle auszuführen, um die Aufladung der wiederaufladbaren Batterie 14 zu steuern, beispielsweise durch eines oder mehrere von Steuern des Energieflusses von der Aufladestation 30 zur Batterie 14 während der Aufladung der Batterie 14, Festlegen eines Aufladeplans, einschließlich eines oder mehrerer einer Aufladesollzeit, eines Aufladeleistungspegels und einer Aufladeendzeit, Beenden der Aufladung der Batterie 14 nach dem Aufladen der Batterie 14 auf einen vorbestimmten Ladungszustand und Zurückführen des primären Mikrocontrollers 24 in einen Schlafmodus oder ausgeschalteten Modus, nachdem das Aufladen der Batterie 14 beendet ist. Die Aufladung der Batterie 14 kann beispielsweise durch entweder einen Befehl, der durch den primären Mikrocontroller 24 ausgeführt wird, oder die Trennung des Aufladeanschlusses von der Aufladestation 30 beendet werden. Der primäre Mikrocontroller 24 ist programmiert, um selektiv die Befehle auszuführen, um ein Signal des leistungsarmen Modus an den Überwachungscontroller auszugeben, um den Überwachungscontroller vom normalen Leistungsmodus in den leistungsarmen Modus zurückzuführen, und selektiv ein Ignorierungssignal an den Überwachungscontroller auszugeben, um das Steuerpilotsignal an den Aufladeanschluss für entweder eine vorbestimmte Zeitdauer oder eine vorbestimmte Bedingung zu ignorieren, beispielsweise um das Aufladen der Batterie 14 zu einer geplanten Zeitdauer zu verschieben, die eine Zeitdauer sein kann, zu der Leistungskostentarife verringert sind, oder für eine vorbestimmte Bedingung wie z. B. Vollendung der Bezahlung an die Aufladestation.
-
Die Überwachungsvorrichtung 26 ist dazu konfiguriert, das Steuerpilotsignal zu empfangen, das durch die Aufladestation 30 erzeugt wird und über das Aufladeverbindungselement 34 und/oder den Aufladestecker 32, der mit dem Aufladeanschluss 12 verbunden ist, übermittelt wird, wobei das Steuerpilotsignal, das vom Aufladestecker 32 empfangen wird, aus dem Aufladeanschluss 12 an die Überwachungsvorrichtung 26 ausgegeben wird. Die Überwachungsvorrichtung 26 weist einen Prozessor und einen Speicher M auf, in dem Befehle zum Ausgeben des Aufweckimpulses an den primären Mikrocontroller 24 aufgezeichnet sind. Die Überwachungsvorrichtung 26 ist programmiert, um selektiv die Befehle vom Speicher M auszuführen, um das Steuerpilotsignal nach einer Änderung im Steuerpilotsignal abzufragen, wobei die Abfrage durchgeführt wird, während sich die Überwachungsvorrichtung 26 im leistungsarmen Modus befindet, beispielsweise wenn das System 20 und/oder das PEV 10 sich in einem ausgeschalteten Zustand befinden. Beim Detektieren einer Änderung im Steuerpilotsignal und während sie im leistungsarmen Modus bleibt, führt die Überwachungsvorrichtung 26 eine anfängliche Feststellung dessen durch, ob die Änderung im Steuerpilotsignal Aufweckkriterien erfüllt. Die Aufweckkriterien können beispielsweise eine oder mehrere eines Steuerpilotsignals mit einer PWM in einem vorbestimmten PWM-Bereich, wobei der vorbestimmte PWM-Bereich einer Bedingung entspricht, unter der die Aufladestation 30 mit dem Aufladeanschluss 12 verbunden ist, einer Bestätigung, dass eine aktuelle Zeit, die die aktuelle Zeit sein kann, wie durch einen Takt bestimmt, der im Batterieaufladungscontroller 22 enthalten ist, innerhalb eines geplanten Zeitbereichs liegt, und wobei der geplante Zeitbereich entweder einem vorbestimmten Leistungskostentarif oder einer vorbestimmten Bedarfsperiode entspricht, umfassen. Bei der Durchführung einer anfänglichen Feststellung, dass die Aufweckkriterien erfüllt wurden, ist die Überwachungsvorrichtung 26 programmiert, um von einem leistungsarmen Modus in einen normalen Leistungsmodus überzugehen, und nach dem Übergehen in den normalen Leistungsmodus, eine sekundäre Feststellung durchzuführen, um zu bestätigen, dass die Aufweckkriterien erfüllt sind. Sobald die Aufweckkriterien als gültige Aufweckkriterien durch die Überwachungsvorrichtung 26 bestätigt wurden, die im normalen Leistungsmodus arbeitet, gibt die Überwachungsvorrichtung 26 einen Aufweckimpuls an den primären Mikrocontroller 24 aus. Wenn während der sekundären Feststellung die Überwachungsvorrichtung 26 die Aufweckkriterien nicht bestätigt, z. B. feststellt, dass die Änderung im Steuerpilotsignal, die durch die Überwachungsvorrichtung 26 im leistungsarmen Modus detektiert wird, nicht die Aufweckkriterien erfüllt, wenn sie durch die Überwachungsvorrichtung 26 im normalen Leistungsmodus bewertet werden, kehrt die Überwachungsvorrichtung 26 in den leistungsarmen Modus zurück und fragt weiterhin nach einer Änderung im Steuerpilotsignal ab, ohne einen Aufweckimpuls zum primären Mikrocontroller 24 zu senden.
