DE102015212803A1

DE102015212803A1 - Kfz-Ladegerät und Steuerpilotsignal-Erfassungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE102015212803A1
Application number: DE102015212803.2A
Authority: DE
Inventors: Jae Won Lee; Jung Hwan NA; Tae Hwan Chung
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2016-04-07
Also published as: CN106208182B; KR101567239B1; CN106208182A; US10232726B2; US20160096442A1

Abstract

Ein Steuerpilot-(control pilot – CP)Signal-Erfassungsverfahren für ein Fahrzeugladegerät umfasst: Zählen von CP-Signalen auf der Grundlage von Signalpegeln der CP-Signale während einer vorgegebenen Zeitdauer, wenn eine Eingabe der CP-Signale erfasst wird, während eine Zündung eines Fahrzeugs ausgeschaltet ist; Bestimmen, ob eine Anzahl von Hochpegel-Signalen unter den CP-Signalen innerhalb eines Referenzbereichs liegt, wenn die vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist; und Ausgeben von Zustandsinformationen der CP-Signale auf der Grundlage der Bestimmung darüber, ob die Anzahl von Hochpegel-CP-Signalen innerhalb des Referenzbereichs liegt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein Kfz-Ladegerät/Autoladegerät und sein Steuerpilot-(control pilot – CP)Erfassungsverfahren dafür und insbesondere ein Kfz-Ladegerät/Autoladegerät zum Erfassen eines durch eine elektrische Fahrzeugversorgungseinrichtung (Electric Vehicle Supply Equipment – EVSE) erzeugten CP-Signals in einem Zustand, in dem eine Zündung eines Elektrofahrzeugs (electric vehicle – EV) ausgeschaltet ist, sowie ein CP-Signalerfassungsverfahren des Kfz-Ladegeräts/Autoladegeräts.
HINTERGRUND
Wenn ein Steckverbinder einer EVSE verbunden wird, um einen Ladevorgang durchzuführen, während eine Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, muss eine Steuerstromquelle eines in dem Fahrzeug angebrachten Ladegeräts eingeschaltet werden. Jedoch kann es schwierig sein, die Steuerstromquelle unter Verwendung eines in einem Ladestandard für Ladegeräte (z. B. SAE J1772 TM (SAE Electric Vehicle und Plug in Hybrid Electric Vehicle Conductive Charge Coupler)) bereitgestellten Signals direkt einzuschalten. Stattdessen kann die EVSE ein CP-Signal an das Ladegerät übertragen. Weil das CP-Signal ein Pulsweitenmodulations(pulse width modulation – PWM)Signal ist, kann es schwierig sein, einen EIN-Zustand der Steuerstromquelle des Ladegeräts unter Verwendung des CP-Signals beizubehalten.
Demzufolge werden im Stand der Technik typischerweise die folgenden beiden Verfahren verwendet:
Erstens kann eine Steuerstromquelle unter Verwendung einer CP-Erfassungsschaltung aktiviert werden, die jederzeit unabhängig von der Steuerstromquelle in Betrieb steht/arbeitet. Zweitens kann eine Unterstromquelle/Sub-Stromquelle in Erwiderung auf eine Eingabe eines CP-Signals zunächst eingeschaltet werden, kann das CP-Signal verarbeiten und dann weiter ein Signal zu erzeugen, um die Steuerstromquelle zu aktivieren, so dass sie arbeitet. In dem ersten Verfahren kann eine große Anzahl von Problemen aufgrund eines Dunkelstromes und dergleichen auftreten. Indessen können in dem zweiten Verfahren verschiedene Verfahren verwendet werden, um einen Schaltkreis zu konfigurieren; allerdings können Probleme in Zusammenhang mit einem Ansprechverhalten, der Zuverlässigkeit und einer Verteilung der Schaltung aufgrund einer analogen Schaltung auftreten. Zusätzlich kann die Anzahl von Schaltungen aufgrund von zusätzlichen funktionellen Anforderungen exponentiell zunehmen. Zum Beispiel kann eine Fehlfunktion aufgrund einer Änderung in einem Arbeitszustand des CP-Signals, einer Änderung in einer Eingangsspannungsbedingung oder einem Zugang von Rauschen/Störungen mit hoher Wahrscheinlichkeit auftreten.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung ist gemacht worden, um die oben erwähnten Probleme, die im Stand der Technik auftreten, zu lösen, während die durch den Stand der Technik erzielten Vorteile intakt gehalten werden.
Eine Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung stellt bereit ein Fahrzeugladegerät, das in der Lage ist, ein durch eine EVSE erzeugtes CP-Signal zu erfassen, um eine Steuerstromquelle eines Ladegeräts zu steuern/regeln (z. B. ein- oder ausschalten), während eine EV-Zündung ausgeschaltet ist. Eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt ein CP-Signal-Erfassungsverfahren für das Fahrzeugladegerät bereit.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfasst ein CP-Signal-Erfassungsverfahren für ein Fahrzeugladegerät: Zählen von CP-Signalen auf der Grundlage von Signalpegeln der CP-Signale während einer vorgegebenen/bestimmten Zeitdauer, wenn eine Eingabe der CP-Signale erfasst wird, während eine Zündung eines Fahrzeugs ausgeschaltet ist; Bestimmen, ob eine Zahl/Anzahl von Hochpegel-Signalen unter den CP-Signalen innerhalb eines Referenzbereichs liegt, wenn die vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist; und Ausgeben von Zustandsinformationen der CP-Signale auf der Grundlage der Bestimmung darüber, ob die Zahl/Anzahl von Hochpegel-CP-Signalen innerhalb des Referenzbereichs liegt.
