УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЗАРЯДКОЙ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2011 года по МПК H02J7/14 B60L11/12 B60W10/08 B60W10/26 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству управления зарядкой транспортного средства и к транспортному средству. В частности, настоящее изобретение относится к устройству управления зарядкой для транспортного средства и транспортному средству, выполненному с возможностью зарядки устройства накопления энергии для приведения в движение транспортного средства от источника энергии, внешнего для транспортного средства.

Предшествующий уровень техники

В последние годы электромобиль, гибридное транспортное средство, транспортное средство на топливных элементах и т.п. привлекают внимание как безвредные для окружающей среды транспортные средства. В этих транспортных средствах устанавливается электродвигатель, который создает движущую силу для движения, а также устройство накопления энергии, которое накапливает электроэнергию, подаваемую в электродвигатель. Гибридное транспортное средство дополнительно имеет установленный двигатель внутреннего сгорания в качестве источника энергии, вместе с электродвигателем. Транспортное средство на топливных элементах имеет установленный топливный элемент в качестве источника энергии постоянного тока для приведения в движение транспортного средства.

Из этих транспортных средств известно транспортное средство, в котором установленное в транспортном средстве устройство накопления энергии для приведения в движение транспортного средства может заряжаться от источника энергии в жилых домах. Например, штепсельная розетка источника энергии, предоставленная дома, подключается к порту зарядки, предоставленному в транспортном средстве, посредством использования зарядного кабеля, так что электроэнергия подается от источника энергии в жилых домах в устройство накопления энергии. Следует отметить, что транспортное средство, в котором установленное устройство накопления энергии может заряжаться от источника энергии, внешнего для транспортного средства, также упоминается далее как "включаемое в сеть транспортное средство".

Стандарт для транспортного средства со штепсельным соединением установлен в "SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler" (непатентный документ 1) в США и в "Electric Vehicle Conductive Charging System, General Requirements" (непатентный документ 2) в Японии.

В "SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler" и "Electric Vehicle Conductive Charging System, General Requirements" стандарт для управляющего пилотного сигнала задан в качестве примера. Управляющий пилотный сигнал задается как линия управления, которая соединяет, через схему управления на стороне транспортного средства, землю транспортного средства и схему управления EVSE (оборудование для энергоснабжения транспортного средства) для подачи электроэнергии от электросети, доступной для пользователя, в транспортное средство. На основе пилотного сигнала, передаваемого через эту линию управления, состояния подключения зарядного кабеля, то есть подается или нет электроэнергия из источника энергии в транспортное средство, определяются номинальный ток EVSE и т.п.

Патентный документ 1: Выложен патент Японии 9-161882;

Непатентный документ 1: "SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler", (США), SAE Standards, SAE International, ноябрь 2001 года;

Непатентный документ 2: "Electric Vehicle Conductive Charging System, General Requirements", Japan Electric Vehicle Association Standard (Japan Electric Vehicle Standard), 29 марта 2001 года.

Тем не менее, "SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler" и "Electric Vehicle Conductive Charging System, General Requirements" не задают конкретно подробности технологии детектирования разрыва в линии управления, через которую передается пилотный сигнал. Например, на основе только простого факта, что потенциал линии управления находится на уровне земли, невозможно отличить, означает это разрыв в линии управления, прерывание подачи питания, извлечение зарядного кабеля из выходного разъема и т.п.

Как описано выше, пилотный сигнал является существенным для управления зарядкой транспортного средства со штепсельным соединением, и детектирование нарушения в работе в пилотном сигнале, в частности детектирование разрыва в линии управления, через которую передается пилотный сигнал, чрезвычайно важно в транспортном средстве со штепсельным соединением.

Краткое изложение существа изобретения

Таким образом, настоящее изобретение предназначено для решения вышеуказанных проблем. Задача изобретения состоит в создании устройства управления зарядкой для транспортного средства, способного детектировать разрыв в линии управления, через которую передается пилотный сигнал.

Другая задача настоящего изобретения заключается в создании транспортного средства, способного детектировать разрыв в линии управления, через которую передается пилотный сигнал.

Согласно настоящему изобретению устройство управления зарядкой для транспортного средства выполнено с возможностью обеспечить зарядку установленного в транспортном средстве устройства накопления энергии для приведения в движение транспортного средства от источника энергии, внешнего для транспортного средства, включающее в себя: EVSE-контроллер; схему сопротивления и схему соединения. EVSE-контроллер предоставляется вне транспортного средства и сконфигурирован с возможностью формирования пилотного сигнала (пилотного сигнала CPLT), ширина импульса которого модулируется на основе абсолютной величины номинального тока, который может подаваться в транспортное средство через зарядный кабель для подачи электроэнергии в транспортное средство от источника энергии, внешнего для транспортного средства, и отправки пилотного сигнала в транспортное средство. Схема сопротивления устанавливается в транспортном средстве, подключена к линии управляющих пилотных сигналов, через которую пилотный сигнал от EVSE-контроллера передается, и сконфигурирована с возможностью ступенчатого изменения потенциала пилотного сигнала. Схема соединения устанавливается в транспортном средстве и сконфигурирована с возможностью электрического подключения управляющей пилотной линии к земле транспортного средства.

Предпочтительно устройство управления зарядкой для транспортного средства дополнительно включает в себя входной разъем транспортного средства. Входной разъем транспортного средства предоставлен в транспортном средстве и сконфигурирован с возможностью соединения с зарядным кабелем. Схема соединения сконфигурирована с возможностью электрического подключения к земле транспортного средства контактного зажима, который принимает пилотный сигнал от EVSE-контроллера во входном разъеме транспортного средства.

Более предпочтительно схема соединения включает в себя разветвленную линию и переключатель. Разветвленная линия ответвляется от части, соединяющей контактный зажим и управляющую пилотную линию во входном разъеме транспортного средства. Переключатель подключается между разветвленной линией и землей транспортного средства.

Предпочтительно устройство управления зарядкой для транспортного средства дополнительно включает в себя: входной разъем транспортного средства; схему формирования напряжения и устройство детектирования разрыва. Входной разъем транспортного средства предоставлен в транспортном средстве и сконфигурирован с возможностью соединения с зарядным кабелем. Схема формирования напряжения сконфигурирована с возможностью формирования напряжения в управляющей пилотной линии. Устройство детектирования разрыва детектирует разрыв в управляющей пилотной линии на основе того, возникает или нет изменение электрического потенциала управляющей пилотной линии, когда схема соединения электрически подключает управляющую пилотную линию к земле транспортного средства, в случае если зарядный кабель не подключен к входному разъему транспортного средства.

Более предпочтительно устройство управления зарядкой для транспортного средства дополнительно включает в себя: схему формирования сигнала подключения; устройство детектирования открытия/закрытия; и устройство детектирования скорости транспортного средства. Схема формирования сигналов подключения выполнена с возможностью формирования сигнала подключения (сигнала PISW подключения кабеля), указывающего подключение между зарядным кабелем и транспортным средством. Устройство детектирования открытия/закрытия детектирует открытое или закрытое состояние крышки входного разъема транспортного средства. Устройство детектирования скорости транспортного средства детектирует скорость транспортного средства. Устройство детектирования разрыва определяет то, подключен или нет зарядный кабель к входному разъему транспортного средства, на основе, по меньшей мере, одного из сигнала подключения и каждого сигнала детектирования из устройства детектирования открытия/закрытия и устройства детектирования скорости транспортного средства, и детектирует разрыв в управляющей пилотной линии при определении того, что зарядный кабель не подключен к входному разъему транспортного средства.

