车载充电器的控制导频唤醒电路的制作方法

1.本发明涉及用于唤醒电动车辆的车载充电器(obc)的控制导频唤醒电路。
2.背景
3.电动车辆的车载充电器(obc)用于给车辆的牵引电池充电。在一个变形中，obc将从连接到电网的电动车辆供电设备(evse)接收的电功率转换成dc电功率，并用dc电功率给电池充电。在另一种变形中，obc使电池能够利用从evse接收的dc电功率直接充电。
4.概述
5.用于电动车辆的车载充电器(obc)包括充电单元、控制器和控制导频唤醒电路。充电单元可操作来从电动车辆供电设备(evse)接收能量，用于给电动车辆的牵引电池充电。控制器可操作为在睡眠模式中或在唤醒模式中。控制器在唤醒模式中被配置成控制充电单元以利用来自evse的能量给牵引电池充电。控制导频唤醒电路被配置为从evse接收控制导频信号，当控制器在睡眠模式中时检测控制导频信号的当前状态的变化，并且响应于控制导频信号的当前状态改变为新状态而生成用于唤醒控制器的唤醒信号。充电单元可以包括下列项中的至少一个：(i)可操作用于将从evse接收的能量转换成用于给牵引电池充电的可用形式的电力装置，和(ii)可操作用于将从evse接收的能量直接传送到牵引电池的继电器。
6.在一个或更多个实施例中，控制导频唤醒电路包括可用于检测控制导频信号的当前状态到第一新状态的变化的第一控制导频状态变化检测器电路，以及可用于检测控制导频信号的当前状态到第二新状态的变化的第二控制导频状态变化检测器电路。第一和第二控制导频状态变化检测器电路具有相同种类的电子部件。控制导频唤醒电路还包括第一和第二控制导频状态变化检测器电路所共有的接触监控电路。
7.第一控制导频状态变化检测器电路的电子部件包括第一电容器。接触监控电路可操作来周期性地向第一电容器注入电流脉冲，用于给第一电容器充电。第一控制导频状态变化检测器电路的电子部件被布置成使得第一电容器在接收到电流脉冲之后当控制导频信号的当前状态保持不变时放电，并且在控制导频信号的当前状态从当前状态改变到第一新状态之后在接收到一个或更多个电流脉冲时充电到具有大于阈值的电压。接触监控电路进一步可操作来响应于第一电容器的电压由于控制导频信号的当前状态改变到第一新状态而变得大于阈值来生成用于唤醒控制器的唤醒信号。
8.第二控制导频状态变化检测器电路的电子部件包括第二电容器。接触监控电路可操作来周期性地向第二电容器注入电流脉冲，用于给第二电容器充电。第二控制导频状态变化检测器电路的电子部件被布置成使得第二电容器在接收到电流脉冲之后当控制导频信号的当前状态保持不变时放电，并且在控制导频信号的当前状态从当前状态改变到第二新状态之后在接收到一个或更多个电流脉冲时充电到具有大于阈值的电压。接触监控电路进一步可操作来响应于第二电容器的电压由于控制导频信号的当前状态改变到第二新状态而变得大于阈值来生成用于唤醒控制器的唤醒信号。
9.第一和第二控制导频状态变化检测器电路都可用于检测控制导频信号的当前状
态到第三新状态的变化。
10.在一个或更多个实施例中，控制导频信号的状态包括控制导频信号的电压为零伏的状态a、控制导频信号的电压为恒定正非零伏特值的状态b1以及控制导频信号的电压为交变非零伏特值的状态b2。当控制导频信号的当前状态是状态b1或者状态b2时，第一控制导频状态变化检测器电路用于检测控制导频信号的状态从状态b1到状态b2或者从状态b2到状态b1的变化。当控制导频信号的当前状态是状态a或者状态b2时，第二控制导频状态变化检测器电路用于检测控制导频信号的状态从状态a到状态b2或者从状态b2到状态a的变化。当控制导频信号的当前状态是状态a或者状态b1时，第一控制导频状态变化检测器电路或第二控制导频状态变化检测器电路中的任一个用于检测控制导频信号的状态从状态a到状态b1或者从状态b1到状态a的变化。
11.在一个或更多个实施例中，控制导频信号的状态包括指示evse的电线组从车载充电器断开的状态a、指示evse的电线组连接到车载充电器但evse未准备好充电的状态b1以及指示evse的电线组连接到车载充电器且evse准备好充电的状态b2。当控制导频信号的当前状态是状态a时，第二控制导频状态变化检测器电路用于检测控制导频信号的状态从状态a到状态b2的变化，由此，当在evse准备好充电的情况下，evse的电线组连接到车载充电器时，控制器被唤醒。
12.当控制导频信号的当前状态是状态a时，第一控制导频状态变化检测器电路或第二控制导频状态变化检测器电路中的任一个用于检测控制导频信号的状态从状态a到状态b1的变化，由此，当在evse未准备好充电的情况下，evse的电线组连接到车载充电器时，控制器被唤醒。
13.当控制导频信号的当前状态是状态b1时，第一控制导频状态变化检测器电路用于检测控制导频信号的状态从状态b1到状态b2的变化，由此，当在evse准备好充电时，在evse的电线组连接到车载充电器时，控制器被唤醒。