Das Zählen der CP-Signale kann umfassen: überprüfen der Signalpegel der CP-Signale in einer vorgegebenen Zeitdauer, Klassifizieren der CP-Signale in Hochpegel-CP-Signale und Niedrigpegel-CP-Signale auf der Grundlage der überprüften Signalpegel, Zählen der Hochpegel-CP-Signale und Zählen der Niedrigpegel-CP-Signale.
Das Ausgeben von Zustandsinformationen der CP-Signale kann umfassen ein Ausgeben von Zustandsinformationen, die angeben, dass die CP-Signale eingegeben worden sind und PWM-Signale sind, wenn die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale innerhalb des Referenzbereichs liegt.
Das Ausgeben von Zustandsinformationen der CP-Signale kann umfassen ein Ausgeben von Zustandsinformationen, die angeben, dass die CP-Signale eingegeben worden sind und DC-Signale sind, wenn die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale einen oberen Grenzschwellwert des Referenzbereichs überschreitet.
Das Ausgeben von Zustandsinformationen der CP-Signale kann umfassen ein Ausgeben von Zustandsinformationen, die angeben, dass die CP-Signale nicht erfasst worden sind, wenn die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale kleiner als ein unterer Grenzschwellwert des Referenzbereich ist.
Ferner umfasst gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ein Fahrzeugladegerät zum Laden einer in einem Elektrofahrzeug (EV) montierten/eingebauten Batterie durch Aufnehmen von Leistung, die von einer EVSE zugeführt wird: einen Laderegler, der eingerichtet ist, um einen Ladevorgang des Fahrzeugladegeräts zu regeln; eine Hauptstromquelle, die eingerichtet ist, um einen Hauptstrom an den Laderegler zuzuführen und um den Hauptstrom zu unterbrechen/abzuschalten; eine Unterstromquelle, die eingerichtet ist, um einen Strom an die Batterie als einen Unterstrom zuzuführen, wenn durch die EVSE erzeugte CP-Signale eingegeben werden; und einen Leistungsregler, der eingerichtet ist, um die durch die EVSE erzeugten CP-Signale zu überwachen, während eine Zündung des EV ausgeschaltet ist, und um die Hauptstromquelle beziehungsweise die Unterstromquelle ein- oder auszuschalten.
Der Leistungsregler kann umfassen einen CP-Detektor, der eingerichtet ist, um die CP-Signale auf der Grundlage von Signalpegeln der CP-Signale während einer vorgegebenen Zeitdauer zu klassifizieren und zu zählen, um zu bestimmen, ob eine Anzahl der CP-Signale innerhalb eines Referenzbereichs liegt, und um Zustandsinformationen der CP-Signale auf der Grundlage der Bestimmung darüber, ob die Anzahl der CP-Signale innerhalb des Referenzbereichs liegt, auszugeben, eine Ein-/Aus-Steuerung, die eingerichtet ist, um die Hauptstromquelle und die Unterstromquelle auf der Grundlage der ausgegebenen Zustandsinformationen ein- oder auszuschalten, und einen Taktgeber, der eingerichtet ist, um ein Taktsignal zu erzeugen, um den CP-Detektor und die Ein-/Aus-Steuerung zu synchronisieren.
Der CP-Detektor kann ferner eingerichtet sein, um die Signalpegel der CP-Signale jedes Mal, wenn das Taktsignal erzeugt wird, zu überprüfen, um die CP-Signale in Hochpegel-CP-Signale und Niedrigpegel-CP-Signale auf der Grundlage der überprüften Signalpegel zu klassifizieren, um die Hochpegel-CP-Signale zu zählen und um die Niedrigpegel-CP-Signale zu zählen.
Der CP-Detektor kann ferner eingerichtet sein, um Zustandsinformationen auszugeben, die angeben, dass die CP-Signale eingegeben worden sind und PWM-Signale sind, wenn eine Anzahl der Hochpegel-CP-Signale innerhalb des Referenzbereichs liegt.
Der CP-Detektor kann ferner eingerichtet sein, um Zustandsinformationen auszugeben, die angeben, dass die CP-Signale eingegeben worden sind und DC-Signale sind, wenn eine Anzahl der Hochpegel-CP-Signale einen oberen Grenzschwellwert überschreitet.
Der CP-Detektor kann ferner eingerichtet sein, um Zustandsinformationen auszugeben, die angeben, dass die CP-Signale nicht erfasst worden sind, wenn eine Anzahl der Hochpegel-CP-Signale kleiner als ein unterer Grenzschwellwert des Referenzbereichs ist.
