车辆充电器及其控制电源的方法与流程

本公开涉及车辆充电器及其控制电源的方法，当车辆的发动机失速时该车辆充电器控制充电器的控制电源的接通/关断从而给电池充电。

背景技术：

当用于充电的电动车供电设备(EVSE：electric vehicle supply equipment)的连接器在车辆发动机失速的状态下与车辆充电器连接时，该车辆充电器的控制电源需要被接通。特别是，利用作为电池的充电标准的SAE J1772TM(SAE Electric Vehicle and Plug in Hybrid Electric Vehicle Conductive Charge Couple：SAE电动车和插电式混合动力电动车导电充电接口)标准提出的控制导频(CP：control pilot)信号接通/关断控制电源。

在现有技术中已知的系统实现简单的接通/关断功能。然而，此种系统在配置附加功能或改变标准上有困难。特别是，在现有技术中各种操作要求被定义从而添加预留充电功能，甚至在输入异常条件期间，也需要定义各种操作条件，但是通过现有典型方法定义操作条件有困难。

技术实现要素：

本公开提供了车辆充电器及其控制电源的方法，当车辆发动机失速时，该车辆充电器基于控制导频信号和充电模式控制输入调整车辆充电器的控制电源从而给电池充电。

根据本公开的示例性实施例，一种从电动车供电设备接收电力给安装在车辆内的电池充电的车辆充电器，其包括：充电控制器，其配置成操作所述车辆充电器的充电模式；主电源供应器，其配置成给所述 充电控制器供应主电源；辅助电源供应器，其配置成响应于接收到由所述电动车供电设备生成的控制导频信号，供应电池电源作为辅助电源；以及电源控制器，其配置成检测所述控制导频信号，且基于关于所检测到的控制导频信号和从所述充电控制器输出的充电模式控制信号的状态信息，接通和关断所述主电源和所述辅助电源。

所述充电模式控制信号可以包括预约模式进入信号和关断模式进入信号。所述状态信息可以包括是否检测到所述控制导频信号和信号类型。所述信号类型可以包括恒压信号和脉冲宽度调制(PWM：pulse width modulation)信号。

所述电源控制器可以包括：控制导频检测器，其配置成检测所述控制导频信号和基于信号类型输出关于所述控制导频信号的状态信息；以及接通/关断控制器，其配置成当由所述辅助电源接通时进入就绪状态，且在所述就绪状态基于所述状态信息和所述充电模式控制信号进入下一个状态，从而基于对应状态输出主电源控制信号和辅助电源控制信号。

所述接通/关断控制器可以配置成当进入就绪状态时，启用(enable)所述主电源供应器和所述辅助电源供应器。当所述控制导频信号的输入是在所述就绪状态且所述接通/关断控制器从所述充电控制器接收到预约模式进入信号时，所述接通/关断控制器可以过渡到预约状态从而禁用(disable)所述主电源供应器。当在所述预约状态检测到恒压控制导频信号时，所述接通/关断控制器可以配置成维持所述预约状态。

另外，当在所述预约状态检测到的所述控制导频信号是脉冲宽度调制(PWM)信号时，所述接通/关断控制器可以过渡到所述就绪状态从而接通所述主电源和所述辅助电源。当在所述预约状态没有检测到所述控制导频信号时，所述接通/关断控制器可以过渡到关断状态从而关断所述主电源和所述辅助电源。当在所述就绪状态没有所述控制导频信号输入且所述接通/关断控制器从所述充电控制器接收到关断模式进入信号时，所述接通/关断控制器可以过渡到关断状态从而关断所述主电源和所述辅助电源。另外，当在所述就绪状态没有所述控制导频信号输入且发动机在关断状态时，所述接通/关断控制器可以过渡到所述关 断状态从而关断所述主电源和所述辅助电源。

根据本发明的示例性实施例，一种用于控制车辆充电器的电源的方法，可以包括以下步骤：当电源接通时使接通/关断控制器进入就绪状态；在所述就绪状态接收充电模式控制信号和关于控制导频信号的状态信息；基于所述充电模式控制信号和所述状态信息确定下一个状态；以及基于对应状态进入所述下一个状态从而输出电源控制信号。