Согласно настоящему изобретению предложено также транспортное средство, сконфигурированное с возможностью зарядки устройства накопления энергии для приведения в движение транспортного средства от источника энергии, внешнего для транспортного средства, включающее в себя: управляющую пилотную линию; схему сопротивления и схему соединения. Управляющая пилотная линия выполнена с возможностью передачи пилотного сигнала (пилотного сигнала CPLT), ширина импульса которого модулируется на основе абсолютной величины номинального тока, который может подаваться в транспортное средство через зарядный кабель для подачи электроэнергии от источника энергии в транспортное средство. Схема сопротивления подключается к управляющей пилотной линии и выполнена с возможностью ступенчатого изменения потенциала пилотного сигнала. Схема соединения выполнена с возможностью электрического подключения управляющей пилотной линии к земле транспортного средства.

Предпочтительно транспортное средство дополнительно включает в себя входной разъем транспортного средства. Входной разъем транспортного средства выполнен с возможностью соединения с зарядным кабелем. Схема соединения выполнена с возможностью электрического подключения к земле транспортного средства контактного зажима, который принимает пилотный сигнал извне транспортного средства во входном разъеме транспортного средства.

Более предпочтительно схема соединения включает в себя разветвленную линию и переключатель. Разветвленная линия разветвляется от части, соединяющей контактный зажим и управляющую пилотную линию во входном разъеме транспортного средства. Переключатель подключается между разветвленной линией и землей транспортного средства.

Предпочтительно транспортное средство дополнительно включает в себя: входной разъем транспортного средства; схему формирования напряжения и устройство детектирования разрыва. Входной разъем транспортного средства выполнен с возможностью соединения с зарядным кабелем. Схема формирования напряжения выполнена с возможностью формирования напряжения в управляющей пилотной линии. Устройство детектирования разрыва определяет разрыв в управляющей пилотной линии на основе того, возникает или нет изменение потенциала управляющей пилотной линии, когда схема соединения электрически подключает управляющую пилотную линию к земле транспортного средства, в случае если зарядный кабель не подключен к входному разъему транспортного средства.

Более предпочтительно гибридное транспортное средство дополнительно включает в себя: устройство детектирования открытия/закрытия и устройство детектирования скорости транспортного средства. Устройство детектирования открытия/закрытия детектирует открытое или закрытое состояние крышки входного разъема транспортного средства. Устройство детектирования скорости транспортного средства детектирует скорость транспортного средства. Устройство детектирования разрыва определяет, подключен или нет зарядный кабель к входному разъему транспортного средства, на основе, по меньшей мере, одного из сигнала подключения (сигнала PISW подключения кабеля), указывающего подключение между зарядным кабелем и транспортным средством, а также каждого сигнала детектирования из устройства детектирования открытия/закрытия и устройства детектирования скорости транспортного средства и детектирует разрыв в управляющей пилотной линии посредством определения того, что зарядный кабель не подключен к входному разъему транспортного средства.

Предпочтительно транспортное средство дополнительно включает в себя зарядное устройство для преобразования электроэнергии, подаваемой от источника энергии, внешнего для транспортного средства, к уровню напряжения устройства накопления энергии и для зарядки устройства накопления энергии.

Преимущества

Согласно настоящему изобретению, поскольку схема соединения выполнена с возможностью электрического подключения управляющей пилотной линии, через которую передается пилотный сигнал, к земле транспортного средства, разрыв в управляющей пилотной линии может детектироваться на основе того, возникает или нет изменение потенциала управляющей пилотной линии, когда схема соединения электрически подключает управляющую пилотную линию к земле транспортного средства.

Помимо этого, согласно настоящему изобретению в ходе зарядки устройства накопления энергии от источника энергии, внешнего для транспортного средства, схема соединения устанавливается в неподключенное состояние, и, тем самым, уровень напряжения пилотного сигнала не изменяется. Когда зарядный кабель не подключен к входному разъему транспортного средства, схема соединения устанавливается в подключенное состояние, и, тем самым, разрыв в управляющей пилотной линии может детектироваться.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - общая блок-схема включаемого в сеть гибридного транспортного средства, показанного в качестве примера транспортного средства, к которому применяется устройство активации системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 иллюстрирует коллинеарную схему устройства деления энергии;

фиг.3 - схема общей конфигурации электрической системы во включаемом в сеть гибридном транспортном средстве, показанном на фиг.1;

фиг.4 - принципиальная схема конфигурации блока, связанного с механизмом зарядки электрической системы, показанной на фиг.3;

фиг.5 - форма волны пилотного сигнала, формируемого посредством EVSE-контроллера, показанного на фиг.4;

фиг.6 - механизм зарядки, показанный на фиг.4;

фиг.7 - конфигурация входного контактного зажима для пилотного сигнала во входном разъеме для зарядки, показанном на фиг.6;

фиг.8 - временная диаграмма пилотного сигнала и переключателя, когда зарядка начинается;

фиг.9 - временная диаграмма пилотного сигнала и переключателя во время детектирования разрыва в управляющей пилотной линии;

фиг.10 - эквивалентная нуль-фазная схема первого и второго инверторов, а также первого и второго МГ (мотор-генератора), показанных на фиг.3;

фиг.11 - схема общей конфигурации электрической системы во включаемом в сеть гибридном транспортном средстве, в котором установлено зарядное устройство, предназначенное для зарядки устройства накопления энергии от источника энергии;

фиг.12 - принципиальная схема конфигурации блока, связанного с механизмом зарядки электрической системы, показанной на фиг.11.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения подробно описываются ниже со ссылками на чертежи.

На фиг.1 показана блок-схема включаемого в сеть гибридного транспортного средства, показанного в качестве примера транспортного средства, к которому применяется устройство управления зарядкой согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Гибридное транспортное средство со штепсельным соединением включает в себя двигатель 100, первый МГ (мотор-генератор) 110, второй МГ 120, устройство 130 деления энергии, редуктор 140, устройство 150 накопления энергии, ведущее колесо 160 и ЭБУ 170.

Двигатель 100, первый МГ 110 и второй МГ 120 соединены с устройством 130 деления энергии. Включаемое в сеть гибридное транспортное средство движется посредством использования движущей силы, по меньшей мере, из одного из двигателя 100 и второго МГ 120. Мощность, расходуемая на движение, формируемая посредством двигателя 100, делится посредством устройства 130 деления энергии на две части, т.е. одна часть, которая расходуется на движение, передается на ведущее колесо 160 через редуктор 140, и другая, которая расходуется на движение, передается в первый МГ 110.

Первый МГ 110 является вращающейся электрической машиной переменного тока и является трехфазным синхронным электродвигателем переменного тока, включающим в себя, например, катушку U-фазы, катушку V-фазы и катушку W-фазы. Первый МГ 110 генерирует электроэнергию посредством использования движущей энергии двигателя 100, разделенной посредством устройства 130 деления энергии. Например, когда состояние зарядки (которое далее также упоминается как "SOC (состояние заряда)") устройства 150 накопления энергии падает ниже заранее определенного значения, двигатель 100 запускается, и электроэнергия генерируется посредством первого МГ 110. Электроэнергия, генерируемая посредством первого МГ 110, преобразуется из переменного тока в постоянный ток посредством инвертора (который описан ниже), ее напряжение регулируется посредством преобразователя (который описан ниже), и затем электроэнергия накапливается в устройстве 150 накопления энергии.

Второй МГ 120 является вращающейся электрической машиной переменного тока и является трехфазным синхронным электродвигателем переменного тока, включающим в себя, например, катушку U-фазы, катушку V-фазы и катушку W-фазы. Второй МГ 120 создает движущую силу посредством использования, по меньшей мере, одной из электроэнергии, накапливаемой в устройстве 150 накопления энергии, и электроэнергии, генерируемой посредством первого МГ 110. Движущая сила второго МГ 120 передается на ведущее колесо 160 через редуктор 140. Как результат, второй МГ 120 помогает двигателю 100 или позволяет транспортному средству двигаться посредством использования движущей силы от второго МГ 120. Хотя ведущее колесо 160 показано как переднее колесо на фиг.1, заднее колесо может приводиться в действие посредством второго МГ 120 вместо переднего колеса или вместе с передним колесом.