Ferner umfasst gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ein CP-Signal-Erfassungsverfahren für ein Fahrzeugladegerät: Klassifizieren von CP-Signalen in Hochpegel-CP-Signale und Niedrigpegel-CP-Signale auf der Grundlage von Signalpegeln der CP-Signale und Zählen der Hochpegel-CP-Signale beziehungsweise der Niedrigpegel-CP-Signale während einer vorgegeben Zeitdauer, während eine Zündung eines Fahrzeugs ausgeschaltet ist; Bestimmen, welche von einer Anzahl der Hochpegel-CP-Signale und einer Anzahl der Niedrigpegel-CP-Signale einen Schwellwert überschreitet; und Bestimmen, dass ein CP-Signal mit einem entsprechenden Pegel erfasst wird, auf der Grundlage darauf, welche von der Anzahl der Hochpegel-CP-Signale oder der Anzahl der Niedrigpegel-CP-Signale den Schwellwert überschreitet.
Das CP-Signal-Erfassungsverfahren kann ferner umfassen ein Annullieren einer Erfassung des Hochpegel-CP-Signals, wenn das Niedrigpegel-CP-Signal erfasst wird, nachdem bestimmt wird, dass das Hochpegel-CP-Signal erfasst wird.
Das CP-Signal-Erfassungsverfahren kann ferner umfassen ein Annullieren einer Erfassung des Niedrigpegel-CP-Signals, wenn das Hochpegel-CP-Signal erfasst wird, nachdem bestimmt wird, dass das Niedrigpegel-CP-Signal erfasst wird.
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 eine Blockansicht, die ein Fahrzeugladesystem gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
2 zeigt eine Blockansicht, die einen Leistungsregler von 1 darstellt.
3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein CP-Signal-Erfassungsverfahren eines Fahrzeugladegeräts gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
4 zeigt ein Flussdiagramm, das ein CP-Signal-Erfassungsverfahren eines Fahrzeugladegeräts gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Wie ein Durchschnittsfachmann erkennen würde, können die beschriebenen Ausführungsbeispiele auf verschiedene Weise modifiziert/verändert werden, ohne jeweils von der Lehre oder dem Umfang/Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Ferner beziehen sich in der gesamten Beschreibung gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente.
In der gesamten Beschreibung, wenn nicht ausdrücklich das Gegenteil beschrieben ist, werden das Wort ”aufweisen/umfassen” und Variationen wie ”aufweist/umfasst” oder ”aufweisend/umfassend” derart verstanden, dass dies die Einbeziehung der genannten Elemente aber nicht der Ausschluss von irgendwelchen anderen Elementen bedeutet. Darüber hinaus stellen die Begriffe ”-Einheit”, ”-Vorrichtung” und ”-Modul”, die in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, eine Einheit zum Verarbeiten von zumindest einer Funktion oder Operation dar, die durch Hardware, Software oder einer Kombinationen aus Hardware und Software realisiert/implementiert werden kann. Auch werden die Singularformen ”ein”, ”eine/einer” und ”der/die/das”, die hierin verwendet werden, verwendet, um ebenso die Pluralformen zu umfassen, wenn nicht etwas anderes in der vorliegenden Beschreibung angegeben ist oder eindeutig aus dem Zusammenhang hervorgeht.
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, Wasserstoffangetriebene 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.
Darüber hinaus versteht es sich, dass ein oder mehrere der nachfolgenden Verfahren oder Ausgestaltungen derselben durch zumindest eine Steuerung ausgeführt werden können. Der Ausdruck ”Steuerung” kann sich auf eine Hardware-Vorrichtung beziehen, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um Programmbefehle/Programmanweisungen zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um die Programmbefehle/Programmanweisungen auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden. Außerdem versteht es sich, dass die nachfolgenden Verfahren durch eine Vorrichtung ausgeführt werden können, die die Steuerung in Verbindung mit einer oder mehreren anderen Komponenten aufweist, wie dies durch einen Durchschnittsfachmann erkannt würde.
Unter Bezugnahme auf die offenbarten Ausführungsformen bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein in einem EV montierten Ladegerät und stellt ein System zum Erfassen eines CP-Signals unter Verwendung des Ladegeräts bereit. 1 zeigt eine Blockansicht, die ein Fahrzeugladesystem gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Wie in 1 gezeigt, kann das Fahrzeugladesystem eine EVSE 100 und ein Fahrzeugladegerät 200 umfassen. Die EVSE 100 kann mit einem Fahrzeug über einen Steckverbinder verbunden werden und kann eine Batterie (nicht gezeigt) unter Verwendung des Fahrzeugladegeräts 200 laden. Die Batterie kann eine Antriebsleistung des Fahrzeugs zuführen. Die EVSE 100 kann ein CP-Signal erzeugen. Das CP-Signal kann als ein 12 Volt (V) DC-Signal (z. B. für eine Verbindung mit einem Steckverbinder), 9 V DC-Signal (z. B. für eine Standby-Zeit und eine Reservierungszeit), ein 9 V PWM-Signal (z. B. für den Beginn eines Ladevorgangs), ein 6 V PWM-Signal (z. B. Ladevorgang starten) und dergleichen erzeugt werden.