具体而言，所述下一个状态可以确定为选自如下状态的任一者：所述就绪状态、预约状态、和关断状态。另外，当所述下一个状态是所述就绪状态时，接通/关断控制器可以进入所述就绪状态从而接通主电源和辅助电源。当所述控制器进入所述预约状态时，可以关断主电源，接通辅助电源。另外，当所述控制器进入所述关断状态时，可以关断主电源和辅助电源。

附图说明

本公开的上述和其它目的、特征和优点在与附图结合的以下详细描述中将更明显。

图1是根据本公开的示例性实施例的车辆充电系统的示例性方框配置图；

图2是根据本公开的示例性实施例的图1示出的电源控制器的示例性方框配置图；

图3是根据本公开的示例性实施例的用于控制车辆充电器的电源的方法的示例性流程图；

图4是根据本公开的示例性实施例的接通/关断控制器的示例性状态过渡图；以及

图5是根据本公开的示例性实施例示出在预留充电期间的充电器的电源控制示例性图。

附图标记说明

10：进入关断模式

11：进入预约模式

100：电动车供电设备

210：电源控制器

211：CP检测器

212：接通/关断控制器

213：时钟发生器

220：主电源供应器

230：辅助电源供应器

240：充电控制器

具体实施方式

应理解，本文使用的术语“车辆”(vehicle)或“车辆的”(vehicular)或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)在内的乘用车、公交车、卡车、各种商务车、包括各种船只和船舶的水运工具、飞行器等等，并且包括混合动力车辆、电动车、插入式混合电动车、氢动力车辆、燃料电池车辆和其它代用燃料车辆(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。本文所使用的混合动力车是具有两种以上动力源的车辆，比如汽油动力和电动力的车辆。

虽然示例性实施例被描述为使用多个单元执行示例性进程，但是应该理解示例性进程也可以由一个或多个模块执行。此外，应该理解术语“控制器/控制单元”是指包括存储器和处理器的硬件装置。该存储器配置为存储上述模块，而处理器具体配置为执行上述模块，以便执行下面进一步描述的一个或多个进程。

此外，本发明的控制逻辑也可具体化为计算机可读介质上的非瞬时性计算机可读介质，该计算机可读介质包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的例子包括但不限于ROM、RAM、CD-ROM(只读光盘)，磁带、软盘、闪盘(flash drive)、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可分布在连接网络(network coupled)的计算机系统中，以便例如通过远程服务器(telematics server)或控制器局域网(CAN：Controller Area Network)以分布形式存储和执行计算机可读介质。

本文使用的术语仅仅是为了说明示例性实施方式的目的而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种(a、an和the)” 也意在包括复数形式，除非上下文中清楚指明。还可以理解的是，在说明书中使用的术语“包括(comprises和/或comprising)”是指存在所述特征、整数(Integer，整体)、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。

如本文所使用的，除非特别声明或从上下文中明显看出，术语“约(about)”应理解为处于本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准差内。“大约”可理解为在标注值(stated value)的10％，9％，8％，7％，6％，5％，4％，3％，2％，1％，0.5％，0.1％，0.05％，或0.01％内。除非从上下文中另外明确地看出，否则本文所提供的所有数值被术语“大约”修饰(限制)。

下面，参考附图详细描述本公开的示例性实施例。

图1是根据本公开的示例性实施例的车辆充电系统的示例性方框配置图。参考图1，车辆充电系统可包括电动车供电设备100和车辆充电器200。

电动车供电设备(EVSE)100可通过连接器与车辆充电器200连接，且电动车供电设备可配置成给电池充电(未示出)，该电池利用车辆充电器200供应车辆的驱动电源。电动车供电设备100可配置成生成控制导频(CP)信号。控制导频信号可以以12V恒压、9V恒压、9V脉冲宽度调制(PWM)、6V PWM等的形式生成。车辆充电器200作为车载充电器(OBC)安装在车辆内，并可包括电源控制器210、主电源供应器220、辅助电源供应器230、和充电控制器240。

电源控制器210可配置成当电动车发动机失速时检测从电动车供电设备100传输来的控制导频信号，且可配置成基于检测到的控制导频信号调整车辆充电器200的控制电源的供应被切断。换言之，电源控制器210可配置成监测控制导频信号并基于控制导频信号的状态信息调整车辆充电器200的控制电源。

