车载充电器与电动车辆供电设备连接的探测的制作方法_2

文档序号:8240012阅读:来源:国知局
AC输入电力108连接到和不连接到高功率线路106。EVSE38可以具有选择性将高功率线路106连接至AC输入电力108的接触器110。可以通过EVSE控制器112驱动的控制信号154断开并闭合EVSE接触器110。接触器110可以利用继电式接触器或固态装置来实现该功能。控制信号154可以驱动继电器线圈来控制继电器。
[0023]除高功率线路106之外,EVSE38可以经由多个信号线路(116、120)与车辆12进行交互以辅助控制充电处理。该信号线路是在EVSE38的控制模块112和车辆12的控制器114之间提供交互的低功率信号。EVSE控制电路112可以包括能处理输入值并在合适的情况下产生输出信号的微处理器系统。控制器(114、112)可以包括适当的模拟-数字转换电路以测量该信号的电压水平。
[0024]可以监视该信号以确定EVSE连接器40是否连接至充电端口 34。探测连接是重要的,因为这可以提供可以充电的指示并且还可以防止驾驶员在EVSE连接器40连接至车辆12时驾车离开。接近信号116可以定义为充电端口 34和EVSE连接器40之间接合状态的指示。控制器114测量的接近输入116的电压可能基于电路中多个电阻配置而变化。
[0025]除信号连接之外,可以通过EVSE连接器40提供接地连接118。接地连接118可以提供至EVSE38的接地点146的路径。对应的车辆充电端口 34连接可以连接至车辆12的接地连接148。当EVSE连接器40插进充电端口 34时,EVSE接地146和车辆接地148可以处于相同水平。共用接地146允许两个控制器确定相同水平的信号线路(120、116)电压。
[0026]在控制器114处输入的接近探测输入116的电压随通过EVSE连接器40和车辆充电端口 34中的电阻值建立的分压器网络的函数而变化。在未连接状况下,接近信号116的电压可以是由R4(124)和R5(126)组成的分压器电路相对车辆接地148的结果。在控制器114处测量的近似电压可能是5V*(R5/(R5+R4))。处于该水平的电压可以指示充电端口 34和EVSE38之间的分离。
[0027]当EVSE连接器40安装在充电端口 34中并且管脚接触时,电阻R6(128)以及R7(132)和电阻R5(126)并联。这改变分压器网络并且改变在接近探测输入116处测量的电压。EVSE连接器40可以具有运转开关S3 (130)的按钮或闭锁。当插入或取出EVSE连接器40时按钮或闭锁可以改变开关S3 (130)的状态。如果开关S3 (130)是断开的,则R6(128)和R7(132)的串联组合将与R5 (126)并联。如果开关S3 (130)闭合,则R6 (128)将与R5(126)并联。每种情况下,通过控制器114测量的电压的水平将改变。通过测量接近检测管脚116的电压,车辆控制器114可以确定EVSE连接器40是否连接以及开关S3 (130)的状态。总之,当充电连接器40未连接时、当充电连接器40连接而开关S3 (130)断开时以及当充电连接器40连接而开关S3 (130)闭合时控制器114可以读取不同的电压值。
[0028]可以存在先导控制信号120。SAE标准定义了先导控制信号120的行为。先导信号120用于控制充电处理。预期车辆12和EVSE38监视先导信号120并根据该信号的状态进行响应。EVSE控制器112可以根据充电状态使先导信号120连接到+12V、-12V的输出值或者脉冲宽度调整(PWM)输出。当EVSE连接器40与充电端口 34分离时,EVSE控制器112可以将先导信号120管脚连接至+12V。当连接器40与充电端口 34分离时,由于先导信号120通过电池R3 (138)连接至车辆接地148,因此车辆控制器114可以测量接近零电压(zero volt)的值。通过车辆控制器114测量的接近零电压的先导信号120可以指示EVSE连接器40和充电端口 34之间的分离状态并且可以代表默认的车辆先导信号120。
[0029]一旦EVSE连接器40接合在车辆充电端口 34中,从EVSE控制器112产生的+12V可以被提供至车辆先导信号电路。当连接器40接合并连接至充电端口 34时,可以通过电阻Rl (134)和R3(138)形成的分压器相对于接地146定义连接器处的先导信号120电压。产生的电压可以向辆控制器114和EVSE控制器112指示连接器40连接至充电端口 34并且代表有效的先导信号120。在正常状况下,接近探测信号116可以指示相同的接合状态。
[0030]响应于连接已经建立,车辆器114可以闭合开关S2(140)使电阻R2(136)与电阻R3(138)并联。开关S2(140)通常可以是断开的。可以通过车辆控制器114经由控制信号158控制开关S2 (140)。开关S2(140)可以是继电式或固态开关器件。车辆控制器114如果确定车辆12准备好从EVSE38接收能量则可以闭合开关S2(140)。闭合开关S2(140)的条件可以是车辆处于适当的非推进状态。该条件可以包括处于泊车状况或处于零车速。闭合开关S2 (140)通过使电阻R2 (136)与电阻R3 (138)并联来改变通过Rl (134)和R3(138)形成的分压器并且可以改变先导信号120的电压水平。控制器(112,114)可监视先导控制120电压水平以基于该电压测量确定先导信号120的当前状态。