14.当控制导频信号的当前状态是状态b2时，第一控制导频状态变化检测器电路用于检测控制导频信号的状态从状态b2到状态b1的变化，由此，当在evse未准备好充电时，在evse的电线组连接到车载充电器时，控制器被唤醒。
15.当控制导频信号的当前状态是状态b2时，第二控制导频状态变化检测器电路用于检测控制导频信号的状态从状态b2到状态a的变化，由此，当evse的电线组从车载充电器断开时，控制器被唤醒。
16.当控制导频信号的当前状态是状态b1时，第一控制导频状态变化检测器电路或第二控制导频状态变化检测器电路中的任一个用于检测控制导频信号的状态从状态b1到状态a的变化，由此，当evse的电线组从车载充电器断开时，控制器被唤醒。
17.还提供了一种具有牵引电池和obc的电动车辆。
18.附图简述
19.图1示出了电动车辆的电力系统的功能框图，该电力系统包括车载充电器(obc)；
20.图2示出了obc的框图，obc包括用于从evse接收控制导频(cp)信号并用于响应于cp信号的状态变化而唤醒obc的obc控制器的控制导频(cp)唤醒电路；
21.图3示出了cp唤醒电路的示意电路图，cp唤醒电路包括第一cp状态变化检测器电路、第二cp状态变化检测器电路和接触监控集成电路(ic)；
22.图4示出了描绘使obc控制器进入睡眠模式以及使cp唤醒电路响应于cp信号的状态变化而唤醒obc控制器的代表性操作的流程图；
23.图5示出了一个表格，该表格描绘cp唤醒电路的哪个cp状态变化检测器电路用于在obc控制器处于睡眠时检测cp信号的状态的变化并生成用于唤醒obc控制器的唤醒信号；
24.图6示出了描绘由cp唤醒电路的接触监控ic在cp唤醒电路的cp状态变化检测器电路上执行的轮询序列的时序图；
25.图7和图8各自示出了在由接触监控ic执行的轮询序列操作期间对应于第二cp状态变化检测器电路的第一(c2)和第二(c2s)电容器的充电过程的曲线图；以及
26.图9示出了当obc控制器处于睡眠且然后响应于cp信号的状态的变化而被唤醒时的测量输出，该测量输出具有cp信号的电压的曲线、从接触监控ic注入到cp状态变化检测器电路中的所选择的一个cp状态变化检测器电路的第一和第二电容器的电流的曲线、所选择的一个cp状态变化检测器电路的第二电容器的电压的曲线以及唤醒信号的电压的曲线。
27.详细描述
28.在本文公开了本发明的详细实施例；然而应理解，所公开的实施例仅是可以体现在各种和可选形式中的本发明的示例。附图不一定是按比例的；一些特征可以被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文所公开的特定的结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为用于教导本领域中的技术人员以多种方式采用本发明的代表性基础。
29.现在参考图1，示出了根据一个或更多个实施例的电动车辆(ev)12的电力系统10的功能框图。电力系统10包括车载充电器(obc)18。obc18在电动车辆12“上”。短语“电动车辆”和“ev”在本文中包括使用用于车辆推进的电功率的任何类型的车辆，并且包括纯电池电动车辆(bev)、混合电动车辆(hev)、插电式混合电动车辆(phev)和诸如此类。obc 18用于给ev 12的高电压(hv)牵引电池14充电。牵引电池14将被充电，以可操作来提供用于由电动机16使用来推进ev 12的电流。
30.obc 18使用来自充电站22的电功率给牵引电池14充电。obc 18通过电线组20连接到充电站22。电线组20包括具有在一端处的适合于接纳在ev 12的充电端口内的端子的电缆。obc 18与ev 12的充电端口电通信。在操作中，obc 18通过电线组20从充电站22获取(即消耗)电功率，并使用该电功率给牵引电池14充电。电线组20、充电站22以及为obc 18安装以从充电站22所连接到的电气设施电力网接收能量的任何附加元件在本文中可以被统称为电动车辆供电设备(evse)24。
31.在“ac到dc充电”变形中，obc 18使用通过充电站22从电网接收的电功率给牵引电池14充电。在操作中，obc 18通过电线组20从充电站22获取电功率，将电功率转换成dc电功率，并用dc电功率给牵引电池14充电。
32.可选地，在诸如“快速dc充电”或“dc快速充电”的“dc充电”变形中，obc 18使用从充电站22接收的dc电功率给牵引电池14充电。在操作中，obc 18将dc电功率从充电站22直接传送到牵引电池14，用于使牵引电池用dc电功率充电。
33.obc 18可包括可操作来控制和管理电流的电子设备或其他元件，电流用于支持对于牵引电池14的充电相关操作，并且可选地支持给低电压(lv)电池26、一个或更多个车辆子系统28和/或在ev 12内包括的其他电子地可操作的元件充电或以其他方式给低电压