-
In einem Beispiel führt nach dem Ausgeben eines Aufweckimpulses an den primären Mikrocontroller 24 die Überwachungsvorrichtung 26 eine Diagnose durch, um zu diagnostizieren, ob der primäre Mikrocontroller 24 in Ansprechen auf den Aufweckimpuls aufgewacht ist. Wenn die Überwachungsvorrichtung 26 feststellt, dass der primäre Mikrocontroller 24 in Ansprechen auf den Aufweckimpuls nicht aufgewacht ist, setzt die Überwachungsvorrichtung 26 ein Aufweckdiagnose-Flag. Beim nächsten Einschalten des Systems 20, beispielsweise während des nächsten Einschaltens des PEV 10 und des Systems 20, wird das Aufweckdiagnose-Flag durch das System 20 detektiert, beispielsweise durch den Batterieaufladungscontroller 22 detektiert, und ein Aufweckleistungsfehler wird im Diagnosesystem des Batterieaufladungssteuersystems 20 und/oder im Diagnosesystem des PEV 10 gesetzt. In einem anderen Beispiel ist, nachdem der primäre Controller 24 aus einem Schlafzustand aufwacht und in einen wachen Zustand übergeht, die Überwachungsvorrichtung 26 programmiert, um selektiv die Befehle aus dem Speicher M auszuführen, um den primären Mikrocontroller 24 zu diagnostizieren, um festzustellen, ob eine Differenz zwischen einem gemessenen Wert einer Aufladeeigenschaft, der durch den primären Mikrocontroller 24 zu einem Abtastzeitpunkt gemessen wird, und einem Komparatorwert der Aufladeeigenschaft, der zum Abtastzeitpunkt entweder die Überwachungsvorrichtung 26 oder die Aufladestation 30 gemessen wird, existiert, und um einen Messdiagnosefehler zu setzen, wenn die Differenz größer ist als eine Schwellendifferenz.
-
Vorteilhafterweise ist die Überwachungsvorrichtung 26 umprogrammierbar, so dass die aufgezeichneten Befehle von einem aktuellen Satz von Befehlen auf einen anschließenden Satz von Befehlen umprogrammierbar sind, wobei die Umprogrammierung beispielsweise in Ansprechen auf eine Änderung von Standards, die auf EVSE 30 angewendet werden, erforderlich sein kann, wobei die Änderung der Standards beispielsweise die Tastverhältnisse entsprechend den verschiedenen PWM des Steuerpilotsignals modifizieren können, oder beispielsweise wenn die Aufweckkriterien des aktuellen Satzes von Befehlen sich von den Aufweckkriterien des anschließenden Satzes von Befehlen unterscheiden.
-
Mit Bezug auf 2 ist ein Verfahren zum Aufwecken des primären Mikrocontrollers 24 des Controllers 22 aus entweder einem Schlafzustand oder einem ausgeschalteten Zustand und in Ansprechen auf eine Änderung in einem Steuerpilotsignal, das durch eine mit dem Controller 22 über einen Eingangsanschluss 12 gekoppelte externe Vorrichtung 30 erzeugt wird, im Allgemeinen bei 100 angegeben. Das Verfahren kann in einem erläuternden Beispiel auf das in 1 gezeigte Beispielsystem 20 angewendet werden, wobei der Controller 22 ein Batterieaufladungscontroller 22 ist, der mit Befehlen programmiert ist, um das Aufladen einer wiederaufladbaren Batterie 14 zu steuern, die externe Vorrichtung 30 eine Aufladestation 30 ist und der Eingangsanschluss 12 ein Aufladeanschluss 12 ist. Das Verfahren beginnt mit dem primären Mikrocontroller 24 in einem Schlafzustand oder ausgeschalteten Zustand und der Überwachungsvorrichtung 26, die in einem leistungsarmen Modus arbeitet. In Schritt 105 fragt die Überwachungsvorrichtung 26, die im leistungsarmen Modus arbeitet, das Steuerpilotsignal ab, um eine Änderung im Steuerpilotsignal zu detektieren. Beim Detektieren der Änderung im Steuerpilotsignal unter Verwendung der Überwachungsvorrichtung 26 im leistungsarmen Modus, geht das Verfahren zu Schritt 110 weiter, wo die Überwachungsvorrichtung 26 im leistungsarmen Modus eine anfängliche Feststellung durchführt, ob die detektierte Änderung im Steuerpilotsignal Aufweckkriterien erfüllt, wie vorher hier beschrieben. Wenn die Überwachungsvorrichtung 26 im leistungsarmen Modus feststellt, dass die Aufweckkriterien erfüllt sind, geht das Verfahren zu Schritt 115 weiter. Wenn die Aufweckkriterien während der anfänglichen Feststellung nicht erfüllt sind, kehrt das Verfahren zu Schritt 105 zurück und die Überwachungsvorrichtung 26 fragt weiterhin nach einer Änderung im Steuerpilotsignal ab.