Следует отметить, что во время торможения и т.п. транспортного средства второй МГ 120 приводит в действие ведущее колесо 160 через редуктор 140, и второй МГ 120 работает как генератор. Как результат, второй МГ 120 работает как рекуперативный тормоз для преобразования энергии торможения в электроэнергию. Электроэнергия, генерируемая посредством второго МГ 120, накапливается в устройстве 150 накопления энергии.

Устройство 130 деления энергии сформировано из планетарной передачи, включающей в себя солнечную шестерню, ведущую шестерню, водило и коронную шестерню. Ведущая шестерня зацепляет солнечную шестерню и коронную шестерню. Водило поддерживает ведущую шестерню с возможностью вращения и дополнительно соединено с коленчатым валом двигателя 100. Солнечная шестерня соединена с вращательным валом первого МГ 110. Коронная шестерня соединена с вращательным валом второго МГ 120 и редуктором 140.

Двигатель 100, первый МГ 110 и второй МГ 120 соединены с устройством 130 деления энергии, сформированным из планетарной передачи, помещенным между ними, так что зависимость между числом оборотов двигателя 100, первого МГ 110 и второго МГ 120 является такой, что они подключены по прямой линии в коллинеарной схеме, как показано на фиг.2.

Устройство 150 (фиг.1) накопления энергии является перезаряжаемым источником энергии постоянного тока и сформировано из вторичного аккумулятора, такого как, например, никель-металл-гидридный и ионно-литиевый. Напряжение устройства 150 накопления энергии, например, составляет порядка 200 В. В дополнение к электроэнергии, генерируемой посредством первого МГ 110 и второго МГ 120, электроэнергия, подаваемая от источника энергии, внешнего для транспортного средства, накапливается в устройстве 150 накопления энергии, как описано ниже. Следует отметить, что конденсатор большой емкости также может использоваться в качестве устройства 150 накопления энергии, и любой буфер электроэнергии может использоваться, если он может временно накапливать электроэнергию, генерируемую посредством первого МГ 110 и второго МГ 120, а также электроэнергию от источника энергии, внешнего для транспортного средства, и подавать накопленную электроэнергию во второй МГ 120.

Двигатель 100, первый МГ 110 и второй МГ 120 управляются посредством ЭБУ 170. Следует отметить, что ЭБУ 170 может быть разделен на множество ЭБУ для каждой функции. Следует отметить, что конфигурация ЭБУ 170 описывается далее.

На фиг.3 показана схема общей конфигурации электрической системы во включаемом в сеть гибридном транспортном средстве, показанном на фиг.1. Эта электрическая система включает в себя устройство 150 накопления энергии, SMR (основное реле системы) 250, преобразователь 200, первый инвертор 210, второй инвертор 220, первый МГ 110, второй МГ 120, DFR (распределительное реле) 260, LC-фильтр 280, входной разъем 270 для зарядки, устройство 290 детектирования состояния крышки для зарядки и устройство 292 детектирования скорости транспортного средства.

SMR 250 предоставляется между устройством 150 накопления энергии и преобразователем 200. SMR 250 является реле для электрического соединения/отсоединения устройства 150 накопления энергии и электрической системы, и включение/выключение SMR 250 управляется посредством ЭБУ 170. Другими словами, когда транспортное средство движется и когда устройство 150 накопления энергии заряжается от источника энергии, внешнего для транспортного средства, SMR 250 включается, и устройство 150 накопления энергии электрически подключается к электрической системе. С другой стороны, когда система транспортного средства останавливается, SMR 250 выключается, и устройство 150 накопления энергии электрически отключается от электрической системы.

Преобразователь 200 включает в себя катушку индуктивности, два npn-транзистора и два диода. Катушка индуктивности имеет один конец, подключенный к стороне положительного электрода устройства 150 накопления энергии, и другой конец, подключенный к соединительному узлу двух npn-транзисторов. Два npn-транзистора подключаются последовательно, и каждый npn-транзистор имеет диод, подключенный встречно-параллельно.

Следует отметить, что IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), например, может использоваться в качестве npn-транзистора. Кроме того, элемент переключения энергии, такой как мощный MOSFET (полевой транзистор на основе перехода металл-оксид-полупроводник), может использоваться вместо npn-транзистора.

Когда электроэнергия подается из устройства 150 накопления энергии в первый МГ 110 или второй МГ 120, преобразователь 200 преобразует с повышением напряжения электроэнергию, разряжаемую из устройства 150 накопления энергии, и подает электроэнергию в первый МГ 110 или второй МГ 120 на основе управляющего сигнала от ЭБУ 170. Кроме того, когда устройство 150 накопления энергии заряжается, преобразователь 200 понижает напряжение электроэнергии, подаваемой от первого МГ 110 или второго МГ 120, и выводит электроэнергию в устройство 150 накопления энергии.

Первый инвертор 210 включает в себя плечо U-фазы, плечо V-фазы и плечо W-фазы. Плечо U-фазы, плечо V-фазы и плечо W-фазы подключены параллельно. Каждое плечо фазы включает в себя два npn-транзистора, подключенные последовательно, и каждый npn-транзистор имеет диод, подключенный встречно-параллельно. Точка подключения между двумя npn-транзисторами в каждом плече фазы подключается к концу соответствующей катушки в первом МГ 110, который отличается от нейтральной точки 112.

Первый инвертор 210 преобразует электроэнергию постоянного тока, подаваемую из преобразователя 200, в электроэнергию переменного тока и подает преобразованную электроэнергию переменного тока в первый МГ 110. Кроме того, первый инвертор 210 преобразует электроэнергию переменного тока, генерируемую посредством первого МГ 110, в электроэнергию постоянного тока и подает преобразованную электроэнергию постоянного тока в преобразователь 200.

Второй инвертор 220 также имеет конфигурацию, аналогичную конфигурации первого инвертора 210. Точка подключения между двумя npn-транзисторами в каждом плече фазы подключается к концу соответствующей катушки во втором МГ 120, который отличается от нейтральной точки 122.

Второй инвертор 220 преобразует электроэнергию постоянного тока, подаваемую из преобразователя 200, в электроэнергию переменного тока и подает преобразованную электроэнергию переменного тока во второй МГ 120. Кроме того, второй инвертор 220 преобразует электроэнергию переменного тока, генерируемую посредством второго МГ 120, в электроэнергию постоянного тока и подает преобразованную электроэнергию постоянного тока в преобразователь 200.

Когда устройство 150 накопления энергии заряжается от источника энергии, внешнего для транспортного средства, первый инвертор 210 и второй инвертор 220 преобразуют электроэнергию переменного тока, предоставляемую из источника энергии, внешнего для транспортного средства, в нейтральную точку 112 первого МГ 110 и нейтральную точку 122 второго МГ 120, в электроэнергию постоянного тока на основе управляющего сигнала от ЭБУ 170 и подают преобразованную электроэнергию постоянного тока в преобразователь 200 с использованием способа, который описывается далее.

DFR 260 предоставляется между парой линий питания, подключенных к нейтральным точкам 112, 122, и парой линий питания, подключенных к LC-фильтру 280. DFR 260 является реле для электрического соединения/отсоединения входного разъема 270 для зарядки и электрической системы, и включение/выключение DFR 260 управляется посредством ЭБУ 170. Другими словами, когда транспортное средство движется, DFR 260 выключается, и входной разъем 270 для зарядки электрически отключается от электрической системы. С другой стороны, когда устройство 150 накопления энергии заряжается от источника энергии, внешнего для транспортного средства, DFR 260 включается, и входной разъем 270 для зарядки электрически подключается к электрической системе.

LC-фильтр 280 предоставляется между DFR 260 и входным разъемом 270 зарядки и предотвращает вывод высокочастотной помехи от электрической системы включаемого в сеть гибридного транспортного средства в источник энергии, внешний для транспортного средства, когда устройство 150 накопления энергии заряжается от источника энергии, внешнего для транспортного средства.