(lv)电池26、一个或更多个车辆子系统28和/或在ev 12内包括的其他电子地可操作的元件供电。可以包括lv电池26以支持给在比电动机16更低的电压下操作的车辆子系统28(例如远程无钥匙进入系统、加热和冷却系统、信息娱乐系统、制动系统等)供电。
34.除了用通过电线组20提供的电力充电之外，牵引电池14、lv电池26以及车辆子系统28还可以可操作来给彼此供电和/或用由电动机16生成的能量被供电。例如，lv电池26可以可操作来提供足够的电流用于由较低电压电源30使用。较低电压电源30可以可操作来调节来自lv电压电池26的电流，用于供obc 18和一个或更多个车辆子系统28使用。
35.为了示例性目的，术语“较低”、“低”和“高”用于区分分别与大约5vdc、12vdc和200vdc一致的电压电平，这些电压电平通常在车辆内被使用以支持与每个相应能量源相关联的操作。这被完成而不意欲不必要地限制本发明的范围，因为本发明充分设想具有相同或不同的电压电平和/或电流产生/生成能力的能量源。例如，“低”电压电平根据国际法规指那些无风险的电压(低于50vac和75vdc)，以及“高”电压电平在大多数欧洲地区中通常与约400vdc一致。
36.较低电压电源30可以可操作来设置由obc 18使用来测试电线组20的连接、生成唤醒信号或诸如此类的电压。例如，较低电压电源30可以是电压或电流调节器，其具有足以补偿牵引电池14和/或lv电池26的电压变化的能力，以便向obc 18和/或与其电气地连接的、可能对电压变化敏感的其他元件提供稳定的电流。以这种方式，尽管在图1所示的功能框图中被描绘为单独的元件，但是较低电压电源30可以被包含在obc 18内作为其电气元件。
37.电力系统10还包括车辆控制器32。车辆控制器32是电子设备，例如处理器、微控制器或诸如此类(例如计算机)。车辆控制器32便于执行逻辑操作和接受与ev 12相关联的其他处理要求。车辆控制器32与obc 18通信，并且可操作来与ev 12的其他节点通信和控制ev 12的其他节点，包括在充电应用中涉及的节点。可选地，电力系统10的一个或更多个元件可以包括它们自己的控制器或处理器。
38.现在参考图2，继续参考图1，示出了根据一个或更多个实施例的obc 18的框图。
39.对于“ac到dc充电”，obc 18包括例如以obc电力装置34的形式的充电单元，其可操作用于将经由evse 24从电网接收的电功率转换成给牵引电池14充电所需的dc电功率。因此，obc电力装置34可包括ac到dc功率转换器和可操作来将从电网获取的能量转换成用于给牵引电池14充电的可用形式的其他相关联的电力电子设备。例如，obc电力装置34可以包括电力电子设备以校正功率因数来满足监管标准，或者提供dc到dc功率转换用于匹配牵引电池14的充电曲线。
40.对于“dc充电”，提供例如obc继电器35的形式的充电单元。obc继电器35可以是obc 18的一部分，或者可以是与obc 18分离的部件。obc继电器35可控制为在断开位置或闭合位置上。当obc继电器35闭合时，来自充电站22的dc电功率可由obc 18获取，并通过obc继电器直接传送到牵引电池14。当obc继电器35断开时，电功率不能通过obc继电器传送到牵引电池14。
41.obc 18包括obc控制器36。obc控制器36是电子设备，例如处理器、微控制器或诸如此类(例如计算机)。obc控制器36可操作来处理上述obc功能的控制算法。obc控制器36可以检测电线组20与ev 12的充电端口的连接，识别充电电缆和/或插头，并控制和监控开关设备或与obc 18相关联的其他电子设备。obc控制器36可以与车辆控制器32通信以传递充电
状态和对应于obc 18的操作的其他信息。
42.obc控制器36可操作为在睡眠模式中或在唤醒模式中。obc控制器36在唤醒模式中被配置成控制充电单元(即，obc电力装置34和/或obc继电器35)以利用来自evse 24的能量给牵引电池14充电。否则，当obc控制器36在睡眠模式中时，充电单元被禁止利用来自evse 24的能量给牵引电池14充电。
43.对于“ac到dc充电”，obc控制器36在来自充电站22的电功率转换成dc电功率并用dc电功率给牵引电池14充电时控制obc 34。例如，obc控制器36适当地控制用于将电功率转换成选定量的dc电功率的obc电力装置34的功率晶体管开关(未示出)的切换和切换持续时间。
44.对于“dc充电”，根据ev架构，当来自充电站22的dc电功率将被直接传送到牵引电池14时，obc控制器36或者直接将obc继电器35控制为闭合的或者与obc继电器35的控制器通信以闭合obc继电器35。在所有其他时间，obc继电器35是断开的。因此，obc继电器35必须由obc控制器36控制为闭合的。
