DE102015207133A1

DE102015207133A1 - Autoladegerät und Verfahren zum Steuern der Leistung desselben

Info

Publication number: DE102015207133A1
Application number: DE102015207133.2A
Authority: DE
Inventors: Jae Won Lee; Dong Jun Lee; Young Kook Lee; Hun Kong
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2016-04-07
Also published as: US20160096441A1; CN106160058A; US9694705B2; JP2016077134A; KR20160039940A; CN106160058B; KR101619618B1; JP6612043B2

Abstract

Es ist ein Fahrzeugladegerät vorgesehen, das Leistung von einer elektrischen Fahrzeugversorgungseinrichtung empfängt, um eine innerhalb eines Elektrofahrzeugs montierte Batterie zu laden. Das Ladegerät umfasst eine Ladesteuerung, die eingerichtet ist, einen Lademodus des Fahrzeugladegeräts auszuführen, und eine Hauptstromversorgung, die eingerichtet ist, einen Hauptstrom an die Ladesteuerung zuzuführen. Darüber hinaus ist eine Hilfsstromversorgung eingerichtet, um Batteriestrom als Hilfsstrom beim Empfangen eines von der elektrischen Fahrzeugversorgungseinrichtung erzeugten Steuerpilotsignals zuzuführen. Eine Leistungssteuerung ist eingerichtet, das Steuerpilotsignal zu erfassen und um die Hauptstromversorgung und die Hilfsstromversorgung auf der Grundlage von Zustandsinformationen in Bezug auf das erfasste Steuerpilotsignal und einem von der Ladesteuerung ausgegebenen Lademodus-Steuersignal ein- und auszuschalten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Autoladegerät und ein Verfahren zum Steuern der Leistung desselben, die ein Ein-/Ausschalten einer Steuerstromversorgung eines Ladegeräts steuern, um eine Batterie zu laden, wenn ein Motor eines Fahrzeugs stehen bleibt/abgewürgt wird.
HINTERGRUND
Wenn ein Steckverbinder von elektrischen Fahrzeugversorgungseinrichtungen (Electric Vehicle Supply Equipment – EVSE) zum Laden in einem Zustand, in dem ein Fahrzeugmotor abgewürgt wird, mit einem Fahrzeugladegerät verbunden ist, ist es erforderlich, dass eine Steuerstromversorgung des Fahrzeugladegeräts eingeschaltet wird. Insbesondere wird die Steuerstromversorgung durch ein Steuerpilotsignal, das in dem SAE J1772TM (SAE Electric Vehicle and Plug in Hybrid Electric Vehicle Conductive Charge Couple) Standard, der einen Ladestandard einer Batterie darstellt, ein-/ausgeschaltet.
Bekannte Systeme im Stand der Technik implementieren eine einfache Ein-/Aus-Funktion. Jedoch weisen solche Systeme Schwierigkeiten mit einer Konfiguration von zusätzlichen Funktionen oder einer Änderung eines Standards auf. Insbesondere müssen im Stand der Technik verschiedene Operationen definiert werden, um eine reservierte Ladefunktion hinzuzufügen, und es müssen verschiedene Betriebszustände selbst während dem Input von anormalen Zuständen festgelegt werden, weisen jedoch Schwierigkeiten beim Festlegen der Betriebszustände durch das typische Verfahren auf.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Fahrzeugladegerät und ein Verfahren zum Steuern der Leistung desselben bereit, die eine Steuerstromversorgung des Fahrzeugladegeräts auf der Grundlage eines Steuerpilotsignals und eines Lademodussteuereingangs einstellen, um eine Fahrzeugbatterie zu laden, wenn ein Fahrzeugmotor abgewürgt wird.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Fahrzeugladegerät, das Leistung von einer elektrischen Fahrzeugversorgungseinrichtung zum Laden einer innerhalb eines Elektrofahrzeugs angeordneten Batterie aufnimmt, umfassen: eine Ladesteuerung, der eingerichtet ist, einen Lademodus des Fahrzeugladegeräts zu betreiben; eine Hauptstromversorgung, die eingerichtet ist, einen Hauptstrom an die Ladesteuerung zuzuführen; eine Hilfsstromversorgung, die eingerichtet ist, Batteriestrom als Hilfsstrom in Erwiderung auf ein Empfangen eines Steuerpilotsignals, das von der Elektrofahrzeugversorgungseinrichtung erzeugt wird, zuzuführen; und eine Leistungssteuerung, die eingerichtet ist, das Steuerpilotsignal zu erfassen und um ein Ein-/Ausschalten der Hauptstromversorgung und der Hilfsstromversorgung auf der Grundlage von Zustandsinformationen des erfassten Steuerpilotsignals und eines von der Ladesteuerung ausgegebenen Lademodus-Steuersignals auszuführen.