Входной разъем 270 для зарядки выступает в качестве интерфейса электропитания для приема электроэнергии зарядки от источника энергии, внешнего для транспортного средства, и в качестве входного разъема транспортного средства, предоставленного в транспортном средстве. Когда устройство 150 накопления энергии заряжается от источника энергии, внешнего для транспортного средства, соединитель зарядного кабеля, через который электроэнергия подается в транспортное средство от источника энергии, внешнего для транспортного средства, вставляется во входной разъем 270 для зарядки.

ЭБУ 170 формирует управляющие сигналы для приведения в действие SMR 250, преобразователя 200, первого инвертора 210 и второго инвертора 220 и управляет работой каждого из этих устройств.

Устройство 290 детектирования состояния крышки для зарядки детектирует открытое или закрытое состояние крышки (крышки для зарядки) отверстия, в котором размещен входной разъем 270 для зарядки, и выводит сигнал LID от крышки, указывающий открытое или закрытое состояние в ЭБУ 170. Устройство 292 детектирования скорости транспортного средства детектирует скорость SV транспортного средства этого включаемого в сеть гибридного транспортного средства и выводит задетектированное значение в ЭБУ 170.

На фиг.4 показана принципиальная схема конфигурации блока, связанного с механизмом зарядки электрической системы, показанной на фиг.3. Зарядный кабель 300 для соединения включаемого в сеть гибридного транспортного средства и источника энергии, внешнего для транспортного средства, включает в себя соединитель 310, штепсель 320 и CCID (устройство прерывания схемы зарядки) 330.

Соединитель 310 сконфигурирован с возможностью подключения во входной разъем 270 для зарядки, предоставленный в транспортном средстве. Концевой выключатель 312 предоставляется в соединителе 310. Когда соединитель 310 подключен во входной разъем 270 для зарядки, концевой выключатель 312 активируется, и сигнал PISW подключения кабеля, указывающий, что соединитель 310 вставлен во входной разъем 270 для зарядки, вводится в ЭБУ 170.

Штепсель 320 подключается, например, к штепсельной розетке 400 источника энергии, предоставленной в доме. Электроэнергия переменного тока подается от источника 402 энергии (например, источника энергии энергосистемы) в штепсельную розетку 400 источника энергии.

CCID 330 включает в себя реле 332 и EVSE-контроллер 334. Реле 332 предоставляется в паре линий питания, через которые электроэнергия зарядки подается от источника 402 энергии во включаемое в сеть гибридное транспортное средство. Включение/выключение реле 332 управляется посредством EVSE-контроллера 334. Когда реле 332 выключено, токопроводящий путь, по которому электроэнергия подается от источника 402 энергии во включаемое в сеть гибридное транспортное средство, отключается. С другой стороны, когда реле 332 включено, электроэнергия может подаваться от источника 402 энергии во включаемое в сеть гибридное транспортное средство.

Когда штепсель 320 подключен к штепсельной розетке 400 источника энергии, EVSE-контроллер 334 работает посредством электроэнергии, подаваемой от источника 402 энергии. EVSE-контроллер 334 формирует пилотный сигнал CPLT, который должен отправляться в ЭБУ 170 транспортного средства через управляющую пилотную линию. Когда соединитель 310 подключен во входной разъем 270 для зарядки и потенциал пилотного сигнала CPLT понижается до заданного значения, EVSE-контроллер 334 позволяет пилотному сигналу CPLT колебаться в заданном рабочем цикле (отношение ширины импульса к циклу колебания).

Этот рабочий цикл задается на основе номинального тока, который может подаваться от источника 402 энергии через зарядный кабель 300 в транспортное средство.

На фиг.5 показана форма волны пилотного сигнала CPLT, формируемого посредством EVSE-контроллера 334, показанного на фиг.4. Пилотный сигнал CPLT колеблется при заданном цикле T. Здесь, ширина Ton импульса пилотного сигнала CPLT задается на основе номинального тока, который может подаваться от источника 402 энергии через зарядный кабель 300 в транспортное средство. Уведомление о номинальном токе предоставляется от EVSE-контроллера 334 в ЭБУ 170 транспортного средства посредством использования пилотного сигнала CPLT, в соответствии с рабочим циклом, указываемым посредством отношения ширины Ton импульса к циклу T.

Следует отметить, что номинальный ток определяется для каждого зарядного кабеля. В зависимости от типа зарядного кабеля номинальный ток варьируется, и поэтому рабочий цикл пилотного сигнала CPLT также варьируется. ЭБУ 170 транспортного средства принимает, через управляющую пилотную линию, пилотный сигнал CPLT, отправляемый от EVSE-контроллера 334, предоставленного в зарядном кабеле 300, и считывает рабочий цикл принимаемого пилотного сигнала CPLT, так что ЭБУ 170 транспортного средства может считывать номинальный ток, который может подаваться от источника 402 энергии через зарядный кабель 300 в транспортное средство.

На фиг.4 EVSE-контроллер 334 обеспечивает включение реле 332, когда подготовка к зарядке на стороне транспортного средства закончена.

Датчик 171 напряжения и датчик 172 тока предусмотрены на стороне транспортного средства. Датчик 171 напряжения детектирует напряжение VAC через пару линий питания, предоставленных между входным разъемом 270 для зарядки и LC-фильтром 280, и выводит детектированное значение в ЭБУ 170. Датчик 172 тока детектирует ток IAC, протекающий через линию питания между DFR 260 и нейтральной точкой 112 первого МГ 110, и выводит детектированное значение в ЭБУ 170. Следует отметить, что датчик 172 тока может предоставляться в линии питания между DFR 260 и нейтральной точкой 122 второго МГ 120.

На фиг.6 подробнее показан механизм зарядки, показанный на фиг.4. Ссылаясь на фиг.6, CCID 330 включает в себя электромагнитную катушку 606 и детектор 608 утечки, в дополнение к реле 332 и EVSE-контроллеру 334. EVSE-контроллер 334 включает в себя осциллятор 602, резистивный элемент R1 и датчик 604 напряжения.

Осциллятор 602 работает посредством электроэнергии, подаваемой от источника 402 энергии. Осциллятор 602 выводит неколеблющийся сигнал, когда потенциал пилотного сигнала CPLT, детектируемый датчиком 604 напряжения, имеет значение в рамках заданного потенциала V1 (например, 12 В), и выводит сигнал, который колеблется при заданной частоте (например, 1 кГц) и рабочем цикле, когда выходной потенциал пилотного сигнала CPLT понижается от V1. Следует отметить, что электрический потенциал пилотного сигнала CPLT обрабатывается посредством переключения значения сопротивления схемы 502 сопротивления из ЭБУ 170, как описано ниже. Помимо этого, рабочий цикл задается на основе номинального тока, который может подаваться от источника 402 энергии через зарядный кабель в транспортное средство, как описано выше.

Кроме этого, EVSE-контроллер 334 подает ток в электромагнитную катушку 606, когда потенциал пилотного сигнала CPLT имеет значение в рамках заданного электрического потенциала V3 (например, 6 В). Когда ток подается от EVSE-контроллера 334, электромагнитная катушка 606 формирует электромагнитную силу, и реле 332 включается.

Детектор 608 утечки предоставляется в паре линий питания, через которые электроэнергия зарядки подается от источника 402 энергии во включаемое в сеть гибридное транспортное средство, и детектирует присутствие или отсутствие утечки. В частности, детектор 608 утечки детектирует равновесие тока, протекающего через пару линий питания во встречном направлении, и воспринимает возникновение утечки, когда равновесие нарушается. Следует отметить, что, хотя не показано специально, когда утечка детектируется посредством детектора 608 утечки, подача питания в электромагнитную катушку 606 прерывается, и реле 332 выключается.