Das Fahrzeugladegerät 200 kann ein Bordladegerät (On-Board Charger – OBC) sein, das in einem Fahrzeug eingebaut ist, und kann einen Leistungsregler 210, eine Hauptstromquelle 220, eine Unterstromquelle 230 und einen Laderegler 240 umfassen. Der Leistungsregler 210 kann ein von der EVSE 100 übertragenes CP-Signal in einem Zustand erfassen, in dem eine Zündung eines EV ausgeschaltet ist, und kann eine Steuerstromzufuhr an das Fahrzeugladegerät 200 auf der Grundlage des erfassten CP-Signals unterbrechen. Mit anderen Worten kann der Leistungsregler 210 das CP-Signal überwachen und kann die Steuerstromquelle des Fahrzeugladegeräts 200 auf der Grundlage von Zustandsinformationen des CP-Signals steuern/regeln.
Der Leistungsregler 210 kann als eine programmierbare Vorrichtung, zum Beispiel eine komplex programmierbare Logikvorrichtung (complex programmable logic device – CPLD) oder ein feldprogrammierbares Gate-Arrays (field programmable gate array – FPGA) implementiert werden. Wie oben beschrieben, kann der Leistungsregler 210 gemäß der vorliegenden Offenbarung in Software implementiert werden und demzufolge ist es möglich, eine zusätzliche Funktion ohne zusätzliche Kosten zu implementieren und die Kosten zu reduzieren.
Die Hauptstromquelle 220 kann einen Batteriestrom B+ an den Laderegler 240 zuführen oder kann den Batteriestrom B+ nach Maßgabe einer Steuerung des Leistungsreglers 210 unterbrechen. Der Batteriestrom B+ kann von einer in einem Fahrzeug montierten Batterie (z. B. eine Hochspannungsbatterie) abgegeben werden. Die Unterstromquelle 230 kann den Batteriestrom B+ an den Leistungsregler 210 in Erwiderung auf ein durch die EVSE 100 erzeugtes CP-Signal, das eingegeben wird, zuführen. Mit anderen Worten kann, wenn eine Eingabe des CP-Signals erfasst wird, die Unterstromquelle 230 eingeschaltet werden und kann den Leistungsregler 210 aktivieren, dass dieser in Betrieb steht.
Der Laderegler 240 kann einen Gesamtbetrieb des Fahrzeugladegeräts 200 steuern. Mit anderen Worten kann der Laderegler 240 einen Steuerstrom durch die Hauptstromquelle 220 aufnehmen/empfangen und kann ein Laden der Batterie regeln.
2 zeigt eine Blockansicht, die einen Leistungsregler 210 von 1 darstellt. Wie in 2 gezeigt, kann der Leistungsregler 210 einen CP-Detektor 211, eine Ein-/Aus-Steuerung 212 und einen Taktgeber 213 umfassen.
Der CP-Detektor 211 kann ein durch die EVSE 100 erzeugtes CP-Signal überwachen, wenn die EVSE 100 mit dem Fahrzeugladegerät 200 über eine Schnittstelle (Interface) verbunden wird. Zusätzlich kann der CP-Detektor 211 Zustandsinformationen des erfassten CP-Signals erzeugen und kann die Zustandsinformationen ausgeben. Die Zustandsinformationen können Informationen (z. B. Signal (s)) S1 in Bezug darauf, ob ein CP-Signal erfasst wird, und Informationen S2 in Bezug auf eine Form eines Signals umfassen, und eine Form eines Signals kann umfassen, z. B. ein DC- und ein PWM-Signal. Zusätzlich können die Zustandsinformationen Signalpegelinformationen eines CP-Signals sein und können Informationen S1 in Bezug darauf, ob ein Hochpegel-CP-Signal erfasst wird, und Informationen S2 in Bezug darauf, ob ein Niedrigpegel-CP-Signal erfasst wird, umfassen.
Der CP-Detektor 211 kann einen Signalpegel von jedem der empfangenen CP-Signale während einer Zeitdauer (z. B. 1 Millisekunden (ms)) überprüfen, kann die CP-Signale in Hochpegel-CP-Signale und Niedrigpegel-CP-Signale auf der Grundlage des überprüften Signalpegels klassifizieren und kann die Hochpegel-CP-Signale und die Niedrigpegel-CP-Signale zählen. Die Zeitdauer kann gesetzt/eingestellt oder bestimmt werden.
Der CP-Detektor 211 kann bestimmen, ob eine Anzahl der Hochpegel-CP-Signale innerhalb eines Referenzbereichs liegt. Wenn die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale innerhalb des Referenzbereichs liegt, kann der CP-Detektor 211 Zustandsinformationen S1S2 ”11” erzeugen, die eine Erfassung der CP-Signale und ein PWM-Signal angeben. Wenn die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale einen oberen Grenzschwellwert des Referenzbereichs überschreitet, kann der CP-Detektor 211 Zustandsinformationen S1S2 ”10” erzeugen, die eine Erfassung der CP-Signale und ein DC-Signal angeben. Zusätzlich, wenn die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale kleiner als ein unterer Grenzschwellwert des Referenzbereichs ist, kann der CP-Detektor 211 erkennen, dass ein CP-Signal nicht erfasst wird, und kann Zustandsinformationen S1S2 ”00” oder ”01” erzeugen, die angeben, dass das CP-Signal nicht erfasst wird.