Das Lademodus-Steuersignal kann ein Reserve-Modus-Eintrittssignal und ein Aus-Modus-Eintrittssignal umfassen. Die Zustandsinformationen können umfassen, ob das Steuerpilotsignal erfasst wird, und können einen Signaltyp umfassen. Der Signaltyp kann ein im Wesentlichen konstantes Spannungssignal und ein Pulsweitenmodulations-(pulse width modulation – PWM)Signal umfassen.
Die Leistungssteuerung kann umfassen: einen Steuerpilotdetektor (Steuerpilot-Erfassungsvorrichtung), der eingerichtet ist, das Steuerpilotsignal zu erfassen und um die Zustandsinformationen des Steuerpilotsignals auf der Grundlage des Signaltyps auszugeben; und eine Ein-/Aus-Steuerung, die eingerichtet ist, in einen betriebsbereiten Zustand (Ready State) einzutreten, wenn sie durch die Hilfsstromversorgung eingeschaltet wird, und in einen nächsten Zustand einzutreten auf der Grundlage der Zustandsinformationen und des Lademodus-Steuersignals in dem betriebsbereiten Zustand, um ein Hauptstrom-Steuersignal und ein Hilfsstrom-Steuersignal auf der Grundlage des entsprechenden Zustandes auszugeben.
Die Ein-/Aus-Steuerung kann eingerichtet sein, um die Hauptstromversorgung und die Hilfsstromversorgung beim Eintreten in den betriebsbereiten Zustand zu einzuschalten. Die Ein-/Aus-Steuerung kann zu einem Reservezustand überführt werden, wenn es eine Eingabe des Steuerpilotsignals in dem betriebsbereiten Zustand gibt und die Ein-/Aus-Steuerung ein Reserve-Modus-Eintrittssignal von der Ladesteuerung empfängt, um die Hauptstromversorgung zu deaktivieren. Die Ein-/Aus-Steuerung kann eingerichtet sein, den Reservezustand beizubehalten, wenn ein im Wesentlichen konstantes Spannungssteuerpilotsignal in dem Reservezustand erfasst wird.
Ferner kann die Ein-/Aus-Steuerung zu dem betriebsbereiten Zustand überführt werden, wenn das in dem Reservezustand erfasste Steuerpilotsignal ein PWM-Signal ist, um die Hauptstromversorgung und die Hilfsstromversorgung einzuschalten. Die Ein-/Aus-Steuerung kann ebenfalls zu einem Auszustand überführt werden, wenn das Steuerpilotsignal in dem Reservezustand nicht erfasst wird, um die Hauptstromversorgung und die Hilfsstromversorgung auszuschalten. Die Ein-/Aus-Steuerung kann zu dem Aus-Zustand überführt werden, wenn es keine Eingabe des Steuerpilotsignals in dem betriebsbereiten Zustand gibt und die Ein-/Aus-Steuerung ein Aus-Modus-Eintrittssignal von der Ladesteuerung empfängt, um die Hauptstromversorgung und die Hilfsstromversorgung auszuschalten. Darüber hinaus kann die Ein-/Aus-Steuerung zu dem Aus-Zustand überführt werden, wenn es keine Eingabe des Steuerpilotsignals in dem betriebsbereiten Zustand gibt und sich ein Motor in einem Ausschaltzustand befindet, um die Hauptstromversorgung und die Hilfsstromversorgung auszuschalten.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Verfahren zum Steuern der Leistung eines Fahrzeugladegeräts umfassen: Eintreten einer Ein-/Aus-Steuerung in einen betriebsbereiten Zustand, wenn eine Stromversorgung eingeschaltet wird; Empfangen eines Lademodus-Steuersignals und von Zustandsinformationen in Bezug auf ein Steuerpilotsignal in dem betriebsbereiten Zustand; Bestimmen eines nächsten Zustandes auf der Grundlage des Lademodus-Steuersignals und der Zustandsinformationen; und Eintreten in den nächsten Zustand, um ein Leistungssteuersignal auf der Grundlage des entsprechenden Zustandes auszugeben.
Insbesondere kann der nächste Zustand als einer aus einem betriebsbereiten Zustand, einem Reservezustand und einem Aus-Zustand bestimmt werden. Darüber hinaus, wenn sich der nächste Zustand in dem betriebsbereiten Zustand befindet, kann die Ein-/Aus-Steuerung eingerichtet sein, um in den betriebsbereiten Zustand einzutreten, um eine Hauptstromversorgung und eine Hilfsstromversorgung einzuschalten. Wenn die Ein-/Aus-Steuerung in den Reservezustand eintritt, kann eine Hauptstromversorgung ausgeschaltet werden und eine Hilfsstromversorgung kann eingeschaltet werden. Zusätzlich, wenn die Ein-/Aus-Steuerung in den Auszustand eintritt, können die Hauptstromversorgung und die Hilfsstromversorgung ausgeschaltet werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.