-
In Schritt 115 geht die Überwachungsvorrichtung 26 vom leistungsarmen Modus in den normalen Leistungsmodus über und das Verfahren fährt zu Schritt 120 fort, wo die Überwachungsvorrichtung 26 im normalen Leistungsmodus überprüft, ob die detektierte Änderung im Steuerpilotsignal Aufweckkriterien erfüllt. Wenn die Überwachungsvorrichtung 26 im normalen Leistungsmodus bestätigt, dass die Aufweckkriterien erfüllt sind, geht das Verfahren zu Schritt 125 weiter. Wenn die Aufweckkriterien durch die Überwachungsvorrichtung 26 im normalen Leistungsmodus nicht bestätigt werden, geht die Überwachungsvorrichtung 26 in den leistungsarmen Modus über und kehrt zu Schritt 105 zurück, um weiterhin nach einer anschließenden Änderung im Steuerpilotsignal abzufragen.
-
In Schritt 125 gibt nach dem Bestätigen in Schritt 120, dass die Aufweckkriterien erfüllt sind, die Überwachungsvorrichtung 26 den Aufweckimpuls an den primären Mikrocontroller 24 aus, damit er vom primären Mikrocontroller 24 in einem Schlafzustand empfangen wird. In Schritt 130 empfängt der primäre Mikrocontroller 24 den Aufweckimpuls und wacht aus dem Schlafzustand auf.
-
Als Beispiel kann das Verfahren optional (wie in 2 durch die gestrichelten Linien angegeben) einen Schritt 135 umfassen. In Schritt 135 diagnostiziert die Überwachungsvorrichtung 26, ob der primäre Mikrocontroller 24 in Ansprechen auf den Aufweckimpuls aufgewacht ist. Wenn der primäre Mikrocontroller 24 nicht aufwacht, setzt die Überwachungsvorrichtung 26 in Schritt 140 ein Aufweckdiagnose-Flag und die Überwachungsvorrichtung 26 geht in den leistungsarmen Modus über und kehrt zu Schritt 105 zurück, um weiterhin nach einer anschließenden Änderung im Steuerpilotsignal abzufragen. Das Aufweckdiagnose-Flag wird beim nächsten Einschalten des Systems 22 detektiert und ein Aufweckdiagnosefehler wird gesetzt. In einem anderen Beispiel kann das Verfahren optional (wie in 2 durch gestrichelte Linien angegeben) einen Schritt 145 umfassen, wobei nach dem Aufwecken des primären Mikrocontrollers 24 die Überwachungsvorrichtung 26 den primären Mikrocontroller 24 diagnostiziert, um festzustellen, ob eine Differenz zwischen einem gemessenen Wert einer Aufladeeigenschaft, die durch den primären Mikrocontroller 24 zu einem Abtastzeitpunkt gemessen wird, und einem Komparatorwert der Aufladeeigenschaft, der zum Abtastzeitpunkt durch entweder die Überwachungsvorrichtung 24 oder die Aufladestation 30 gemessen wird, existiert, und ein Messdiagnosefehler in Schritt 150 gesetzt wird, wenn die Differenz größer ist als eine Schwellendifferenz. Das Messdiagnose-Flag wird durch das System 20 beim nächsten Einschalten des Systems 20 detektiert und ein Messdiagnosefehler wird gesetzt. Nach dem Vollenden der Diagnose geht die Überwachungsvorrichtung 26 in den leistungsarmen Modus über und kehrt zu Schritt 105 zurück, um weiterhin nach einer anschließenden Änderung im Steuerpilotsignal abzufragen.
-
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Erfindung, aber der Schutzbereich der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert. Obwohl einige der besten Arten und andere Ausführungsformen zur Ausführung der beanspruchten Erfindung im Einzelnen beschrieben wurden, existieren verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der in den beigefügten Ansprüchen definierten Erfindung.