С другой стороны, ЭБУ 170 включает в себя схему 502 сопротивления, схему 504 соединения, схему 506 формирования напряжения, входные буферы 508, 510 и ЦП (процессоры управления) 512, 514.

Схема 502 сопротивления включает в себя согласующие сопротивления R2, R3 и переключатели SW1, SW2. Согласующее сопротивление R2 и переключатель SW1 последовательно подключаются между землей 518 транспортного средства и управляющей пилотной линией L1, через которую передается пилотный сигнал CPLT. Согласующее сопротивление R3 и переключатель SW2 последовательно подключаются между землей 518 транспортного средства и управляющей пилотной линией L1 и подключаются параллельно к последовательно подключенному согласующему сопротивлению R2 и переключателю SW1. Переключатели SW1 и SW2 включаются/отключаются в ответ на управляющий сигнал от ЦП 512.

Эта схема 502 сопротивления переключает электрический потенциал пилотного сигнала CPLT посредством включения/отключения переключателей SW1 и SW2 в ответ на управляющий сигнал от ЦП 512. Другими словами, когда переключатель SW2 включается в ответ на управляющий сигнал от ЦП 512, потенциал пилотного сигнала CPLT понижается до заданного потенциала V2 (например, 9 В) посредством согласующего сопротивления R3. Когда переключатель SW1 дополнительно включается в ответ на управляющий сигнал от ЦП 512, потенциал пилотного сигнала CPLT понижается до заданного потенциала V3 (например, 6 В) посредством согласующих сопротивлений R2 и R3.

Схема 504 соединения включает в себя переключатель SW3. Переключатель SW3 подключается между сигнальной линией L2, ответвленной от входного контактного зажима T1 для пилотного сигнала CPLT во входном разъеме 270 для зарядки, и линией L3 заземления, подключенной к земле 518 транспортного средства. Переключатель SW3 включается/отключается в ответ на управляющий сигнал от ЦП 512.

Эта схема 504 соединения предоставляется, чтобы детектировать разрыв в управляющей пилотной линии L1, через которую передается пилотный сигнал CPLT. Другими словами, когда соединитель 310 не подключен к входному разъему 270 для зарядки, напряжение, разделенное посредством нагрузочных сопротивлений R4-R6 в рамках схемы 506 формирования напряжения и согласующего сопротивления R7, подключенного к земле 518 транспортного средства, формируется в управляющей пилотной линии L1. Если потенциал управляющей пилотной линии L1 понижен до уровня земли, когда переключатель SW3 схемы 504 соединения включается, может быть определено, что управляющая пилотная линия L1 работает нормально. С другой стороны, если потенциал управляющей пилотной линии L1 не понижен до уровня земли, даже когда переключатель SW3 включается, может быть определено, что управляющая пилотная линия L1 разорвана в транспортном средстве.

Следует отметить, что посредством выключения переключателя SW3, когда соединитель 310 подключен к входному разъему 270 для зарядки, т.е. когда устройство 150 накопления энергии (фиг.2) заряжается от источника 402 энергии, управление зарядкой посредством использования пилотного сигнала CPLT возможно без влияния на потенциал управляющей пилотной линии L1 (потенциал пилотного сигнала CPLT). Другими словами, переключатель SW3 выключается в ответ на управляющий сигнал от ЦП 512, когда соединитель 310 подключен к входному разъему 270 для зарядки, и включается в ответ на управляющий сигнал от ЦП 512, когда соединитель 310 не подключен к входному разъему 270 для зарядки.

Следует отметить, что сигнальная линия L2, имеющая присоединенный переключатель SW3, подключается к управляющей пилотной линии L1 во входном разъеме 270 для зарядки. Поскольку структура соединителя 310, подключаемого к входному разъему 270 для зарядки, стандартизирована, трудно изменять структуру входного разъема 270 для зарядки и форму входного контактного зажима T1, имеющего присоединенную управляющую пилотную линию L1, чтобы подключать сигнальную линию L2 для детектирования разрыва к управляющей пилотной линии L1 во входном разъеме 270 для зарядки. Таким образом, в настоящем варианте осуществления (фиг.7) сигнальная линия L2 ответвляется от части, соединяющей управляющую пилотную линию L1 и входной контактный зажим T1, и сигнальная линия L2 подключена к управляющей пилотной линии L1 во входном разъеме 270 для зарядки без изменения структуры входного разъема 270 для зарядки и формы входного контактного зажима T1.

Схема 506 формирования напряжения включает в себя узел 516 источника энергии, нагрузочные сопротивления R4-R6 и диод D3. Когда соединитель 310 не подключен к входному разъему 270 для зарядки, эта схема 506 формирования напряжения формирует в управляющей пилотной линии L1 напряжение, задаваемое посредством напряжения узла 516 источника энергии (например, 12 В), нагрузочными сопротивлениями R4-R6 и согласующим сопротивлением R7, подключенным к земле 518 транспортного средства.

Входной буфер 508 принимает пилотный сигнал CPLT управляющей пилотной линии L1 и выводит принимаемый пилотный сигнал CPLT в ЦП 512. Входной буфер 510 принимает сигнал PISW подключения кабеля от сигнальной линии L4, подключенной к концевому выключателю 312 соединителя 310, и выводит принимаемый сигнал PISW подключения кабеля к ЦП 514.

Следует отметить, что напряжение прикладывается к сигнальной линии L4 от ЭБУ 170, и когда соединитель 310 подключен к входному разъему 270 для зарядки, концевой выключатель 312 включается, и потенциал сигнальной линии L4 задается равным уровню земли. Другими словами, сигнал PISW подключения кабеля задается равным L (логическому низкому) уровню, когда соединитель 310 подключен к входному разъему 270 для зарядки, и задается равным H (логическому высокому) уровню, когда соединитель 310 не подключен к входному разъему 270 для зарядки.

ЦП 514 принимает сигнал PISW подключения кабеля из входного буфера 510 и определяет то, подключен или нет соединитель 310 к входному разъему 270 для зарядки, на основе принимаемого сигнала PISW подключения кабеля. Затем ЦП 514 выводит результат определения в ЦП 512.

ЦП 512 принимает пилотный сигнал CPLT из входного буфера 508 и принимает от ЦП 514 результат определения относительно того, подключен или нет соединитель 310 к входному разъему 270 для зарядки. При приеме такого результата определения, что соединитель 310 подключен к входному разъему 270 для зарядки, ЦП 512 задает управляющий сигнал, который должен выводиться в активный переключатель SW2. После этого ЦП 512 детектирует номинальный ток, который может подаваться от источника 402 энергии во включаемое в сеть гибридное транспортное средство, на основе пилотного сигнала CPLT, который начинает колебаться в ответ на включение переключателя SW2.

Когда номинальный ток определен и подготовка к зарядке устройства 150 накопления энергии от источника 402 энергии закончена, ЦП 512 дополнительно активирует управляющий сигнал, который должен выводиться в активный переключатель SW1, и дополнительно вызывает включение DFR 260 (не показан). Как результат, электроэнергия переменного тока от источника 402 энергии обеспечивается в нейтральную точку 112 первого МГ 110 и нейтральную точку 122 второго МГ 120 (обе не показаны), и зарядка устройства 150 накопления энергии управляется.

Затем ЦП 512 дополнительно принимает сигнал LID крышки из устройства 290 детектирования состояния крышки для зарядки и детектированное значение скорости SV транспортного средства из устройства 292 детектирования скорости транспортного средства. Затем ЦП 512 определяет то, подключен или нет соединитель 310 к входному разъему 270 для зарядки, на основе результата определения от ЦП 514 относительно того, подключен или нет соединитель 310 к входному разъему 270 для зарядки, сигнала LID крышки и скорости SV транспортного средства. При определении того, что соединитель 310 не подключен к входному разъему 270 для зарядки, ЦП 512 задает управляющий сигнал, который должен выводиться в активный переключатель SW3. Другими словами, когда результат определения относительно подключения от ЦП 514 на основе сигнала PISW подключения кабеля таков, что соединитель 310 не подключен к входному разъему 270 для зарядки, когда крышка для зарядки закрыта и когда скорость транспортного средства не равна 0, ЦП 512 определяет то, что соединитель 310 не подключен к входному разъему 270 для зарядки, и вызывает включение переключателя SW3 для детектирования разрыва.