45.尽管被描绘为集成控制器，但是obc控制器36可以被提供为电气地连接到obc 18的单独部件。obc电力装置34和/或obc继电器35、obc控制器36和相关联的控制电子设备(无论是否与obc 18集成)可以形成车载电池充电系统37。
46.除了从电力网提供电功率以外，evse 24还生成控制导频(ctrlplt)信号(“cp信号”)。cp信号可以由obc 18读取和确认。cp信号具有根据行业标准的所定义的信号格式，并给obc 18提供对正确的ac至dc充电模式的必要信息。cp信号向obc控制器36传递信息，用于在发起和监控牵引电池14的充电过程时使用。
47.在它的主要功能当中，cp信号可用于检查车辆底盘到evse 24的电源地线的连接的连续性。如果这个信号在obc输入处不存在，则充电过程可以不被允许。cp信号可以包括从evse 24到obc 18的命令，该命令指示obc可以从电网汲取以给牵引电池14充电的最大电流。该命令可以在cp信号的占空比中被嵌入，该占空比可以根据预定义的标准(例如相关监管标准中定义的某些公式)转换成来自电网的可用安培数。为此目的，使用脉冲宽度调制(pwm)来生成cp信号。cp信号还可以提供从ev 12到evse 24的回答，其向evse通知ev准备好接受充电。其后，充电过程可以开始。
48.例如，根据相关监管标准，cp信号具有下面的主要特征：
49.电源电压范围：vg＝
±
12v
±
0.6v(容差)；
50.占空比(d)：0％≤d≤100％；以及
51.当0％<d<100％时的频率(fcp)：1khz标称
±
3％(容差)。
52.按照这些主要特征，cp信号具有下面的状态定义：
53.状态b1：vg＝12v，d＝100％
→
电线组20连接(即，插)到ev 12，但evse 24未准备好将电功率从充电站22传送到ev；
54.状态b2：vg＝
±
12v，5％≤d≤95％
±
0.5％(容差)
→
电线组20连接到ev 12，且evse 24准备好将电功率从充电站22传送到ev；以及
55.状态a或e/f
‑‑‑
这些状态中没有一个允许电功率从充电站传送。例如，状态a：vg＝0v
→
电线组20未连接到ev 12。
56.不同cp状态的电动车辆水平效应如下：
57.状态a：电线组20未连接到ev 12。例如，ev 12已经停在车辆用户的私人停车场中，但ev不需要被再充电。在初步条件被满足之后，obc 18在状态a下进入睡眠模式。
58.状态b1：电线组20连接到ev 12，但evse 24未准备好充电。例如，车辆用户与ev 12一起到达充电站22，并将电线组20插入到ev的充电端口内。然而，evse 24由于过载而不能够将来自充电站22的电功率输送到ev 12。在初步条件被满足之后，obc 18在状态b1下进入睡眠模式。
59.状态b2：电线组20连接到ev 12，以及evse 24准备好充电。例如，充电周期已经完成，但是电线组20仍然插入到ev 12的充电端口内。在初步条件被满足之后，obc 18进入睡眠模式。当电线组20从ev 12拔出时，obc 18从睡眠模式唤醒，因为cp信号将不再存在。
60.如图2所示，obc 12还包括用于唤醒obc 18的控制导频(cp)唤醒电路38。更特别地，cp唤醒电路38用于当obc控制器在睡眠模式(即，低静态电流模式)中时唤醒obc控制器36。
61.对于“ac到dc充电”，当obc控制器36睡眠时，obc 18不能接收来自充电站22的电功率并将该电功率转换成用于给牵引电池14充电的dc电功率，因为obc控制器必须是清醒的以控制obc电力装置34的操作。因此，当obc控制器36睡眠时，obc 18实际上是睡眠的。相反，当obc控制器36清醒时，obc 18可以接收来自充电站22的电功率并将该电功率转换成用于给牵引电池14充电的dc电功率，因为obc控制器是清醒的以控制obc电力装置34的操作。因此，当obc控制器36清醒时，obc 18实际上是清醒的。
62.对于“dc充电”，当obc控制器36睡眠时，dc电功率不能从充电站22传送到牵引电池14，因为obc控制器必须是清醒的，才能直接控制obc继电器35的操作或者与obc继电器35的控制器通信以间接地控制obc继电器35的操作。因此，当obc控制器36睡眠时，obc 18实际上是睡眠的。相反，当obc控制器36清醒时，dc电功率可以从充电站22传送到牵引电池14，因为obc控制器是清醒的从而直接或间接地控制obc继电器35的操作。因此，当obc控制器36清醒时，obc 18实际上是清醒的。
63.在操作中，cp唤醒电路38从evse 24接收cp信号。根据一个或更多个实施例，cp唤醒电路38处理cp信号以检测cp信号的状态变化。cp唤醒电路38响应于检测到cp信号的状态变化而生成唤醒信号。cp唤醒电路38向obc控制器36提供所生成的唤醒信号，以唤醒obc控制器并使obc控制器退出睡眠模式。
