СИСТЕМА ЗАРЯДКИ И СПОСОБ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ЗАРЯДКИ Российский патент 2012 года по МПК B60L11/18 

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе зарядки и способу для управления системой зарядки и, в частности, к системе зарядки для подачи в механизм накопления энергии, установленный на транспортном средстве, электроэнергии, подаваемой от источника питания, внешнего для транспортного средства, через соединительное средство, и к способу для управления системой зарядки.

Уровень техники

Обычно транспортное средство, такое как гибридное транспортное средство, электромобиль и транспортное средство на топливных элементах, использует электродвигатель в качестве источника приведения в движение. Такое транспортное средство содержит механизм накопления энергии, такой как аккумулятор для накопления электроэнергии, подаваемой в электродвигатель. Электроэнергия, формируемая в ходе рекуперативного торможения или формируемая посредством генератора мощности, установленного в транспортном средстве, накапливается в аккумуляторе.

Предусмотрены также некоторые транспортные средства, в которых электроэнергия подается из источника питания, внешнего для транспортного средства, такого как бытовой источник питания, в аккумулятор, установленный в транспортном средстве для зарядки аккумулятора. Розетка, расположенная дома, подключается к разъему, предусмотренному в транспортном средстве, через кабель, чтобы подавать электроэнергию из бытового источника питания в аккумулятор транспортного средства. Транспортное средство, имеющее установленный аккумулятор и заряжаемое посредством источника питания, предусмотренного внешне относительно транспортного средства, в дальнейшем также упоминается как транспортное средство со штепсельным соединением.

Когда возникает сбой в системе зарядки для управления мощностью для зарядки в ходе зарядки аккумулятора, аккумулятор не может заряжаться без нарушений в работе. Тем не менее, для пользователя трудно определять сбой системы зарядки, что требует того, чтобы система зарядки сама определяла то, возникает или нет сбой в ней.

В публикации выложенной заявки на патент Японии № 11-205909 (далее - Документ 1) раскрыто зарядное устройство для электромобиля для проверки работы прерывателя короткого замыкания на землю, когда электромобиль заряжается. Зарядное устройство для электромобиля, раскрытое в Документе 1, выступает в качестве зарядного устройства для зарядки аккумулятора электромобиля с использованием внешнего источника питания, при этом электромобиль содержит аккумулятор, инвертор, подключенный к аккумулятору, и электродвигатель переменного тока, подключенный к инвертору. Зарядное устройство для электромобиля содержит зарядное реле, соединяющее электромобиль и внешний источник питания, прерыватель короткого замыкания на землю, предусмотренный между зарядным реле и внешним источником питания, и модуль управления для управления размыканием и замыканием зарядного реле. Прерыватель короткого замыкания на землю содержит детектор для определения короткого замыкания схемы зарядки, реле короткого замыкания на землю, прерывающее схему зарядки, когда детектор определяет короткое замыкание, модуль короткого замыкания для принудительного короткого замыкания схемы зарядки до операции замыкания зарядного реле. Модуль управления предотвращает операцию замыкания зарядного реле в случае если реле короткого замыкания на землю не прерывается, даже когда схема зарядки замкнута накоротко посредством средства короткого замыкания.

Согласно зарядному устройству, раскрытому в этом документе, даже когда схема зарядки принудительно замкнута накоротко до операции зарядки, реле короткого замыкания на землю не прерывается, и таким образом схема зарядки не может прерываться, и в этом случае зарядка предотвращается. Следовательно, операция зарядки может быть плавно выполнена.

Кроме того, согласно раскрытию сущности в Документе 1, когда электромобиль переходит в режим зарядки, реле короткого замыкания на землю сначала управляется, чтобы замыкаться, чтобы подключать розетку к разъему на стороне транспортного средства, и затем анализируется то, работает или нет прерыватель короткого замыкания на землю без нарушений.

Проблемы, на решение которых направлено изобретение

Тем не менее, имеется случай, когда определение относительно того, возникает или нет сбой, осуществляется после того как розетка подключается к разъему на стороне транспортного средства, как в случае зарядного устройства, раскрытого в Документе 1. В этом случае если розетка не подключена к разъему на стороне транспортного средства, например вследствие отключения в кабеле, не может быть определено то, возникает или нет сбой в системе зарядки, пока кабель не восстановлен или не заменен. Соответственно в случае если имеется неисправность в кабеле, сбой системы зарядки не может определяться до тех пор, пока кабель не восстановлен или не заменен. Это увеличивает время, требуемое для того, чтобы определять сбой в системе зарядки.

Задачей настоящего изобретения является создание системы зарядки, обеспечивающей осуществление немедленного определения относительно того, возникает или нет сбой в системе зарядки, и способа для управления системой зарядки.