ЦП 512 детектирует разрыв в управляющей пилотной линии L1 на основе того, возникает или нет изменение потенциала пилотного сигнала CPLT в это время. Другими словами, когда потенциал пилотного сигнала CPLT понижается в ответ на активацию переключателя SW3, ЦП 512 определяет то, что управляющая пилотная линия L1 работает нормально (нет разрыва). С другой стороны, когда потенциал пилотного сигнала CPLT не понижается в ответ на активацию переключателя SW3, ЦП 512 определяет то, что управляющая пилотная линия L1 разорвана.

Следует отметить, что не только результат детектирования относительно подключения от ЦП 514 на основе сигнала PISW подключения кабеля, но также и сигнал LID крышки и скорость SV транспортного средства задаются в качестве состояний, когда определяется, подключен или нет соединитель 310 к входному разъему 270 для зарядки, поскольку более надежно определяется, что соединитель 310 не подключен к входному разъему 270 для зарядки.

Другими словами, в ходе зарядки, в которой пилотный сигнал CPLT используется для управления, разрыв не может детектироваться, как описано выше, на основе того, возникает или нет изменение потенциала пилотного сигнала CPLT, когда управляющая пилотная линия L1 электрически подключена к земле 518 транспортного средства. Необходимо детектировать разрыв, когда можно безусловно удостовериться, что транспортное средство не заряжается. Таким образом, в настоящем варианте осуществления разрыв в управляющей пилотной линии L1 детектируется в то время, когда транспортное средство движется (т.е. тогда, когда транспортное средство не заряжается), и состояние, что крышка для зарядки закрыта, а также состояние, что скорость транспортного средства не равна 0, задаются в качестве состояний для детектирования разрыва, в дополнение к определению того, что соединитель 310 не подключен к входному разъему 270 для зарядки, на основе сигнала PISW подключения кабеля.

На фиг.8 и 9 показаны временные диаграммы пилотного сигнала CPLT и переключателей SW1-SW3.

На фиг.8 показана временная диаграмма пилотного сигнала CPLT, а также переключателей SW1 и SW2, когда зарядка начинается. Во время t1, когда штепсель 320 зарядного кабеля 300 подключается к штепсельной розетке 400 источника 402 энергии, электроэнергия принимается от источника 402 энергии, и EVSE-контроллер 334 формирует пилотный сигнал CPLT.

В этот момент соединитель 310 зарядного кабеля 300 не подключен во входной разъем 270 для зарядки на стороне транспортного средства, потенциал пилотного сигнала CPLT равен V1 (например, 12 В), и пилотный сигнал CPLT не колеблется.

Во время t2, когда соединитель 310 подключен к входному разъему 270 для зарядки, подключение между соединителем 310 и входным разъемом 270 для зарядки детектируется на основе сигнала PISW подключения кабеля, и переключатель SW2 включается в ответ на него. Затем потенциал пилотного сигнала CPLT понижается до V2 (например, 9 В) посредством согласующего сопротивления R3 схемы 502 сопротивления.

Когда электрический потенциал пилотного сигнала CPLT понижается до V2, EVSE-контроллер 334 вызывает колебание пилотного сигнала CPLT во время t3. Номинальный ток детектируется в ЦП 512 на основе рабочего цикла пилотного сигнала CPLT, и когда подготовка к управлению зарядкой закончена, переключатель SW1 включается во время 4. Затем потенциал пилотного сигнала CPLT дополнительно понижается до V3 (например, 6 В) посредством согласующего сопротивления R2 схемы 502 сопротивления.

Когда потенциал пилотного сигнала CPLT понижается до V3, ток подается от EVSE-контроллера 334 в электромагнитную катушку 606, и реле 332 CCID 330 включается. После этого, хотя не показано конкретно, включается DFR 260, и устройство 150 накопления энергии заряжается от источника 402 энергии.

На фиг.9 показана временная диаграмма пилотного сигнала CPLT и переключателя SW3 во время детектирования разрыва в управляющей пилотной линии L1. Перед временем t11 допустим, что соединитель 310 зарядного кабеля 300 вынут из входного разъема 270 для зарядки на стороне транспортного средства, и крышка для зарядки закрыта. Во время t11 транспортное средство начинает двигаться, и когда скорость SV транспортного средства более не равна 0, переключатель SW3 схемы 504 соединения включается.

Если нет разрыва в управляющей пилотной линии L1, потенциал пилотного сигнала CPLT понижается до уровня земли (практически 0 В) в ответ на включение переключателя SW3. С другой стороны, если разрыв возникает в управляющей пилотной линии L1, потенциал пилотного сигнала CPLT не понижается в ответ на включение переключателя SW3. Следовательно, разрыв в управляющей пилотной линии L1 может детектироваться посредством детектирования того, что потенциал пилотного сигнала CPLT не понижен до уровня земли, хотя переключатель SW3 включен.

Как описано выше, устройство 150 накопления энергии заряжается от источника 402 энергии, внешнего для транспортного средства, посредством использования пилотного сигнала CPLT, и, помимо этого, разрыв в управляющей пилотной линии L1, через которую передается пилотный сигнал CPLT, детектируется, когда устройство 150 накопления энергии не заряжается от источника 402 энергии.

Далее описывается работа первого инвертора 210 и второго инвертора 220, когда устройство 150 накопления энергии заряжается от источника 402 энергии.

На фиг.10 показана эквивалентная нуль-фазная схема первого и второго инверторов 210 и 220, а также первого и второго МГ 110 и 120, показанных на фиг.3. Каждый из первого инвертора 210 и второго инвертора 220 сформирован из трехфазной мостовой схемы (фиг.3) и имеет восемь комбинаций включения/выключения шести переключающих элементов в каждом инверторе. В двух из этих восьми комбинаций переключения межфазное напряжение становится нулевым, и это состояние напряжения упоминается как вектор нулевого напряжения. Вектор нулевого напряжения может пониматься так, что три переключающих элемента верхнего плеча находятся в одном состоянии переключения (все включены или выключены), и аналогично три переключающих элемента нижнего плеча находятся в одном состоянии переключения.

В ходе зарядки устройства 150 накопления энергии от источника 402 энергии, внешнего для транспортного средства, вектор нулевого напряжения управляется, по меньшей мере, в одном из первого и второго инверторов 210 и 220 на основе команды нуль-фазного напряжения, формируемой посредством напряжения VAC, детектируемого посредством датчика 171 напряжения (фиг.4), а также посредством номинального тока, получаемого от зарядного кабеля 300 посредством пилотного сигнала CPLT. Следовательно, три переключающих элемента верхнего плеча первого инвертора 210 совместно показаны как верхнее плечо 210A, а три переключающих элемента нижнего плеча первого инвертора 210 совместно показаны как нижнее плечо 210B. Аналогично три переключающих элемента верхнего плеча второго инвертора 220 совместно показаны как верхнее плечо 220A, а три переключающих элемента нижнего плеча второго инвертора 220 совместно показаны как нижнее плечо 220B.

Как показано на фиг.10, эта эквивалентная нуль-фазная схема может рассматриваться как однофазный ШИМ-преобразователь, который принимает ввод однофазной электроэнергии переменного тока, предоставляемой от источника 402 энергии в нейтральную точку 112 первого МГ 110 и нейтральную точку 122 второго МГ 120. Соответственно, посредством изменения вектора нулевого напряжения, по меньшей мере, в одном из первого и второго инверторов 210 и 220 на основе команды нуль-фазного напряжения и управления переключением первого и второго инверторов 210 и 220 так, что первый и второй инверторы 210 и 220 работают как плечи однофазного ШИМ-преобразователя, электроэнергия переменного тока, подаваемая от источника 402 энергии, может быть преобразована в электроэнергию постоянного тока, и устройство 150 накопления энергии может заряжаться.