Der CP-Detektor 211 kann einen Signalpegel von jedem der CP-Signale während einer vorgegebenen Zeitdauer überprüfen, kann die CP-Signale in Hochpegel-CP-Signale und Niedrigpegel-CP-Signale auf der Grundlage des Signalpegels klassifizieren und kann die Hochpegel-CP-Signale und die Niedrigpegel-CP-Signale zählen. Zusätzlich kann der CP-Detektor 211 bestimmen, ob eine Anzahl der Hochpegel-CP-Signale gleich oder größer als ein Schwellwert ist, kann bestimmen, ob eine Anzahl der Niedrigpegel-CP-Signale gleich oder größer als der Schwellwert ist, und kann auf der Grundlage eines Bestimmungsergebnisses Zustandsinformationen erzeugen und ausgeben, die angeben, ob ein Hochpegel-CP-Signal und ein Niedrigpegel-CP-Signal erfasst werden. Mit anderen Worten kann, wenn ein Zählwert gleich oder größer als ein bestimmter unterer Grenzwert ist, der CP-Detektor 211 Hoch- und Niedrig-Erfassungssignale erzeugen.
Die EIN-/AUS-Steuerung 212 kann ein Hauptstrom-Steuersignal und ein Unterstrom-Steuersignal an die Hauptstromquelle 220 beziehungsweise die Unterstromquelle 230 auf der Grundlage von Zustandsinformationen, die von dem CP-Detektor 211 ausgegeben werden, übertragen. Mit anderen Worten kann die EIN-AUS-Steuerung 212 steuern, ob der Laderegler 240 zu betreiben ist.
Der Taktgeber 213 kann ein Taktsignal einer ersten Frequenz und ein Taktsignal einer zweiten Frequenz erzeugen. Wenn eine Unterstromquelle eingeschaltet wird, kann der Leistungsregler 210 mit den Taktsignalen synchronisiert werden. Die erste Frequenz und die zweite Frequenz können beispielsweise 100 Kilohertz (kHz) beziehungsweise 500 Hertz (Hz) betragen.
3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein CP-Signal-Erfassungsverfahren eines Fahrzeugladegeräts gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 3 gezeigt, kann im Vorgang S11 das Fahrzeugladegerät 200 einen Signalpegel eines von der EVSE 100 eingegebenen CP-Signals in jeder vorgegebenen Zeitdauer in einem Zustand überprüfen, in dem eine Zündung eines Fahrzeugs ausgeschaltet ist, und kann Hochpegel-CP-Signale und Niedrigpegel-CP-Signale auf der Grundlage des überprüften Signalpegels zählen. Mit anderen Worten kann das Fahrzeugladegerät 200 CP-Signale bei jeder vorgegebenen Zeitdauer (z. B. jedes Mal, wenn eine Taktfrequenz von 100 kHz erzeugt wird) erfassen und kann einen Signalpegel von jedem der CP-Signale überprüfen. Wenn ein CP-Signal einen hohen Pegel aufweist, kann eine Anzahl von Hochpegel-CP-Signalen um ”1” inkrementiert werden. Wenn ein CP-Signal einen niedrigen Pegel aufweist, kann eine Anzahl von Niedrigpegel-CP-Signalen um ”1” inkrementiert werden.
Im Vorgang S12 kann das Fahrzeugladegerät 200 einen Vorgang zum Klassifizieren der CP-Signale auf der Grundlage des Signalpegels und Zählen der CP-Signale wiederholen, bis eine vorgegebene/eingestellte Zeitdauer verstrichen/abgelaufen ist. Zum Beispiel kann der CP-Detektor 211 des Fahrzeugladegeräts 200 bestimmen, ob eine Summe einer Anzahl von Hochpegel-CP-Signalen und einer Anzahl von Niedrigpegel-CP-Signalen ”100” beträgt.
Wenn die vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist, kann der CP-Detektor 211 des Fahrzeugladegeräts 200 in Vorgang S13 bestimmen, ob die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale innerhalb eines Referenzbereichs liegt. Wenn die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale innerhalb des Referenzbereichs liegt, kann der CP-Detektor 211 Zustandsinformationen ”11” übertragen, die angeben, dass ein PWM-CP-Signal in Vorgang S14 erfasst wird. Wenn die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale außerhalb des Referenzbereichs liegt, kann der CP-Detektor 211 bestimmen, ob die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale einen oberen Grenzschwellwert des Referenzbereichs in Vorgang überschreitet. Wenn die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale den oberen Grenzschwellwert überschreitet, kann der CP-Detektor 211 Zustandsinformationen ”10” erzeugen, die angeben, dass ein DC-CP-Signal erfasst wird, und kann die Zustandsinformationen ”10” in Vorgang S16 übertragen. Zusätzlich, wenn die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale kleiner als ein unterer Grenzschwellwert des Referenzbereichs ist, kann der CP-Detektor 211 ein Signal ”00” oder ”01” erzeugen, das angibt, dass ein CP-Signal nicht erfasst wird, und kann das Signal ausgeben.