电源控制器210可以以可编程器件，例如复杂可编程逻辑器件(CPLD：complex programmable logic device)和现场可编程门阵列(FPGA：field programmable gate array)实施。同样地，根据本公开的 示例性实施例的电源控制器210可以以软件形式实施，因此在实现附加功能时，无需增加成本就能实现电源控制器210，由此节约了成本。

作为控制电源，主电源供应器220可配置成基于电源控制器210的控制将从配置在车辆内的电池(例如，高电压电池)输出的电池电源(B+)供应到充电控制器240或从其切断。响应于接收到从电动车供电设备100生成的控制导频信号，辅助电源供应器230可配置成向电源控制器210供应从电池供应来的电源(B+)。换言之，响应于感测到CP信号的输入，辅助电源供应器230可被接通而启用电源控制器210。

充电控制器240可配置成操作车辆充电器200。换言之，充电控制器240可配置成通过主电源供应器220接收控制电源(例如，主电源)从而执行电池的充电。充电控制器240可配置成基于充电模式(例如，预约模式、待机模式、充电模式等)生成并输出控制信号。具体来说，充电模式控制信号可包括预约模式进入信号和关断模式进入信号。

图2是图1示出的电源控制器210的示例性方框配置图。如图2所示，电源控制器210可包括恒定功率(CP)检测器211、接通/关断控制器212、和时钟发生器213。

当电动车供电设备100利用接口与车辆充电器200连接时，CP检测器211可配置成监测由电动车供电设备100生成的CP信号。另外，CP检测器211可配置成生成并输出关于检测到的CP信号的状态信息。具体地，状态信息可包括关于是否检测到CP信号(S1)的信息和信号类型S2，其中信号类型可包括恒压(例如，直流电(DC))信号和脉冲宽度调制(PWM)信号。同时，该状态信息可以是CP信号的信号电平信息且可包括关于持续设定时段地是否检测到高电平的CP信号(S1)和是否检测到低电平的CP信号(S2)的信息。

CP检测器211可进一步配置成确认持续设定时段地(例如，定义的时段(例如，大约1ms))接收到的CP信号的信号电平，并基于确认结果通过把CP信号分成高电平信号和低电平信号来对CP信号进行计数。CP检测器211可配置成确认高电平信号的计数数是否在参考 范围内。响应于确认高电平信号的计数数在参考范围内，CP检测器211可配置成生成表示CP信号检测和PWM信号的状态信息(S1S2＝“11”)。换言之，CP检测器211可配置成输出表示PWM类型的CP信号检测的状态信息。

同时，响应于确认当高电平信号的计数数超过参考范围的上限阈值时，CP检测器211可配置成生成表示CP信号检测和恒压信号的状态信息(S1S2＝“10”)。换言之，CP检测器211可配置成输出表示恒压的CP信号检测的状态消息。

另外，响应于确认高电平信号的计数数小于参考范围的下限阈值，CP检测器211可配置成确定出没有检测到CP信号，从而生成与其对应的状态信息(S1S2＝“00”或“01”)。CP检测器211可配置成持续设定时间地确认CP信号的信号电平，并基于信号电平通过把CP信号分成高电平信号和低电平信号，对CP信号进行计数。CP检测器211也可配置成确认高电平信号和低电平信号的计数数是否等于或大于阈值，且基于确认结果生成并输出是否检测到高电平CP信号和低电平CP信号，作为状态信息。

接通/关断控制器212可配置成基于从CP检测器211和充电控制器240输出的CP信号的状态信息和充电模式控制信号，分别向主电源供应器220和辅助电源供应器230传输主电源控制信号和辅助电源控制信号。换言之，接通/关断控制器212可配置成执行充电控制器240的操作。时钟发生器213可配置成生成第一频率和第二频率的时钟信号。当辅助电源接通时电源控制器210可与时钟信号同步。具体来说，第一频率和第二频率可以是约100kHz和500Hz。

图3是根据本公开的示例性实施例的用于控制车辆充电器电源的方法的示例性流程图。当电源接通时电源控制器210可配置成进入就绪状态(S11)。当电动车供电设备100与车辆充电器200连接时，电动车供电设备100可配置成生成CP信号。响应于感测到CP信号的生成，车辆充电器200的辅助电源供应器230可配置成作为辅助电源向电源控制器210供应电池电源(B+)。换言之，当由辅助电源供应器230供应电源时电源控制器210的接通/关断控制器210可配置成进入就绪状态。