Как описано выше, в настоящем варианте осуществления предусмотрен переключатель SW3, который может электрически подключать входной контактный зажим T1, который принимает пилотный сигнал CPLT во входном разъеме 270 для зарядки, к земле 518 транспортного средства. Переключатель SW3 включается во время детектирования разрыва в управляющей пилотной линии L1, и разрыв в управляющей пилотной линии L1 детектируется на основе того, возникает или нет в это время изменение потенциала пилотного сигнала CPLT. Следовательно, согласно настоящему варианту осуществления может детектироваться разрыв в управляющей пилотной линии L1, через которую передается пилотный сигнал CPLT.

Помимо этого, согласно настоящему варианту осуществления переключатель SW3 выключен в ходе зарядки устройства 150 накопления энергии от источника 402 энергии, внешнего для транспортного средства, и поэтому уровень напряжения пилотного сигнала CPLT не затрагивается. Переключатель SW3 включен, когда соединитель 310 зарядного кабеля 300 не подключен к входному разъему 270 для зарядки, и поэтому может определяться разрыв в управляющей пилотной линии L1.

Согласно настоящему варианту осуществления, поскольку сигнальная линия L2 для детектирования разрыва ответвляется от части, соединяющей управляющую пилотную линию L1 и входной контактный зажим T1, который принимает пилотный сигнал CPLT во входном разъеме 270 для зарядки, сигнальная линия L2 может направляться без изменения структуры входного разъема 270 для зарядки и формы входного контактного зажима T1.

Согласно настоящему варианту осуществления, поскольку разрыв детектируется при состояниях, когда крышка для зарядки закрыта и когда скорость SV транспортного средства не равна 0, вместе с определением отсутствия подключения на основе сигнала PISW подключения кабеля, детектирование разрыва в ходе зарядки, в котором пилотный сигнал CPLT используется для управления, может надежно предотвращаться.

Согласно настоящему варианту осуществления, поскольку ЦП 512 в рамках ЭБУ 170 детектирует разрыв, разрыв может детектироваться не только в электропроводке в рамках транспортного средства, но также и в управляющей пилотной линии L1 к ЦП 512 в рамках ЭБУ 170.

Следует отметить, что является или нет детектирование разрыва возможным, определяется на основе сигнала PISW подключения кабеля, сигнала LID от крышки и скорости SV транспортного средства в вышеприведенном варианте осуществления, но можно также определять, является или нет детектирование разрыва возможным, на основе, по меньшей мере, одного из этих состояний.

Хотя два ЦП 512 и 514 описаны выше, число ЦП 512 и 514 не ограничено этим. Функция ЦП 512 и 514 может реализовываться посредством одного ЦП, или множество ЦП могут быть сконфигурированы с возможностью разделения для каждой меньшей функции.

Следует отметить, что хотя электроэнергия зарядки, подаваемая от источника 402 энергии, предоставляется в нейтральную точку 112 первого МГ 110 и нейтральную точку 122 второго МГ 120, и первый и второй инверторы 210 и 220 работают как однофазный ШИМ-преобразователь, чтобы заряжать устройство 150 накопления энергии в вышеприведенном варианте осуществления, зарядное устройство, предназначенное для зарядки устройства 150 накопления энергии от источника 402 энергии, может быть предусмотрено отдельно.

На фиг.11 показана схема общей конфигурации электрической системы во включаемом в сеть гибридном транспортном средстве, в котором установлено зарядное устройство, предназначенное для зарядки устройства 150 накопления энергии от источника 402 энергии. Электрическая система по сравнению с электрической системой, показанной на фиг.3, дополнительно включает в себя зарядное устройство 294. Зарядное устройство 294 подключается к линии питания между SMR 250 и преобразователем 200, и входной разъем 270 для зарядки соединяется на входной стороне зарядного устройства 294 с DFR 260 и LC-фильтром 280, вставленными между ним. В ходе зарядки устройства 150 накопления энергии от источника 402 энергии зарядное устройство 294 преобразует электроэнергию зарядки, подаваемую из источника 402 энергии, к уровню напряжения устройства 150 накопления энергии и выводит электроэнергию зарядки в устройство 150 накопления энергии на основе управляющего сигнала от ЭБУ 170, чтобы заряжать устройство 150 накопления энергии.

Как показано на фиг.12, блок, связанный с механизмом зарядки электрической системы, показанным на фиг.11, имеет конфигурацию, идентичную конфигурации механизма зарядки в вышеописанном варианте осуществления, показанном на фиг.4.

Следует отметить, что DFR 260 может не предоставляться, если зарядное устройство 294 включает в себя трансформатор, и входная сторона зарядного устройства 294 изолирована от выходной стороны посредством трансформатора.

В вышеприведенном варианте осуществления описано гибридное транспортное средство "последовательно-параллельного типа", в котором движущая энергия двигателя 100 распределяется на ведущее колесо 160 и первый МГ 110 посредством использования устройства 130 деления энергии. Настоящее изобретение также применимо к другим типам гибридных транспортных средств. Другими словами, настоящее изобретение также применимо, например, к так называемому последовательному гибридному транспортному средству, использующему двигатель 100 только для приведения в действие первого МГ 110 и формирующему движущую силу транспортного средства посредством использования только второго МГ 120, гибридному транспортному средству, в котором только рекуперативная энергия из кинетической энергии, генерируемой посредством двигателя 100, восстанавливается в качестве электроэнергии, гибридному транспортному средству со вспомогательным электродвигателем, в котором двигатель используется в качестве основного источника энергии, а электродвигатель помогает двигателю по мере необходимости, и т.п.

Хотя электроэнергия переменного тока от источника 402 энергии предоставляется в нейтральные точки 112, 122, и первый и второй инверторы 210, 220, а также первый и второй МГ 110, 120 работают как однофазный ШИМ-преобразователь, чтобы заряжать вышеописанное устройство 150 накопления энергии, преобразователь напряжения и выпрямитель, разработанный для зарядки устройства 150 накопления энергии от источника 402 энергии, может отдельно подключаться параллельно с устройством 150 накопления энергии.

Кроме того, настоящее изобретение также применимо к гибридному транспортному средству, которое не включает в себя преобразователь 200.

Настоящее изобретение также применимо к электромобилю, который не включает в себя двигатель 100 и движется посредством использования только электроэнергии, и транспортному средству на топливных элементах, которое дополнительно включает в себя топливный элемент в качестве источника энергии, помимо устройства накопления энергии.

Входной разъем 270 для зарядки соответствует варианту осуществления "входного разъема транспортного средства" настоящего изобретения, а входной контактный зажим T1 соответствует варианту осуществления "контактного зажима, который принимает пилотный сигнал" настоящего изобретения. Кроме этого, сигнальная линия L2 соответствует варианту осуществления "ответвленной линии", а переключатель SW3 соответствует варианту осуществления "переключателя" настоящего изобретения. Кроме того, ЦП 512 соответствует варианту осуществления "устройства детектирования разрыва" настоящего изобретения, а концевой выключатель 312 соответствует варианту осуществления "схемы формирования сигналов подключения" настоящего изобретения. Устройство 290 детектирования состояния крышки для зарядки соответствует варианту осуществления "устройства детектирования открытия/закрытия", а устройство 292 детектирования скорости транспортного средства соответствует варианту осуществления "устройства детектирования скорости транспортного средства" настоящего изобретения.