1 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm eines Fahrzeugladesystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 zeigt ein beispielhaftes Blockkonfigurationsdiagramm einer in 1 dargestellten Leistungssteuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
3 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern der Leistung eines Fahrzeugladegeräts gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
4 zeigt ein beispielhaftes Zustandsübergangsdiagramm einer Ein-/Aus-Steuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
5 zeigt ein beispielhaftes Diagramm, das eine Leistungssteuerung des Ladegeräts während eines reservierten Ladens gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es versteht sich, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
Obwohl das Ausführungsbeispiel derart beschrieben wird, dass es eine Mehrzahl von Einheiten verwendet, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenfalls durch ein oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus versteht es sich, dass sich der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um die besagten Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
Darüber hinaus kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ablauffähige Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen in nicht einschränkender Weise ROM, RAM, Compact-Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in netzgekoppelten Computersystemen dezentral angeordnet sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
Die hierin verwendete Terminologie ist zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen ”ein”, ”eine/einer” und ”der/die/das” dazu vorgesehen, dass sie ebenso die Pluralformen umfassen, wenn aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke ”aufweisen” und/oder ”aufweisend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einen oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck ”und/oder” jede und sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Elemente.
Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, wird der Begriff ”ungefähr”, wie er hierin verwendet wird, derart verstanden, dass er innerhalb eines Bereichs mit normgemäßer Toleranz im Stand der Technik liegt, zum Beispiel innerhalb 2 Standardabweichungen der Mittelwerte. ”Ungefähr” kann derart verstanden werden, dass es innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts liegt. Soweit es sich nicht anderweitig aus dem Kontext ergibt, werden alle hierin bereitgestellten numerischen Werte durch den Begriff ”ungefähr” verändert.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
1 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm eines Fahrzeugladesystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Unter Bezugnahme auf 1 kann ein Fahrzeugladesystem eine elektrische Fahrzeugversorgungseinrichtung 100 und ein Fahrzeugladegerät 200 umfassen.
Die elektrische Fahrzeugversorgungseinrichtung (Electric Vehicle Supply Equipment – EVSE) 100 kann mit dem Fahrzeugladegerät 200 über einen Steckverbinder verbunden sein und kann eingerichtet sein, eine Batterie (nicht dargestellt), die eine Antriebsleistung eines Fahrzeugs zuführt, unter Verwendung des Fahrzeugladegeräts 200 zu laden. Die elektrische Fahrzeugversorgungseinrichtung 100 kann eingerichtet sein, um ein Steuerpilot-(Control Pilot – CP)Signal zu erzeugen. Das Steuerpilotsignal kann in einer Form aus einer Konstantspannung von 12 V, Konstantspannung von 9 V, 9 V-Pulsweitenmodulation (PWM), 6 V-PWM und dergleichen erzeugt werden. Das Fahrzeugladegerät 200 kann eine Leistungssteuerung 210, eine Hauptstromversorgung 220, eine Hilfsstromversorgung 230 und eine Ladesteuerung 240 als ein innerhalb des Fahrzeugs montiertes Bordladegerät (On Board Charger – OBC) umfassen.
Die Leistungssteuerung 210 kann eingerichtet sein, um das von der elektrischen Fahrzeugversorgungseinrichtung 100 übertragene Steuerpilotsignal zu erfassen, wenn ein Motor eines Elektrofahrzeugs abgewürgt wird, und kann eingerichtet sein, um eine Steuerstromversorgung des zu trennenden Fahrzeugladegeräts 200 auf der Grundlage des erfassten Steuerpilotsignals einzustellen. Mit anderen Worten kann die Leistungssteuerung 210 eingerichtet sein, um das Steuerpilotsignal zu überwachen und um den Steuerstrom des Fahrzeugladegeräts 200 basierend auf Zustandsinformationen des Steuerpilotsignals einzustellen.
Die Leistungssteuerung 210 kann als programmierbare Vorrichtung, wie eine programmierbare Logikvorrichtung (complex programmable logic device – CPLD) und eine feldprogrammierbare Gate-Anordnung (field programmable gate array – FPGA), ausgeführt werden. Als solches kann die Leistungssteuerung 210 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung als eine Softwareform ausgeführt werden, und somit kann zum Zeitpunkt der Implementierung zusätzlicher Funktionen die Leistungssteuerung 210 ohne zusätzliche Kosten ausgeführt werden, wodurch Kosten eingespart werden.