4 zeigt ein Flussdiagramm, das ein CP-Signal-Erfassungsverfahren eines Fahrzeugladegeräts gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
In Vorgang S21 kann der CP-Detektor 211 CP-Signale zu jeder vorgegebenen Zeitdauer in einem Zustand erfassen, in dem eine Zündung eines Fahrzeugs ausgeschaltet ist, und kann bestimmen, ob die CP-Signale Hochpegel-CP-Signale sind. Der CP-Detektor 211 kann CP-Signale bei einer Periode einer ersten Frequenz (z. B. 100 kHz) erfassen.
Wenn die CP-Signale als Hochpegel-CP-Signale bestimmt werden, kann der CP-Detektor 211 bestimmen, ob eine Anzahl der Hochpegel-CP-Signale einen Schwellwert in Vorgang S22 überschreitet. Wenn die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale den Schwellwert überschreitet, kann der CP-Detektor 211 ein Signal ”1” ausgeben, das angibt, dass die Hochpegel-CP-Signale in Vorgang S23 erfasst werden. Wenn bestimmt wird, dass die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale den Schwellwert nicht überschreitet, kann der CP-Detektor 211 die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale um ”1” in Vorgang inkrementieren.
Wenn die Vorgänge S23 und S24 durchgeführt werden, kann eine Anzahl, die durch Zählen von bei einer Periode einer zweiten Frequenz (z. B. 500 Hz) erfassten CP-Signalen erhalten wird, initialisiert werden, und die erfassten CP-Signale können in einem Speicher (nicht gezeigt) gespeichert werden. Wenn bestimmt wird, dass die CP-Signale keine Hochpegel-CP-Signale sind, kann der CP-Detektor 211 bestimmen, ob die Hochpegel-CP-Signale in Vorgang S25 erfasst werden. Mit anderen Worten kann, wenn die Niedrigpegel-CP-Signale erfasst werden, der CP-Detektor 211 bestimmen, ob die Hochpegel-CP-Signale erfasst werden. Wenn ein Niedrigpegel-CP-Signal während einer vorgegebenen Zeitdauer in einem Zustand beibehalten wird, in dem ein Hochpegel-CP-Signal erfasst wird, kann der CP-Detektor 211 ein Signal erzeugen, das angibt, dass das Hochpegel-CP-Signal nicht erfasst wird, und kann das Signal in den Vorgängen S26 und S27 ausgeben. Mit anderen Worten kann der CP-Detektor 211 eine Erfassung des Hochpegel-CP-Signals annullieren.
Zusätzlich, wenn Niedrigpegel-CP-Signale bei der Periode der zweiten Frequenz nacheinander zweimal erfasst werden, kann der CP-Detektor 211 ein Steuersignal S1, das angibt, ob ein Hochpegel-CP-Signal erfasst wird, auf ”0” ändern. Wenn ein Hochpegel-CP-Signal nicht erfasst wird, kann der CP-Detektor 211 ein Signal erzeugen, das angibt, dass das Hochpegel-CP-Signal nicht erfasst wird, und kann das Signal ausgeben. Mit anderen Worten, wenn ein Niedrigpegel-CP-Signal erfasst wird, kann der CP-Detektor 211 ein Signal erzeugen, das angibt, dass ein Hochpegel-CP-Signal nicht erfasst wird, und kann das Signal ausgeben.
Wie oben beschrieben, kann der CP-Detektor 211 bestimmen, ob ein Hochpegel-CP-Signal erfasst wird. Beim Bestimmen, ob ein Hochpegel-CP-Signal erfasst wird, kann der CP-Detektor 211 unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie oben beschrieben bestimmen, ob ein Niedrigpegel-CP-Signal erfasst wird. Wenn ein Niedrigpegel-CP-Signal während einer bestimmten Zeitdauer beibehalten wird, kann der CP-Detektor 211 ein Signal S2 ”1” erzeugen, das angibt, dass das Niedrigpegel-CP-Signal erfasst wird. Anschließend, wenn ein Hochpegel-CP-Signal während einer vorgegebenen Zeitdauer beibehalten wird, kann der CP-Detektor 211 ein Signal S2 ”0” erzeugen, das angibt, dass ein Niedrigpegel-CP-Signal nicht erfasst wird, und kann das Signal ausgeben.