64.cp唤醒电路38的提供及其功能意欲不仅满足期望的唤醒能力，而且还满足被唤醒要求影响的其他要求。特定的唤醒要求包括当cp信号的状态改变时唤醒obc控制器36，并且相对快速地(例如小于0.2秒)执行唤醒。受影响的要求包括相对低的静态电流，例如小于200μa。
65.现在参考图3，继续参考图1和图2，示出了cp唤醒电路38的示意性电路图。cp唤醒电路包括第一cp状态变化检测器电路42(在图3中被标记为“块1”)、第二cp状态变化检测器电路44(在图3中被标记为“块2”)和接触监控集成电路(ic)46。cp状态变化检测器电路42和44各自从evse 24接收cp信号。如下面更详细解释的，接触监控ic 46监控第一cp状态变化检测器电路42和/或第二cp状态变化检测器电路44如何由cp信号驱动以检测cp信号的状态变化。
66.第一cp状态变化检测器电路42和/或第二cp状态变化检测器电路44包括类似的电
路布局，并具有相同种类的电子部件，如图3所示。第一cp状态变化检测器电路42和第二cp状态变化检测器电路44的差异在于，第一cp状态变化检测器电路的开关s1是pmos设备，而第二cp状态变化检测器电路的相应开关s2是nmos设备。
67.现在参考图4，继续参考图1、图2和图3，示出了描绘使obc控制器36进入睡眠模式以及使cp唤醒电路38响应于cp信号的状态变化而唤醒obc控制器的代表性操作的流程图50。操作以obc控制器36接收对obc 18进入睡眠模式的请求开始，如在块52中所指示的。作为响应，obc控制器36检查cp信号的当前状态，如在块54中所指示的。如上所述，cp信号的当前状态可以是状态a或e/f、状态b1或状态b2。然后，obc控制器36根据cp信号的当前状态来配置由接触监控ic 46提供的接触监控，如在块56中所指示的。
68.obc控制器36然后进入睡眠。特别地，响应于在块52处的睡眠模式请求，如在块58a中所指示的，当cp信号的当前状态是状态a或e/f时，obc控制器36进入睡眠，如在块60a中所指示的。类似地，响应于睡眠模式请求，如在块58b中所指示的，当cp信号的当前状态是状态b1时，obc控制器36进入睡眠，如在块60b中所指示的。同样，响应于睡眠模式请求，如在块58c中所指示的，当cp信号的当前状态是状态b2时，obc控制器36进入睡眠，如在块60c中所指示的。
69.当obc控制器36睡眠时，接触监控ic 46检查cp信号的状态变化。接触监控ic 46监控由cp信号驱动的第一cp状态变化检测器电路42和/或第二cp状态变化检测器电路44以检测cp信号的状态的变化。因此，当cp信号的状态是状态a或状态e/f时，接触监控ic 46检测cp信号的状态是否已经改变为状态b1或者状态b2，如在判决块62a中所指示的。类似地，当cp信号的状态是状态b1时，接触监控ic 46检测cp信号的状态是否已经改变为状态b2或者状态a或e/f，如在判决块62b中所指示的。同样，当cp信号的状态是状态b2时，接触监控ic 46检测cp信号的状态是否已经改变为状态b1或者状态a或e/f，如在判决块62c中所指示的。
70.在三个判决块62a、62b和62c中的每一个中，如果cp信号的状态没有改变，则接触监控ic 46重新检查cp信号的状态的变化。接触监控ic 46在重新检查之前等待一段时间。该过程重复，直到有cp信号的状态的变化为止。当cp信号的状态保持不变时，obc控制器36保持睡眠。
71.当接触监控ic 46在判决块62a、62b和62c中的任一个中检测到cp信号的状态的变化时，则接触监控ic生成唤醒信号，如在块64所指示的。接触监控ic 46向obc控制器36提供唤醒信号。响应于接收到唤醒信号，obc控制器36通电，如在块66中所指示的。一旦被完全供电，obc控制器36就退出睡眠模式并且是清醒的。obc 18因此实际上是清醒的。然后，obc控制器36可以根据cp信号的新状态来执行功能，例如控制obc电力装置34和/或obc继电器35。
72.现在参考图5，继续参考图3和图4，示出了表70。表70描绘cp唤醒电路38的第一cp状态变化检测器电路42(即块1)和/或第二cp状态变化检测器电路44(即块2)中的哪一个用于检测当obc控制器36睡眠时cp信号的状态的变化并用于生成用于唤醒obc控制器的唤醒信号。
73.如在表70中所示的，当cp信号的状态在obc控制器36睡眠时是状态a或e/f并改变到状态b1时，第一cp状态变化检测器电路42或第二cp状态变化检测器电路44中的任一个用来检测这个状态变化并生成用于唤醒obc控制器的唤醒信号。当cp信号的状态在obc控制器36睡眠时是状态a或e/f并改变为状态b2时，第二cp状态变化检测器电路44用于检测该状态
变化，并生成用于唤醒obc控制器的唤醒信号。