Следует понимать, что варианты осуществления, раскрытые в данном документе, являются иллюстративными, а не ограничивающими в каком-либо смысле. Объем настоящего изобретения задается посредством формулы изобретения, а не вышеприведенного описания вариантов осуществления, и имеет намерение включать в себя любые модификации в рамках объема и сущности, эквивалентные формуле изобретения.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в устройствах управления зарядкой для транспортного средства и транспортном средстве, выполненном с возможностью зарядки устройства накопления энергии от внешнего источника энергии. Техническим результатом является обеспечение детектирования нарушения в работе в пилотном сигнале, а именно детектирование разрыва в линии управления, через которую передается пилотный сигнал. В устройстве управления зарядкой для транспортного средства переключатель (SW3) схемы (504) соединения подключается между сигнальной линией (L2), ответвленной от входного контактного зажима (Т1) для пилотного сигнала (CPLT) во входном разъеме (270) для зарядки, и линией (L3) заземления, подключенной к земле (518) транспортного средства. Переключатель (SW3) включается/отключается в ответ на управляющий сигнал от центрального процессора (ЦП) (512). ЦП (512) инструктирует включение переключателя (SW3), когда соединитель (310) не подключен к входному разъему (270) для зарядки, и детектирует разрыв в управляющей пилотной линии (L1) на основе того, возникает или нет в этот момент изменение электрического потенциала пилотного сигнала (CPLT). 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство управления зарядкой для транспортного средства, сконфигурированное с возможностью зарядки установленного в транспортном средстве устройства (150) накопления энергии для приведения в движение транспортного средства от источника (402) энергии, внешнего для транспортного средства, содержащее: EVSE-контроллер (334), размещенный вне транспортного средства и сконфигурированный с возможностью формирования пилотного сигнала (CPLT), ширина импульса которого модулируется на основе абсолютной величины номинального тока, подаваемого в транспортное средство через зарядный кабель (300) для подачи электрической энергии от источника (402) энергии в транспортное средство, и передачи пилотного сигнала (CPLT) в транспортное средство; схему (502) сопротивления, установленную в транспортном средстве, подключенную к управляющей пилотной линии (L1), через которую передается пилотный сигнал (CPLT) от EVSE-контроллера (334), и сконфигурированную с возможностью ступенчатого изменения электрического потенциала пилотного сигнала (CPLT); и схему (504) соединения, установленную в транспортном средстве и сконфигурированную с возможностью электрического подключения управляющей пилотной линии (L1) к земле (518) транспортного средства.

2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее: входной разъем (270) транспортного средства, установленный в транспортном средстве и сконфигурированный с возможностью соединения с зарядным кабелем (300), при этом схема (504) соединения сконфигурирована с возможностью электрического подключения к земле (518) транспортного средства контактного зажима (Т1), который принимает пилотный сигнал (CPLT) от EVSE-контроллера (334) во входном разъеме (270) транспортного средства.

3. Устройство по п.2, в котором схема (504) соединения включает в себя: разветвленную линию (L2), ответвляющуюся от части, соединяющей контактный зажим (Т1) и управляющую пилотную линию (L1) во входном разъеме (270) транспортного средства, и переключатель (SW3), подключенный между разветвленной линией (L2) и землей (518) транспортного средства.

4. Устройство по п.1, дополнительно содержащее: входной разъем (270) транспортного средства, размещенный в транспортном средстве и сконфигурированный с возможностью соединения с зарядным кабелем (300); схему (506) формирования напряжения, сконфигурированную с возможностью формирования напряжения в управляющей пилотной линии (L1); и устройство (512) детектирования разрыва для детектирования разрыва в управляющей пилотной линии (L1) на основе того, возникает или нет изменение потенциала управляющей пилотной линии (L1), когда схема (504) соединения электрически подключает управляющую пилотную линию (L1) к земле (518) транспортного средства, в случае, если зарядный кабель (300) не подключен к входному разъему (270) транспортного средства.

5. Устройство по п.4, дополнительно содержащее: схему (312) формирования сигнала подключения, сконфигурированную с возможностью формирования сигнала (PISW) подключения, указывающего подключение между зарядным кабелем (300) и транспортным средством; устройство (290) детектирования открытия/закрытия для детектирования открытого или закрытого состояния крышки входного разъема (270) транспортного средства; и устройство (292) детектирования скорости транспортного средства для детектирования скорости транспортного средства, в котором: устройство (512) детектирования разрыва определяет, подключен или нет зарядный кабель (300) ко входному разъему (270) транспортного средства на основе, по меньшей мере, одного из: сигнала (PISW) подключения, и каждого сигнала детектирования от устройства (290) детектирования открытия/закрытия, и устройства (292) детектирования скорости транспортного средства, и детектирует разрыв в управляющей пилотной линии (L1) при определении того, что зарядный кабель (300) не подключен к входному разъему (270) транспортного средства.

6. Транспортное средство, сконфигурированное с возможностью зарядки устройства (150) накопления энергии для приведения в движение транспортного средства от источника (402) энергии, внешнего для транспортного средства, содержащее: управляющую пилотную линию (L1), сконфигурированную с возможностью передачи пилотного сигнала (CPLT), ширина импульса которого модулируется на основе абсолютной величины номинального тока, который может подаваться в транспортное средство через зарядный кабель (300) для подачи электроэнергии от источника (402) энергии в транспортное средство; схему (502) сопротивления, подключенную к управляющей пилотной линии (L1) и сконфигурированную с возможностью ступенчатого изменения потенциала пилотного сигнала (CPLT); и схему (504) соединения, сконфигурированную с возможностью электрического подключения управляющей пилотной линии (L1) к земле (518) транспортного средства.

7. Транспортное средство по п.6, дополнительно содержащее: входной разъем (270) транспортного средства, сконфигурированный с возможностью соединения с зарядным кабелем (300), при этом схема (504) соединения сконфигурирована с возможностью электрического подключения к земле (518) транспортного средства контактного зажима (Т1), который принимает пилотный сигнал (CPLT) извне транспортного средства во входном разъеме (270) транспортного средства.

8. Транспортное средство по п.7, в котором схема (504) соединения включает в себя: разветвленную линию (L2), ответвляющуюся от части, соединяющей контактный зажим (Т1) и управляющую пилотную линию (L1) во входном разъеме (270) транспортного средства, и переключатель (SW3), подключенный между разветвленной линией (L2) и землей (518) транспортного средства.

9. Транспортное средство по п.6, дополнительно содержащее: входной разъем (270) транспортного средства, сконфигурированный с возможностью соединения с зарядным кабелем (300); схему (506) формирования напряжения, сконфигурированную с возможностью формирования напряжения в управляющей пилотной линии (L1); и устройство (512) детектирования разрыва для детектирования разрыва в управляющей пилотной линии (L1) на основе того, возникает или нет изменение потенциала управляющей пилотной линии (L1), когда схема (504) соединения электрически подключает управляющую пилотную линию (L1) к земле (518) транспортного средства, в случае, если зарядный кабель (300) не подключен к входному разъему (270) транспортного средства.

10. Транспортное средство по п.9, дополнительно содержащее: устройство (290) детектирования открытия/закрытия для детектирования открытого или закрытого состояния крышки входного разъема (270) транспортного средства и устройство (292) определения скорости транспортного средства, в котором: устройство (512) детектирования разрыва определяет, подключен или нет зарядный кабель (300) ко входному разъему (270) транспортного средства, на основе, по меньшей мере, одного из сигнала (PISW) подключения, указывающего подключение между зарядным кабелем (300) и транспортным средством, а также каждого сигнала детектирования от устройства (290) детектирования открытия/закрытия и устройства (292) детектирования скорости транспортного средства, и детектирует разрыв в управляющей пилотной линии (L1) посредством определения того, что зарядный кабель (300) не подключен к входному разъему (270) транспортного средства.

11. Транспортное средство по п.6, дополнительно содержащее зарядное устройство (294) для преобразования электроэнергии, подаваемой от источника (402) энергии, к потенциалу напряжения устройства (150) накопления энергии и для зарядки устройства (150) накопления энергии.