Die Hauptstromversorgung 220 kann eingerichtet sein, um als Steuerstrom einen Batteriestrom (B+), der von einer Batterie (z. B. Hochspannungsbatterie), mit welcher ein Fahrzeug ausgerüstet ist, abgegeben wird, auf der Grundlage der Steuerung die Leistungssteuerung 210 an die Ladesteuerung 240 zuzuführen oder von dieser zu trennen. In Erwiderung auf ein Empfangen des von der elektrischen Fahrzeugversorgungseinrichtung 100 erzeugten Steuerpilotsignals kann die Hilfsstromversorgung 230 eingerichtet sein, um den von der Batterie zugeführten Strom (B+) an die Leistungssteuerung 210 zuzuführen. Mit anderen Worten kann in Erwiderung auf ein Erfassen einer Eingabe des CP-Signals die Hilfsstromversorgung 230 eingeschaltet werden, um die Leistungssteuerung 210 zu aktivieren.
Die Ladesteuerung 240 kann eingerichtet sein, um das Fahrzeugladegerät 200 zu betreiben. Mit anderen Worten kann die Ladesteuerung 240 eingerichtet sein, um den Steuerstrom (z. B. Hauptstrom) über die Hauptstromversorgung 220 aufzunehmen, um das Laden der Batterie auszuführen. Die Ladesteuerung 240 kann eingerichtet sein, um das Steuersignal auf der Grundlage eines Lademodus (z. B. Reservemodus, Standby-Modus, Lademodus und dergleichen) zu erzeugen und auszugeben. Insbesondere kann ein Lademodus-Steuersignal ein Reservemodus-Eintrittssignal und ein Aus-Modus-Eintrittssignal umfassen.
2 zeigt ein beispielhaftes Blockkonfigurationsdiagramm einer in 1 dargestellten Leistungssteuerung 210. Wie in 2 dargestellt, kann die Leistungssteuerung 210 einen Konstantleistungs-(constant power – CP)Detektor 211, eine Ein-/Aus-Steuerung 212 und einen Taktgenerator 213 umfassen.
Der CP-Detektor 211 kann eingerichtet sein, um das von der elektrischen Fahrzeugversorgungseinrichtung 100 erzeugte CP-Signal zu überwachen, wenn die elektrische Fahrzeugversorgungseinrichtung 100 mit dem Fahrzeugladegerät 200 unter Verwendung einer Schnittstelle verbunden wird. Ferner kann der CP-Detektor 211 eingerichtet sein, um Zustandsinformationen in Bezug auf das erfasste CP-Signal zu erzeugen und auszugeben. Insbesondere können die Zustandsinformationen Informationen in Bezug darauf, ob das CP-Signal erfasst wird (S1) und einen Signaltyp S2 umfassen, wobei der Signaltyp ein konstantes Spannungs-(z. B. Gleichstrom(direct current – DC))Signal und ein Pulsweitenmodulations-(pulse width modulation – PWM)Signal umfasst. Unterdessen können die Zustandsinformationen Signalpegelinformationen des CP-Signals sein und können Informationen in Bezug darauf, ob ein Hochpegel-CP-Signal erfasst wird (S1), und darauf, ob ein Niedrigpegel-CP-Signal erfasst wird (S2), für einen bestimmten Zeitraum umfassen.
Der CP-Detektor 211 kann ferner eingerichtet sein, um den Signalpegel des CP-Signals, das für die eingestellte Zeitdauer (z. B. festgelegte Zeitdauer (z. B. ungefähr 1 ms) empfangen wird, zu bestätigen, und um das CP-Signal durch Teilen des CP-Signal in ein Hochpegel-Signal und ein Niedrigpegel-Signal auf der Grundlage des bestätigten Ergebnisses zu zählen. Der CP-Detektor 211 kann eingerichtet sein, um zu bestätigen, ob ein Zählwert des Hochpegel-Signals innerhalb eines Referenzbereichs liegt. In Erwiderung auf ein Bestimmen, dass der Zählwert des Hochpegel-Signals innerhalb des Referenzbereichs liegt, kann der CP-Detektor 211 eingerichtet sein, um Zustandsinformationen zu erzeugen (S1S2 = ”11”), die die CP-Signalerfassung und das PWM-Signal darstellen, zu erzeugen. Mit anderen Worten kann der CP-Detektor 211 eingerichtet sein, um die Zustandsinformationen, die die CP-Signalerfassung des PWM-Typs darstellen, auszugeben.
Unterdessen kann in Erwiderung auf ein Bestimmen, dass der Zählwert des Hochpegel-Signals einen Obergrenzen-Schwellenwert des Referenzbereichs überschreitet, der CP-Detektor 211 eingerichtet sein, um Zustandsinformationen zu erzeugen (S1S2 = ”10”), die die CP-Signalerfassung und das konstante Spannungssignal darstellen. Mit anderen Worten kann der CP-Detektor 211 eingerichtet sein, um die Zustandsinformationen auszugeben, die die CP-Signalerfassung der konstanten Spannung darstellen.