Wie oben beschrieben ist es gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung möglich, ein durch eine EVSE erzeugtes CP-Signal zu erfassen, um eine Steuerstromquelle eines Ladegeräts zu steuern/regeln (z. B. ein- oder ausschalten), während eine Zündung eines EV ausgeschaltet ist. Somit ist es möglich, die Steuerstromquelle des Ladegeräts unter Verwendung des CP-Signals zu steuern/regeln.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung entsprechen vorgegebenen Kombinationen von Elementen und Merkmalen der vorliegenden Offenbarung. Außerdem, wenn nicht etwas anderes erwähnt wird, können die Elemente oder Merkmale der vorliegenden Offenbarung als fakultative Elemente oder Merkmale der vorliegenden Offenbarung angesehen werden. Hierin kann jedes Element oder Merkmal der vorliegenden Offenbarung auch betrieben oder durchgeführt werden, ohne dass es mit anderen Elementen oder Merkmalen der vorliegenden Offenbarung kombiniert/verbunden wird. Zusätzlich können Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung durch Kombinieren/Verbinden einiger der Elemente und/oder Merkmale der vorliegenden Offenbarung realisiert werden. Die Reihenfolge der gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Operationen kann variiert/geändert werden. Ferner kann ein Teil der Anordnung/Konfiguration oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einer anderen/weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst sein, oder kann durch eine Anordnung/Konfiguration oder Merkmale einer anderen/weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ersetzt werden. Darüber hinaus ist es offensichtlich, dass Ansprüche, die innerhalb des Umfangs/Schutzbereichs der Ansprüche der vorliegenden Offenbarung keinerlei eindeutige Zitierungen aufweisen, entweder kombiniert werden können, um Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu bilden, oder als ein neuer Anspruch während der Änderung der vorliegenden Offenbarung nach Einreichung der Patentanmeldung der vorliegenden Offenbarung kombiniert und umfasst werden können.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können durch können durch verschiedene Mittel, beispielsweise Hardware, Firmware, Software oder einer Kombination davon implementiert/realisiert werden. Für eine Hardware-Implementierung kann ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung implementiert werden durch ein oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (application specific integrated circuits – ASICs), digitale Signalprozessoren (digital signal processors – DSPs), digitale Signalverarbeitungsvorrichtungen (digital signal processing devices – DSPDs), programmierbare Logikvorrichtungen (programmable logic devices – PLDs), Prozessoren, Steuerungen/Regler, Mikrocontroller und dergleichen. Für eine Firmware- oder Software-Implementierung können Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Form von Modulen, Prozeduren, Funktionen und dergleichen implementiert werden, die die oben beschriebenen Funktionen oder Operationen durchführen. Zum Beispiel können Software-Codes in einer Speichereinheit gespeichert werden und können durch einen Prozessor ausgeführt werden. Die Speichereinheit kann in oder außerhalb eines Prozessors angeordnet sein und kann Daten mit dem Prozessor durch verschiedene Mittel, die bereits bekannt sind, austauschen.
Es ist für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich, dass die vorliegende Offenbarung in verschiedenen bestimmten Formen implementiert werden kann, ohne von den Merkmalen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Demzufolge sollte die vorstehende ausführliche Beschreibung nicht in allen Ausgestaltungen/Bereichen begrenzt ausgelegt werden, sondern sollte für Zwecke der Veranschaulichung betrachtet werden. Daher sollte der Umfang/Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung durch die sinnvolle Auslegung der Ansprüche bestimmt werden und alle Modifikationen/Änderungen innerhalb des äquivalenten Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung sind in dem Umfang/Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung umfasst.
Bezugszeichenliste

210: LEISTUNGSREGLER
211: CP-DETEKTOR
212: EIN-/AUS-STEUERUNG
213: TAKTGEBER
220: HAUPTSTROMQUELLE
230: UNTERSTROMQUELLE
240: LADEREGLER

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

SAE J1772 TM [0002]

Claims

Steuerpilot-(control pilot – CP)Signal-Erfassungsverfahren für ein Fahrzeugladegerät, das CP-Signal-Erfassungsverfahren aufweisend: Zählen von CP-Signalen auf der Grundlage von Signalpegeln der CP-Signale während einer vorgegebenen Zeitdauer, wenn eine Eingabe der CP-Signale erfasst wird, während eine Zündung eines Fahrzeugs ausgeschaltet ist; Bestimmen, ob eine Anzahl von Hochpegel-Signalen unter den CP-Signalen innerhalb eines Referenzbereichs liegt, wenn die vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist; und Ausgeben von Zustandsinformationen der CP-Signale auf der Grundlage der Bestimmung darüber, ob die Anzahl von Hochpegel-CP-Signalen innerhalb des Referenzbereichs liegt.
CP-Signal-Erfassungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Zählen der CP-Signale aufweist: Überprüfen der Signalpegel der CP-Signale in einer vorgegebenen Zeitdauer; Klassifizieren der CP-Signale in Hochpegel-CP-Signale und Niedrigpegel-CP-Signale auf der Grundlage der überprüften Signalpegel; Zählen der Hochpegel-CP-Signale; und Zählen der Niedrigpegel-CP-Signale.
CP-Signal-Erfassungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Ausgeben von Zustandsinformationen der CP-Signale aufweist ein Ausgeben von Zustandsinformationen, die angeben, dass die CP-Signale eingegeben worden sind und Pulsweitenmodulations-(PWM)Signale sind, wenn die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale innerhalb des Referenzbereichs liegt.
CP-Signal-Erfassungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Ausgeben von Zustandsinformationen der CP-Signale aufweist ein Ausgeben von Zustandsinformationen, die angeben, dass die CP-Signale eingegeben worden sind und Gleichstrom-(direct current – DC)Signale sind, wenn die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale einen oberen Grenzschwellwert des Referenzbereichs überschreitet.
CP-Signal-Erfassungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Ausgeben von Zustandsinformationen der CP-Signale aufweist ein Ausgeben von Zustandsinformationen, die angeben, dass die CP-Signale nicht erfasst worden sind, wenn die Anzahl der Hochpegel-CP-Signale kleiner als ein unterer Grenzschwellwert des Referenzbereich ist.