74.当电线组20未连接到ev 12时，cp信号具有状态a。当在evse 24未准备好充电的情况下电线组20连接到ev 12时，cp信号的状态从状态a改变为状态b1。因此，使用第一检测器电路42或第二检测器电路44中的任一个来检测在evse 24未准备好充电的情况下电线组20连接到ev 12。当在evse 24准备好充电的情况下电线组20连接到ev 12时，cp信号的状态从状态a改变为状态b2。因此，使用第二检测器电路44来检测在evse 24准备好充电的情况下电线组20连接到ev 12。接触监控ic 46在任一检测之后生成用于唤醒obc控制器36的唤醒信号。以这种方式，当电线组20连接到ev 12时，obc控制器36被唤醒。
75.如在表70中进一步所示的，当cp信号的状态在obc控制器36睡眠时是状态b1并改变到状态a或e/f时，第一cp状态变化检测器电路42或第二cp状态变化检测器电路44中的任一个用来检测这个状态变化，并生成用于唤醒obc控制器的唤醒信号。当cp信号的状态在obc控制器36睡眠时是状态b1并改变为状态b2时，第一cp状态变化检测器电路42用于检测该状态变化，并生成用于唤醒obc控制器的唤醒信号。
76.当在evse 24未准备好充电的情况下电线组20连接到ev 12时，cp信号具有状态b1。当在evse 24未准备好充电的情况下电线组20从ev 12断开时，cp信号的状态从状态b1改变为状态a。因此，使用第一检测器电路42或第二检测器电路44中的任一个来检测在evse 24未准备好充电的情况下电线组20从ev 12断开。接触监控ic 46在这个检测之后生成用于唤醒obc控制器36的唤醒信号。以这种方式，当电线组20从ev 12断开时，obc控制器36被唤醒。
77.当在电线组24连接到ev 12时evse 24变得准备好充电时，cp信号的状态从状态b1改变为状态b2。因此，使用第一检测器电路42来检测当电线组20连接到ev 12时evse 24准备好充电。接触监控ic 46在这个检测之后生成用于唤醒obc控制器36的唤醒信号。以这种方式，当在电线组24连接到ev 12时evse 24准备好充电时，obc控制器36被唤醒。
78.如在表70中进一步所示的，当cp信号的状态在obc控制器36睡眠时是状态b2并改变为状态a或e/f时，第二cp状态变化检测器电路44用于检测该状态变化并生成用于唤醒obc控制器的唤醒信号。当cp信号的状态在obc控制器36睡眠时是状态b2并改变为状态b1时，第一cp状态变化检测器电路42用于检测该状态变化并生成用于唤醒obc控制器的唤醒信号。
79.当在evse 24准备好充电的情况下电线组20连接到ev 12时，cp信号具有状态b2。当在evse 24准备好充电的情况下电线组20从ev 12断开时，cp信号的状态从状态b2改变为状态a。因此，使用第二检测器电路44来检测在evse 24准备好充电的情况下电线组20从ev 12断开。接触监控ic 46在这个检测之后生成用于唤醒obc控制器36的唤醒信号。以这种方法，当电线组20从ev 12断开时，obc控制器36被唤醒。
80.当在电线组24连接到ev 12时evse 24没有准备好充电时，cp信号的状态从状态b2改变为状态b1。因此，使用第一检测器电路42来检测当电线组20连接到ev 12时evse 24变得未准备好充电。接触监控ic 46在这个检测之后生成用于唤醒obc控制器36的唤醒信号。以这种方式，当在电线组24连接到ev 12时evse 24变得未准备好充电时，obc控制器36被唤醒。
81.现在参考图6，继续参考图3，示出了描绘由接触监控ic 46在cp状态变化检测器电
路42和44上执行的轮询序列的时序图80。如图3所示，cp状态变化检测器电路42和44具有类似的电路布局。因此，仅在第二cp状态变化检测器电路44(即，块2)上的轮询序列的操作被描述如下。
82.作为示例，假设cp信号的状态从状态b2改变为状态a或e/f。当obc控制器36在睡眠模式中时，第二cp状态变化检测器电路44的电容器c2和c2s通过接触监控ic 46的in0端口被周期性地充电。接触监控ic 46以1/t
poll_time
的频率速率(frequency rate)给第二检测器电路44的电容器c2和c2s充电。频率速率(1/t
poll_time
)比cp信号的频率(fcp)低得多。因此，如在图6的时序图80中由参考箭头82所指示的，大体上，第二检测器电路44的电容器c2在相对短的时间段(t
poll_act_time
)期间用相对小的注入电流(i
充电
)被充电。在这点上，接触监控ic 46的配置的示例是i
充电
＝5ma，t
poll_time
＝64ms(控制导频周期＝1ms)，以及t
poll_act_time
＝128μs。
83.当第二检测器电路的电容器c2s逐渐充电时，第二检测器电路44的电容器c2的电压相对快地斜升，同时没有脉冲，直到电容器c2s具有与电容器c2相同的电压为止。当cp信号保持在状态b2中时，在此期间cp信号具有5％≤d≤95％的占空比(d)和电源电压vg＝