Ferner kann in Erwiderung auf ein Bestimmen, dass der Zählwert des Hochpegel-Signals kleiner als Untergrenzen-Schwellenwert des Referenzbereichs ist, der CP-Detektor 211 eingerichtet sein, um zu bestimmen, dass das CP-Signal nicht erfasst wird, um Zustandsinformationen (S1S2 = ”00” oder ”01”) entsprechend dazu zu erzeugen. Der CP-Detektor 211 kann eingerichtet sein, um den Signalpegel des CP-Signals für die eingestellte Zeit zu bestätigen und um das CP-Signal durch Teilen des CP-Signals in das Hochpegel-Signal und das Niedrigpegel-Signal auf der Grundlage des Signalpegels zu zählen. Der CP-Detektor 211 kann ebenfalls eingerichtet sein, um zu bestätigen, ob der Zählwert des Hochpegel-Signals und des Niedrigpegel-Signals gleich oder größer als der Schwellenwert ist, und um auf der Grundlage des bestätigten Ergebnisses als Zustandsinformationen zu erzeugen und auszugeben, ob das Hochpegel-CP-Signal und das Niedrigpegel-CP-Signal erfasst werden.
Die Ein-/Aus-Steuerung 212 kann eingerichtet sein, um ein Hauptstrom-Steuersignal und ein Hilfsstrom-Steuersignal an die Hauptstromversorgung 220 beziehungsweise die Hilfsstromversorgung 230 auf der Grundlage der Zustandsinformationen des CP-Signals und des von dem CP-Detektor 211 und die Ladesteuerung 240 ausgegebenen Lademodus-Steuersignal zu übertragen. Mit anderen Worten kann die Ein-/Aus-Steuerung 212 eingerichtet sein, um den Betrieb der Ladesteuerung 240 auszuführen. Der Taktgenerator 213 kann eingerichtet sein, um Taktsignale einer ersten Frequenz und einer zweiten Frequenz zu erzeugen. Die Leistungssteuerung 210 kann mit einem Taktsignal synchronisiert werden, wenn eine Hilfsstromversorgung eingeschaltet wird. Insbesondere können die erste Frequenz und die zweite Frequenz ungefähr 100 kHz und 500 Hz betragen.
3 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern der Leistung eines Fahrzeugladegeräts gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Leistungssteuerung 210 kann eingerichtet sein, um in einen betriebsbereiten Zustand einzutreten, wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird (S11). Wenn die elektrische Fahrzeugversorgungseinrichtung 100 mit dem Fahrzeugladegerät 200 verbunden wird, kann die elektrische Fahrzeugversorgungseinrichtung 100 eingerichtet sein, um das CP-Signal zu erzeugen. In Erwiderung auf ein Erfassen der Erzeugung des CP-Signals kann die Hilfsstromversorgung 230 des Fahrzeugladegeräts 200 eingerichtet sein, um den Batteriestrom (B+) an die Leistungssteuerung 210 als Hilfsstrom zuzuführen. Mit anderen Worten kann die Ein-/Aus-Steuerung 210 der Leistungssteuerung 210 eingerichtet sein, um in einen betriebsbereiten Zustand einzutreten, wenn Strom durch die Hilfsstromversorgung 230 zugeführt wird.
Die Ein-/Aus-Steuerung 212 der Leistungssteuerung 210 kann eingerichtet sein, um die Zustandsinformationen des CP-Signals, das von dem CP-Detektor 211 ausgegeben wird, und des Lademodus-Steuersignals, das von der Ladesteuerung 210 eingegeben wird, in dem betriebsbereiten Zustand zu empfangen (S12). Insbesondere können die Zustandsinformationen des CP-Signals umfassen, ob das CP-Signal eingegeben wird, und den Typ (z. B. konstantes Spannungssignal oder PWM-Signal) des CP-Signals und das Lademodus-Steuersignal kann das Reservemodus-Eintrittssignal und das Aus-Modus-Eintrittssignal umfassen.
Die Ein-/Aus-Steuerung 212 kann eingerichtet sein, um einen nächsten Zustand auf der Grundlage der Zustandsinformationen in Bezug auf das CP-Signal und das Lademodus-Steuersignal zu bestimmen (S13). Insbesondere kann der nächste Zustand als einer der Gruppe bestimmt werden, bestehend aus: einem betriebsbereiten Zustand, einem Reservezustand und einem Auszustand. Die Ein-/Aus-Steuerung 212 kann ferner eingerichtet sein, um in den nächsten Zustand einzutreten, um die Steuersignale für eine Ein-/Aus-Steuerung der Hauptstromversorgung beziehungsweise der Hilfsstromversorgung auf der Grundlage des entsprechenden Zustandes auszugeben (S14). Mit anderen Worten kann die Ein-/Aus-Steuerung 212 eingerichtet sein, um ein Hauptstrom-Steuersignal S3 beziehungsweise ein Hilfsstrom-Steuersignal S4 auszugeben. Die Hauptstromversorgung 220 und die Hilfsstromversorgung 230 können eingerichtet sein, um die entsprechende Stromversorgung einzuschalten, wenn das Steuersignal ein Aktivierungssignal ist, und um die entsprechende Stromversorgung auszuschalten, wenn das Steuersignal ein Deaktivierungssignal ist.