电源控制器210的接通/关断控制器212可配置成在就绪状态下接收从CP检测器211输出的CP信号的状态信息和从充电控制器210输入的充电模式控制信号(S12)。具体来说，CP信号的状态信息可包括是否输入CP信号和CP信号的类型(例如，恒压信号或PWM信号)，以及充电模式控制信号可包括预约模式进入信号和关断模式进入信号。

基于关于CP信号和充电模式控制信号的状态信息，接通/关断控制器212可配置成确定下一个状态(S13)。具体来说，下一个状态可确定为就绪状态、预约状态、和关断状态中的任一者。基于对应状态，接通/关断控制器212可进一步配置成进入确定的下一个状态从而输出分别用于主电源和辅助电源的接通/关断控制的控制信号(S14)。换言之，接通/关断控制器212可配置成分别生成并输出主电源控制信号S3和辅助电源控制信号S4。主电源供应器220和辅助电源供应器230可配置成当控制信号是启用信号时接通对应电源，并当控制信号是禁用信号时关断对应电源。

图4是根据本公开的示例性实施例的接通/关断控制器的示例性状态过渡图。当电源接通时，接通/关断控制器212可配置成进入就绪状态(S21)。另外，接通/关断控制器212可配置成输出用于启用主电源供应器220和辅助电源供应器230的控制信号。换言之，接通/关断控制器212可配置成生成并输出主电源控制信号“1”和辅助电源控制信号“1”。充电控制器240可配置成确定接通/关断控制器212是否进入预约模式。

另外，当CP信号的输入是在就绪状态时，接通/关断控制器212可配置成确定下一个状态为预约状态。此外，接通/关断控制器212可从就绪状态过渡到预约状态从而关断主电源且维持辅助电源在接通状态。具体来说，接通/关断控制器212可配置成当检测到的CP信号是恒压信号时连续不断地维持预约状态。

另外，当在预约状态检测到的CP信号是PWM信号时，接通/关断控制器212可配置成确定下一个状态为就绪状态，从而从预约状态过渡到就绪状态。接通/关断控制器212可配置成进入就绪状态从而接通主电源和辅助电源。另外，当在预约状态没有检测到CP信号时接通/ 关断控制器212可配置成确定下一个状态为关断状态，并因此可配置成进入关断状态。当进入关断状态时，接通/关断控制器212可配置成关断主电源和辅助电源两者。

当充电模式控制信号是关断模式进入信号时，接通/关断控制器212可配置成在就绪状态检测CP信号且可过渡到关断状态，从而关断主电源和辅助电源两者。另外，当在就绪状态没有CP信号输入且车辆的发动机处于停机状态时(例如，IG 3＝“0”)，接通/关断控制器212可配置成关断主电源和辅助电源两者。

图5是根据本公开的示例性实施例示出在预留充电期间的充电器的电源控制示例性图。首先，当电动车供电设备100与车辆充电器200连接时，车辆充电器200的辅助电源供应器230可配置成感测该连接从而向电源控制器210供电。响应于利用CP检测器211检测到恒压(例如，大约12V DC)的CP信号，电源控制器210的接通/关断控制器212可配置成操作主电源供应器220向充电控制器240供应主电源。具体来说，当供应主电源(例如，控制电源)的时候，充电控制器240可配置成确定其是否进入预约模式。另外，当持续预定时间或更长时间地输入恒压CP信号时，充电控制器240可配置成进入预约模式并等待。

响应于检测到CP信号并从充电控制器240接收到预约模式进入信号，接通/关断控制器212可配置成进入预约状态从而关断主电源。响应于利用CP检测器211检测到PWM类型的CP信号，接通/关断控制器212可从预约状态过渡到就绪状态从而接通主电源和辅助电源。具体地，充电控制器240可配置成进入充电模式。

如上文描述，根据本公开的示例性实施例，当车辆发动机失速时基于控制导频信号和充电模式，可以调整车辆充电器的控制电源控制输入从而给电池充电。