Fahrzeugladegerät zum Laden einer in einem Elektrofahrzeug (electric vehicle – EV) montierten Batterie durch Aufnehmen von Leistung, die von einer elektrischen Fahrzeugversorgungseinrichtung (Electric Vehicle Supply Equipment – EVSE) zugeführt wird, das Fahrzeugladegerät aufweisend: einen Laderegler, der eingerichtet ist, um einen Ladevorgang des Fahrzeugladegeräts zu regeln; eine Hauptstromquelle, die eingerichtet ist, um einen Hauptstrom an den Laderegler zuzuführen und um den Hauptstrom zu unterbrechen/abzuschalten; eine Unterstromquelle, die eingerichtet ist, um einen Strom an die Batterie als einen Unterstrom zuzuführen, wenn durch die EVSE erzeugte CP-Signale eingegeben werden; und einen Leistungsregler, der eingerichtet ist, um die durch die EVSE erzeugten CP-Signale zu überwachen, während eine Zündung des EV ausgeschaltet ist, und um die Hauptstromquelle beziehungsweise die Unterstromquelle ein- oder auszuschalten.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 6, wobei der Leistungsregler umfasst: einen CP-Detektor, der eingerichtet ist, um die CP-Signale auf der Grundlage von Signalpegeln der CP-Signale während einer vorgegebenen Zeitdauer zu klassifizieren und zu zählen, um zu bestimmen, ob eine Anzahl der CP-Signale innerhalb eines Referenzbereichs liegt, und um Zustandsinformationen der CP-Signale auf der Grundlage der Bestimmung darüber, ob die Anzahl der CP-Signale innerhalb des Referenzbereichs liegt, auszugeben; eine Ein-/Aus-Steuerung, die eingerichtet ist, um die Hauptstromquelle und die Unterstromquelle auf der Grundlage der ausgegebenen Zustandsinformationen ein- oder auszuschalten; und einen Taktgeber, der eingerichtet ist, um ein Taktsignal zu erzeugen, um den CP-Detektor und die Ein-/Aus-Steuerung zu synchronisieren.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 7, wobei der CP-Detektor ferner eingerichtet ist, um die Signalpegel der CP-Signale jedes Mal, wenn das Taktsignal erzeugt wird, zu überprüfen, um die CP-Signale in Hochpegel-CP-Signale und Niedrigpegel-CP-Signale auf der Grundlage der überprüften Signalpegel zu klassifizieren, um die Hochpegel-CP-Signale zu zählen und um die Niedrigpegel-CP-Signale zu zählen.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 8, wobei der CP-Detektor ferner eingerichtet ist, um Zustandsinformationen auszugeben, die angeben, dass die CP-Signale eingegeben worden sind und PWM-Signale sind, wenn eine Anzahl der Hochpegel-CP-Signale innerhalb des Referenzbereichs liegt.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 8, wobei der CP-Detektor ferner eingerichtet ist, um Zustandsinformationen auszugeben, die angeben, dass die CP-Signale eingegeben worden sind und DC-Signale sind, wenn eine Anzahl der Hochpegel-CP-Signale einen oberen Grenzschwellwert überschreitet.
Fahrzeugladegerät nach Anspruch 8, wobei der CP-Detektor ferner eingerichtet ist, um Zustandsinformationen auszugeben, die angeben, dass die CP-Signale nicht erfasst worden sind, wenn eine Anzahl der Hochpegel-CP-Signale kleiner als ein unterer Grenzschwellwert des Referenzbereichs ist.
CP-Signal-Erfassungsverfahren für ein Fahrzeugladegerät, das CP-Signal-Erfassungsverfahren aufweisend: Klassifizieren von CP-Signalen in Hochpegel-CP-Signale und Niedrigpegel-CP-Signale auf der Grundlage von Signalpegeln der CP-Signale und Zählen der Hochpegel-CP-Signale beziehungsweise der Niedrigpegel-CP-Signale während einer vorgegeben Zeitdauer, während eine Zündung eines Fahrzeugs ausgeschaltet ist; Bestimmen, welche von einer Anzahl der Hochpegel-CP-Signale und einer Anzahl der Niedrigpegel-CP-Signale einen Schwellwert überschreitet; und Bestimmen, dass ein CP-Signal mit einem entsprechenden Pegel erfasst wird, auf der Grundlage darauf, welche von der Anzahl der Hochpegel-CP-Signale oder der Anzahl der Niedrigpegel-CP-Signale den Schwellwert überschreitet.
CP-Signal-Erfassungsverfahren nach Anspruch 12, ferner aufweisend ein Annullieren einer Erfassung des Hochpegel-CP-Signals, wenn das Niedrigpegel-CP-Signal erfasst wird, nachdem bestimmt wird, dass das Hochpegel-CP-Signal erfasst wird.
CP-Signal-Erfassungsverfahren nach Anspruch 12, ferner aufweisend ein Annullieren einer Erfassung des Niedrigpegel-CP-Signals, wenn das Hochpegel-CP-Signal erfasst wird, nachdem bestimmt wird, dass das Niedrigpegel-CP-Signal erfasst wird.