4 zeigt ein beispielhaftes Zustandsübergangsdiagramm einer Ein-/Aus-Steuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, kann die Ein-/Aus-Steuerung 212 eingerichtet sein, um in den betriebsbereiten Zustand einzutreten (S21). Ferner kann die Ein-/Aus-Steuerung 212 eingerichtet sein, um das Steuersignal zum Aktivieren der Hauptstromversorgung 220 und der Hilfsstromversorgung 230 auszugeben. Mit anderen Worten kann die Ein-/Aus-Steuerung 212 eingerichtet sein, um ein Hauptstrom-Steuersignal ”1” und ein Hilfsstrom-Steuersignal ”1” zu erzeugen und auszugeben. Die Ladesteuerung 240 kann eingerichtet sein, um zu bestimmen, ob die Ein-/Aus-Steuerung 212 in den Reservemodus eintritt.
Ferner kann die Ein-/Aus-Steuerung 212 eingerichtet sein, um den nächsten Zustand als den Reservezustand zu bestimmen, wenn die Eingabe des CP-Signals in dem betriebsbereiten Zustand erfolgt. Zusätzlich kann die Ein-/Aus-Steuerung 212 von dem betriebsbereiten Zustand zu dem Reservezustand überführt werden, um die Hauptstromversorgung auszuschalten und um die Hilfsstromversorgung in einem Einschaltzustand zu halten. Insbesondere kann die Ein-/Aus-Steuerung 212 eingerichtet sein, um kontinuierlich den Reservezustand beizubehalten, wenn das erfasste CP-Signal das konstante Spannungssignal ist.
Außerdem kann die Ein-/Aus-Steuerung 212 eingerichtet sein, um den nächsten Zustand als den betriebsbereiten Zustand zu bestimmen, wenn das in dem Reservezustand erfasste CP-Signal das PWM-Signal ist, das von dem Reservezustand zu dem betriebsbereiten Zustand überführt werden soll. Die Ein-/Aus-Steuerung 212 kann eingerichtet sein, um in den betriebsbereiten Zustand einzutreten, um die Hauptstromversorgung und die Hilfsstromversorgung einzuschalten. Darüber hinaus kann die Ein-/Aus-Steuerung 212 eingerichtet sein, um den nächsten Zustand als den Aus-Zustand zu bestimmen, wenn das CP-Signal in dem Reservezustand nicht erfasst wird, und kann somit eingerichtet sein, um in den Aus-Zustand einzutreten. Beim Eintreten in den Aus-Zustand kann die Ein-/Aus-Steuerung 212 eingerichtet sein, um sowohl die Hauptstromversorgung als auch die Hilfsstromversorgung auszuschalten.
Die Ein-/Aus-Steuerung 212 kann eingerichtet sein, um das CP-Signal in dem betriebsbereiten Zustand zu erfassen, und kann zu dem Aus-Zustand überführt werden, wenn das Lademodus-Steuersignal das Aus-Modus-Eintrittssignal ist, um sowohl die Hauptstromversorgung als auch die Hilfsstromversorgung auszuschalten. Ferner kann die Ein-/Aus-Steuerung 212 eingerichtet sein, um sowohl die Hauptstromversorgung als auch die Hilfsstromversorgung auszuschalten, wenn es keine Eingabe des CP-Signals in dem betriebsbereiten Zustand gibt und sich der Motor des Fahrzeugs in einem Aus-Zustand befindet (z. B. IG 3 = ”0”).
5 zeigt ein beispielhaftes Diagramm, das eine Leistungssteuerung des Ladegeräts während eines reservierten Ladens gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Zunächst, wenn die elektrische Fahrzeugversorgungseinrichtung 100 mit dem Fahrzeugladegerät 200 verbunden ist, kann die Hilfsstromversorgung 230 des Fahrzeugladegeräts 200 eingerichtet sein, um die Verbindung zu erfassen, um Strom an die Leistungssteuerung 210 zuzuführen. In Erwiderung auf ein Erfassen des CP-Signals der konstanten Spannung (z. B. in etwa 12 V DC) unter Verwendung des CP-Detektors 211 kann die Ein-/Aus-Steuerung 212 der Leistungssteuerung 210 eingerichtet sein, um die Hauptstromversorgung 220 zu betreiben, um einen Hauptstrom an die Ladesteuerung 240 zuzuführen. Insbesondere kann die Ladesteuerung 240 eingerichtet sein, um zu bestimmen, ob er in den Reservemodus eintritt, während der Hauptstrom (z. B. Steuerstrom) zugeführt wird. Ferner kann die Ladesteuerung 240 eingerichtet sein, um in den Reservemodus einzutreten, wenn das CP-Signal der konstanten Spannung für eine vorgegebene Zeitdauer oder mehr eingegeben wird und dann wartet.