±
12v，当控制导频正脉冲进入时，电容器c2通过第二检测器电路的电阻器r2放电，且因此电容器c2s通过第二检测器电路44的电阻器r2和r2s放电。
84.然而，当cp信号的状态从状态b2改变为状态a或e/f时，电容器c2s的电压增加并最终达到预编程的阈值电压。当电容器c2s的电压变得大于阈值电压时，接触监控ic 46的唤醒信号输出(wup输出)被触发。接触监控ic 46作为响应向obc控制器36提供唤醒信号以唤醒obc控制器。
85.现在参考图7和图8，继续参考图3和图6，将更详细地描述在由接触监控ic 46执行的轮询序列操作期间电容器c2和c2s的充电过程。
86.图7示出了对应于在轮询序列操作期间电容器c2和c2s的充电过程的曲线图。特别地，图7包括：cp信号与时间的关系曲线121的第一曲线图120a和描绘第一曲线图120a的更长持续时间版本的对应曲线图120b；从接触监控ic 46的in0端口提供的注入电流充电的定时/持续时间的曲线123的第二曲线图122a以及描绘第二曲线图122a的更长持续时间版本的相应曲线图122b；电容器c2的电荷水平与时间的关系曲线125的第三曲线图124a以及描绘第三曲线图124a的更长持续时间版本的相应曲线图124b；电容器c2s的电荷水平与时间的关系曲线127的第四曲线图126a以及描绘第四曲线图126a的更长持续时间版本的对应曲线图126b；以及测量从接触监控ic 46的in23端口传导的电容器c2s的电荷水平的定时/持续时间的曲线129的第五曲线图128a以及描绘第五曲线图128a的更长持续时间版本的对应曲线图128b。
87.图8示出了对应于在轮询序列操作期间电容器c2和c2s的充电过程的附加曲线图。特别地，图8包括：电容器c2的电荷水平与时间的关系曲线131和电容器c2s的电荷水平与时间的关系曲线132的第一曲线图130；周期性注入电流(i
充电
)与时间的关系曲线135的第二曲线图134；电容器c2的电流与时间的关系曲线137的第三曲线图136；以及电容器c2s的电流与时间的关系曲线139的第四曲线图138。
88.参考图7和图8的曲线图，随着连续的in0脉冲，电容器c2充电且然后将电压传送到电容器c2s(一直到相同的电压电平)，直到电容器c2s(在in23评估窗口处)高于(在该状态
变化示例中)所定义的阈值为止。
89.如所述，当obc控制器36在睡眠模式中时，第二cp状态变化检测器电路44的电容器c2和c2s通过接触监控ic 46的in0端口周期性地被充电。接触监控ic 46在电容器c2s几乎不受影响的情况下(电阻器r2s+电容器c2s的电容组合使电容器c2s充电慢得多)使电容器c2完全充电。接触监控ic 46输出电流(i
充电
)，其中大部分通过电容器c2并使电容器c2的电压增加。在电容器c2和c2s之间的电阻器r2s实际上阻止电流(i
充电
)直接流向电容器c2s。一旦接触监控ic 46的电流注入完成，则电容器c2就向电容器c2s逐渐输送能量，直到两个电容器被相等地充电(即，具有相同的电压)为止。只要晶体管s2保持断开，这个序列就被给出。
90.电容器c2s的使用是为了获得状态变化的稳定指示。第一电容器c2可能被噪声更多地影响，但是电容器c2的充电和in23端口的读取也可以在cp信号改变之前完成，而电容器c2仍然被完全充电(参见图7和图8的曲线图)。总之，电容器c2负责从接触监控“获得”能量，而另一个电容器c2s负责“足够缓慢地”充电以通过cp信号振荡被放电。
91.现在参考图9，继续参考图3和6，示出了测量输出90。测量输出90是在obc控制器36睡眠且然后响应于cp信号的状态的变化而被唤醒时被获得的。测量输出90具有cp信号的电压的曲线92、从接触监控ic 46注入到第二检测器电路44的电容器c2和c2s的电流的曲线94、第二检测器电路的电容器c2s的电压的曲线96以及唤醒信号的电压的曲线98。在测量输出90中叠加的是第一定时事件标志(“1”)100、第二定时事件标志(“2”)102、第三定时事件标志(“3”)104和第四定时事件标志(“4”)106。
92.测量输出90指示导致cp唤醒电路38唤醒obc控制器36的按时间顺序的事件。从obc控制器36进入睡眠模式的时刻直到obc控制器响应于来自cp唤醒电路38的唤醒请求而被唤醒，图6所示的轮询序列周期性地发生。如所述，轮询序列涉及接触监控ic 46向第二检测器电路44的电容器cs和c2s注入电流脉冲，然后是电容器c2s的电压的评估。
93.在测量输出90的示例中，前提条件包括在电线组20将obc 18连接到evse 24以及cp信号具有状态b2的情况下obc控制器36在睡眠模式中。一直到第二定时事件标志102，如按照状态b2定义的，cp信号在vg＝