[0031]一旦确定车辆12准备好从EVSE38接收能量,EVSE控制器112可以向先导线路120提供具有定义频率的PWM信号。PWM信号的占空比可以与EVSE38能提供的电流量成比例。当PWM信号的频率和占空比在预定极限内时可以认为先导信号120是有效的。一旦车辆12准备好从EVSE38接收能量,可以闭合用于提供电力至车辆12的接触器110。J1772标准定义了握手和信号状态改变正时。
[0032]作为诊断功能的一部分,车辆12可以监视高功率线路106和低功率信号线路116、120。当探测到线路中一个线路的错误状况时,可以停止充电。对于低功率信号有多个错误源。EVSE连接器40可能没有适当地接合或连接至充电端口 34导致管脚之间的接触不好。EVSE连接器40的管脚可能弯曲或损坏并且与充电端口 34中关联的凹槽不能正确连接。低功率信号可能在连接器40、EVSE38、充电端口 34内或车辆12的其它地方短路。此外,开关(130,140)可能卡在断开或闭合位置。错误状况可能是由于磨损、寿命或其它缺陷。在正常运转期间,所有信号可以提供用于连接的一致接合状态。当一个或多个信号不正确时还可以推断接合状态。
[0033]车辆控制器114的重要确定是探测EVSE连接器40何时接合到充电端口 34以确定何时可以从EVSE38取用电力。该确定可以考虑比如安全和充电时间最大化之类的因素。例如,为了使有效充电最大化,如果通过可用信号可以确定连接状态则可能希望存在较少信号问题时允许充电。此外,当这些信号中的任何信号指示充电连接器40连接至车辆12时可能希望防止驾驶车辆12。
[0034]车辆控制器114可以确定EVSE38何时连接至车辆12。控制器114可以从包括开关S3(130)的状态的接近探测信号116确定连接器接合状态。当探测到接近信号116时无论开关S3 (130)的状态如何控制器114可以确定EVSE连接器40是接合的。此外,当探测到高功率线路106上的电压时无论接近信号116的状态如何控制器114可以确定充电插头40是连接的。当探测到有效的先导信号120时控制器114可以探测EVSE连接器40是接合的。理论上,所有信号应该指示相同的连接状态。然而,在实践中,有可能一个或多个信号可以指示不同状态或者可能没有运转。为了使有效充电最大化并且为了防止驾驶离开,可能希望一些信号存在不确定性时允许充电。
[0035]接近探测输入导体116可以指示充电端口 34和EVSE连接器40之间的接合状态。在接近探测输入116的正常运转期间,当EVSE连接器40插入充电端口 34中时将探测到连接。假如接近探测输入116没有正确地运转,接近探测输入116可以指示EVSE连接器40和充电端口 34之间当前接合状态的无效状态。例如,当EVSE连接器40接合在充电端口 34中时由于管脚弯曲,接近探测输入116可能不改变电压。可以通过存在有效的先导控制信号120或者通过充电器32处存在AC电压106来确定充电端口 34和EVSE连接器40之间的接合状态。在探测到用于接合状态的无效接近信号的事件中,控制器114可以阻止车辆的驾驶并且还可以允许牵引电池14的充电。
[0036]控制器114可以通过多种方式阻止车辆的驾驶。可以将信号通信至变速器控制器以禁止换挡来防止驾驶员将挡位换出车辆的泊车挡。可以将推进停用信号通信至发动机控制器和电机控制器以禁止发动机和电机的运转从而可以不产生推进扭矩。此外,控制器可以在显示器150上输出指示符以向驾驶员提供连接器40与充电端口 34接合的反馈。
[0037]接近探测输入信号116可以基于接近输入信号116电压和开关S3(130)的状态来指示接合状态。当接近探测输入信号116的电压处于通过由电阻R4(124)和R5(126)形成的分压器定义的水平时可以探测到指示分离的状态。当电压处于电阻R4(124)以及R5(126)和R6(128)的并联组合形成的分压器定义的水平时可以探测到指示接合且开关S3 (130)闭合的状态。当电压处于通过电阻R4 (124)以及电阻R5 (126)与电阻R6 (128)和R7(132)的总和的并联组合形成的分压器定义的水平时可以探测到指示接合且开关S3 (130)断开的状态。当测量的电压不接近其它电压状态中的任何者(例如接地短路或电源短路)时可以探测到不确定状态。不确定状态可以认为指示分离否则会在没有连接器实际接合时认为存在阻止驾驶车辆的永久连接。在不确定状态中,可以经由有效的先导信号120确定接合状态。不确定状态可以存储诊断代码以指示接近信号的错误状态。此外,可以从先导信号120的状态进一步确定接合状态。对于每个状态,通过接近探测输入116确
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