In Erwiderung auf ein Erfassen des CP-Signals und Empfangen des Reservemodus-Eintrittssignals von der Ladesteuerung 240 kann die Ein-/Aus-Steuerung 212 eingerichtet sein, um in den Reservezustand einzutreten, um die Hauptstromversorgung auszuschalten. In Erwiderung auf ein Erfassen des CP-Signals des PWM-Typs unter Verwendung des CP-Detektors 211 kann die Ein-/Aus-Steuerung 212 von dem Reservezustand zu dem betriebsbereiten Zustand überführt werden, um die Hauptstromversorgung und die Hilfsstromversorgung einzuschalten. Insbesondere kann die Ladesteuerung 240 eingerichtet sein, um in den Lademodus einzutreten.
Wie oben beschrieben, kann es gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung möglich sein, die Steuerstromversorgung des Fahrzeugladegeräts auf der Grundlage des Steuerpilotsignals und des Lademodussteuereingangs einzustellen, um die Batterie zu laden, wenn der Motor des Fahrzeugs abgewürgt wird.
Bezugszeichenliste

10: EINTRETEN IN AUS-MODUS
11: EINTRETEN IN RESERVE-MODUS
100: ELEKTRISCHE FAHRZEUGVERSORGUNGSEINRICHTUNG
210: LEISTUNGSSTEUERUNG
211: CP-DETEKTOR
212: EIN-/AUS-STEUERUNG
213: TAKTEGNERATOR
220: HAUPTSTROMVERSORGUNG
230: HILFSSTROMVERSORGUNG
240: LADESTEUERUNG

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

SAE J1772TM [0002]

Claims

Fahrzeugladegerät, das Leistung von einer elektrischen Fahrzeugversorgungseinrichtung aufnimmt, um eine innerhalb eines Fahrzeugs montierte Batterie zu laden, aufweisend: eine Ladesteuerung, die eingerichtet ist, einen Lademodus des Fahrzeugladegeräts zu betreiben; eine Hauptstromversorgung, die eingerichtet ist, einen Hauptstrom an die Ladesteuerung zuzuführen; eine Hilfsstromversorgung, die eingerichtet ist, Batteriestrom als Hilfsstrom in Erwiderung auf ein Empfangen eines Steuerpilotsignals, das von der Elektrofahrzeugversorgungseinrichtung erzeugt wird, zuzuführen; und eine Leistungssteuerung, die eingerichtet ist, das Steuerpilotsignal zu erfassen und um die Hauptstromversorgung und die Hilfsstromversorgung auf der Grundlage von Zustandsinformationen in Bezug auf das erfasste Steuerpilotsignal und einem von der Ladesteuerung ausgegebenen Lademodus-Steuersignal ein- und auszuschalten.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 1, wobei das Lademodus-Steuersignal ein Reserve-Modus-Eintrittssignal und ein Aus-Modus-Eintrittssignal umfasst.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 1, wobei die Zustandsinformationen umfassen, ob das Steuerpilotsignal erfasst wird, und einen Signaltyp umfassen.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 3, wobei der Signaltyp ein konstantes Spannungssignal und ein Pulsweitenmodulations-(pulse width modulation – PWM)Signal umfasst.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 1, wobei die Leistungssteuerung umfasst: eine Steuerpilot-Erfassungsvorrichtung, die eingerichtet ist, das Steuerpilotsignal zu erfassen und um die Zustandsinformationen in Bezug auf das Steuerpilotsignal auf der Grundlage des Signaltyps auszugeben; und eine Ein-/Aus-Steuerung, die eingerichtet ist, in einen betriebsbereiten Zustand einzutreten, wenn sie durch die Hilfsstromversorgung eingeschaltet wird, und in einen nächsten Zustand einzutreten auf der Grundlage der Zustandsinformationen und des Lademodus-Steuersignals in dem betriebsbereiten Zustand, um ein Hauptstrom-Steuersignal und ein Hilfsstrom-Steuersignal auf der Grundlage des entsprechenden Zustandes auszugeben.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 5, wobei die Ein-/Aus-Steuerung eingerichtet ist, die Hauptstromversorgung und die Hilfsstromversorgung beim Eintreten in den betriebsbereiten Zustand zu aktivieren.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 6, wobei die Ein-/Aus-Steuerung zu einem Reservezustand überführt wird, wenn sich eine Eingabe des Steuerpilotsignals in dem betriebsbereiten Zustand befindet und die Ein-/Aus-Steuerung ein Reserve-Modus-Eintrittssignal von der Ladesteuerung empfängt, um die Hauptstromversorgung zu deaktivieren.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 7, wobei die Ein-/Aus-Steuerung eingerichtet ist, den Reservezustand beizubehalten, wenn ein konstantes Spannungssteuerpilotsignal in dem Reservezustand erfasst wird.