±
12v和(5％≤d≤95％)的情况下切换，如在曲线92中所示的。
94.接触监控ic 46在每个t
poll_time
(64ms)的t
poll_act_time
(128μs)期间将电流(i
充电
)从它的端口in0注入到第二检测器电路44的电容器c2和c2s。第一定时事件标志100、第三定时事件标志104和第四定时事件标志106对应于接触监控ic 46发起到电容器c2和c2s的电流注入。从接触监控ic 46注入到电容器c2和c2s的电流由曲线94表示。所注入的电流给电容器c2和c2s充电。电容c2s的电压由曲线96表示。在电流注入结束之后的短时间内评估接触监控ic 46的端口in23的电压。接触监控ic 46的端口in23的电压是电容器c2s的电压。
95.在第一定时事件100期间，cp信号的状态保持在状态b2中。因此，由于在cp信号中的pwm的存在(即，由于cp信号在vg＝
±
12v和5％≤d≤95％的情况下切换)，在in23被评估时，电容器c2s的电压没有达到预编程的唤醒电压阈值。唤醒电压阈值在测量输出90上被标记为“wk_th2”。例如，在这种情形中，唤醒电压阈值为3.8v。
96.在第二定时事件102处，cp信号的状态从状态b2改变为状态a。如由状态a定义的，cp信号是0v，如在跟随第二定时事件标志102的cp信号的曲线92中所示的。
97.第二定时事件102在接触监控ic 46在第一定时事件100处发起电流注入之后的t
poll_time
(64ms)期间发生。在第一定时事件100之后的t
poll_time
(64ms)到期时(即，在轮询序列完成时)，接触监控ic 46在第三定时事件104处发起对电容器c2和c2s的另一轮电流注入(即，新的轮询序列被发起)。在第三定时事件104期间，在电流注入结束之后的短时间内评估接触监控ic 46的端口in23的电压。在这种情况下，由于cp信号的状态的变化，电容器c2和c2s没有被放电，因此它们的电压增加。此时，提供给电容器c2s的能量不足以越过唤醒电压阈值。电容器c2s被缓慢地充电，并且它在第四定时事件106处的电压已经变得大于电压阈值wk_th2。
98.在第四定时事件106处，接触监控ic 46发起到电容器c2和电容器c2s的另一轮电流注入(即，另一轮询序列被发起)。电容器c2s的电压已经增加到大于唤醒电压阈值。在第四定时事件106期间在电流注入结束之后的短时间内评估接触监控ic 46的端口in23的电压，其为电容器c2s的电压。响应于接触监控ic 46检测到电容器c2s的电压变得大于唤醒电压阈值，接触监控ic生成唤醒信号并将其提供到obc控制器36以唤醒obc控制器。
99.这样描述了第二状态变化检测器电路44(即块2)的运行。在概念上，第一状态变化检测器电路42(即块1)以与第二检测器电路44相同的方式运行。第二检测器电路44被配置为检测cp信号从(i)状态b1或者状态b2到(ii)状态a的状态变化，而第一检测器电路42被配置为检测cp信号从(i)状态a或者状态b2到(ii)状态b1的状态变化。
100.下面的表进一步解释第一状态变化检测器电路42(即块1)和第二状态变化检测器电路44的操作细节：
101.在这个表中描述了每个cp状态对块1和块2电路的影响：
[0102][0103]
在这个表中描述了电容器c2s在每次cp状态变化时的电压的变化(以及阈值如何被“越过(trespassed)”)：
[0104]
[0105][0106]
接触监控ic 46可以被编程为根据取决于cp信号的状态的唤醒需要来调整i
充电
、t
poll_time
和t
poll_act_time
以及多个电压阈值。obc控制器38可以执行接触监控ic 46的这样的编程，并且可以在obc控制器进入睡眠之前这么做。因此，接触监控ic 46的使用允许满足关于唤醒能力、唤醒时间和静态电流的oem要求。
[0107]
唤醒时间和静态电流要求变得更严格。对于ev的充电站的发展在电气化产品中需要添加新的唤醒原因。为此目的，一流的唤醒要求包括在cp信号的任何状态变化下的唤醒、低于200ms的唤醒时间以及低于200μa的静态电流。如在本文所述，cp唤醒电路38借助于状态变化检测器电流源电路来提供简单且成本有效的解决方案以满足一流唤醒要求。特别地，如在本文所述，cp唤醒电路38包括由最小数量的电子部件和接触监控ic 46组成的第一cp状态变化检测器电路42和第二cp状态变化检测器电路44，接触监控ic 46是检测器电路所共有的，以在保持消耗低时提供预期的唤醒。
[0108]
尽管上面描述了示例性实施例，但是意图并不是这些实施例描述本发明的所有可能形式。相反，在说明书中所使用的词是描述而不是限制的词，并且应理解，各种变化可以被做出而不偏离本发明的精神和范围。另外，各种实行的实施例的特征可被组合以形成本发明的另外的实施例。