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 7, wobei die Ein-/Aus-Steuerung zu dem betriebsbereiten Zustand überführt wird, wenn das in dem Reservezustand erfasste Steuerpilotsignal ein PWM-Signal ist, um die Hauptstromversorgung und die Hilfsstromversorgung einzuschalten.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 7, wobei die Ein-/Aus-Steuerung zu einem Auszustand überführt wird, wenn das Steuerpilotsignal in dem Reservezustand nicht erfasst wird, um die Hauptstromversorgung und die Hilfsstromversorgung auszuschalten.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 7, wobei die Ein-/Aus-Steuerung zu einem Auszustand überführt wird, wenn es keine Eingabe des Steuerpilotsignals in dem betriebsbereiten Zustand gibt und die Ein-/Aus-Steuerung ein Aus-Modus-Eintrittssignal von der Ladesteuerung empfängt, um die Hauptstromversorgung und die Hilfsstromversorgung auszuschalten.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 7, wobei die Ein-/Aus-Steuerung zu dem Auszustand überführt wird, wenn es keine Eingabe des Steuerpilotsignals in dem betriebsbereiten Zustand gibt und sich ein Motor in einem Ausschaltzustand befindet, um die Hauptstromversorgung und die Hilfsstromversorgung auszuschalten.
Verfahren zum Steuern der Leistung eines Fahrzeugladegeräts, aufweisend: Eintreten, durch eine Steuerung, in einen betriebsbereiten Zustand, wenn eine Stromversorgung eingeschaltet ist; Empfangen, durch die Steuerung, eines Lademodus-Steuersignals und von Zustandsinformationen in Bezug auf ein Steuerpilotsignal in dem betriebsbereiten Zustand; Bestimmen, durch die Steuerung, eines nächsten Zustandes auf der Grundlage des Lademodus-Steuersignals und der Zustandsinformationen; und Eintreten, durch die Steuerung, in den nächsten Zustand, um ein Leistungssteuersignal auf der Grundlage des entsprechenden Zustandes auszugeben.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der nächste Zustand als einer bestimmt wird, der ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus: dem betriebsbereiten Zustand, einem Reservezustand und einem Auszustand.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner aufweisend: wenn sich der nächste Zustand in dem betriebsbereiten Zustand befindet, Eintreten, durch die Steuerung, in den betriebsbereiten Zustand, um eine Hauptstromversorgung und eine Hilfsstromversorgung einzuschalten.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei in dem Ausgeben des Leistungssteuersignals, wenn die Steuerung in den Reservezustand eintritt, eine Hauptstromversorgung ausgeschaltet wird und eine Hilfsstromversorgung eingeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei in dem Ausgeben des Leistungssteuersignals, wenn die Steuerung in den Auszustand eintritt, eine Hauptstromversorgung und eine Hilfsstromversorgung ausgeschaltet werden.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium, das Programmbefehle enthält, die durch eine Steuerung ausgeführt werden, das computerlesbare Medium aufweisend: Programmbefehle, die in einen betriebsbereiten Zustand eintreten, wenn eine Stromversorgung eingeschaltet wird; Programmbefehle, die ein Lademodus-Steuersignal und Zustandsinformationen in Bezug auf ein Steuerpilotsignal in dem betriebsbereiten Zustand empfangen; Programmbefehle, die einen nächsten Zustand auf der Grundlage des Lademodus-Steuersignals und der Zustandsinformationen bestimmen; und Programmbefehle, die in den nächsten Zustand eintreten, um ein Leistungssteuersignal auf der Grundlage des entsprechenden Zustandes auszugeben.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 18, wobei in dem Bestimmen des nächsten Zustandes der nächste Zustand als einer bestimmt wird, der ausgewählt wird von der Gruppe, bestehend aus: dem betriebsbereiten Zustand, einem Reservezustand und einem Auszustand.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 19, ferner aufweisend: Programmbefehle, die in den betriebsbereiten Zustand eintreten, um eine Hauptstromversorgung und eine Hilfsstromversorgung einzuschalten, wenn der nächste Zustand der betriebsbereite Zustand ist.