Средство решения проблем

Система зарядки согласно аспекту настоящего изобретения включает в себя зарядное устройство, которое подает в механизм накопления энергии электроэнергию, подаваемую через соединительное средство из источника питания, внешнего для транспортного средства, и модуль управления. Модуль управления выполнен с возможностью осуществления заранее определенного процесса, когда соединительное средство подключено к транспортному средству в состоянии, когда соединительное средство подключено к источнику питания, и выполнен с возможностью осуществления заранее определенного процесса до того как соединительное средство подключается к источнику питания, когда соединительное средство подключено к транспортному средству в состоянии, когда соединительное средство не подключено к источнику питания.

Согласно вышеописанной конфигурации, когда соединительное средство подключено к транспортному средству в состоянии, когда соединительное средство подключено к источнику питания, осуществляется заранее определенный процесс. Когда соединительное средство подключено к транспортному средству в состоянии, когда соединительное средство не подключено к источнику питания, заранее определенный процесс выполняется до того как соединительное средство подключается к источнику питания. Следовательно, даже если транспортное средство не подключается через соединительное средство к внешнему источнику питания, заранее определенный процесс может выполняться, когда соединительное средство подключено к транспортному средству. Соответственно, например, даже когда возникает отключение в соединительном средстве, процесс определения того, возникает сбой или нет в системе зарядки, может быть осуществлен до того как соединительное средство восстановлено или заменено. Следовательно, сразу может быть определено то, возникает или нет сбой в системе зарядки.

Предпочтительно, соединительное средство содержит первый механизм формирования, который формирует первый сигнал, когда соединительное средство подключено к транспортному средству и источнику питания, внешнему для транспортного средства, и второй механизм формирования, который формирует второй сигнал, когда соединительное средство подключено к транспортному средству. Механизм переключения предусмотрен между механизмом накопления энергии и зарядным устройством, чтобы переключать механизм накопления энергии и зарядное устройство из отключенного состояния в подключенное состояние, когда второй сигнал формируется. Модуль управления выполнен с возможностью осуществлять заранее определенный процесс, когда механизм накопления энергии и зарядное устройство переключаются из отключенного состояния в подключенное состояние в состоянии, когда первый сигнал формируется, и выполнен с возможностью осуществлять заранее определенный процесс до того как первый сигнал формируется, когда механизм накопления энергии и зарядное устройство переключаются из отключенного состояния в подключенное состояние в состоянии, когда первый сигнал не формируется.

Согласно вышеописанной конфигурации, первый сигнал формируется, когда соединительное средство подключено к транспортному средству и источнику питания, внешнему для транспортного средства. Второй сигнал формируется, когда соединительное средство подключено к транспортному средству. Когда второй сигнал формируется, т.е. соединительное средство подключено к транспортному средству, механизм накопления энергии и зарядное устройство переключаются из отключенного состояния в подключенное состояние. Когда механизм накопления энергии и зарядное устройство переключаются из отключенного состояния в подключенное состояние в состоянии, когда первый сигнал формируется, выполняется заранее определенный процесс. Кроме того, когда механизм накопления энергии и зарядное устройство переключаются из отключенного состояния в подключенное состояние в состоянии, когда первый сигнал не формируется, заранее определенный процесс выполняется до того как первый сигнал формируется. Следовательно, заранее определенный процесс может выполняться, когда соединительное средство подключено к транспортному средству, без необходимости подключать транспортное средство и внешний источник питания через соединительное средство.

Дополнительно предпочтительно, первый сигнал представляет собой пилотный сигнал, представляющий значение тока, который может подаваться посредством соединительного средства.

Согласно вышеописанной конфигурации, с помощью пилотного сигнала, представляющего значение тока, который может подаваться посредством соединительного средства, может быть определено то, соединены или нет транспортное средство и внешний источник питания между собой.

Дополнительно предпочтительно, второй сигнал представляет собой сигнал из разъема, представляющий состояние, когда соединительное средство подключено к транспортному средству.

Согласно вышеописанной конфигурации, с помощью сигнала из разъема может быть определено то, подключено или нет соединительное средство к транспортному средству.

Дополнительно предпочтительно, механизм переключения представляет собой реле, предусмотренное в транспортном средстве.

Согласно вышеописанной конфигурации, механизм накопления энергии и зарядное устройство могут отключаться и подключаться между собой посредством размыкания и замыкания реле.

Дополнительно предпочтительно, первый механизм формирования представляет собой схему управляющих пилотных сигналов, а второй механизм формирования - переключатель.

Согласно вышеописанной конфигурации, первый сигнал может быть сформирован с использованием схемы управляющих пилотных сигналов, а второй сигнал может быть сформирован с использованием переключателя.

Дополнительно предпочтительно, соединительное средство представляет собой зарядный кабель.

Согласно вышеописанной конфигурации, электроэнергия может подаваться из внешнего источника питания через зарядный кабель в транспортное средство.

Дополнительно предпочтительно, соединительное средство представляет собой оборудование для энергоснабжения транспортного средства (ОЭСТС).

Согласно вышеописанной конфигурации, электроэнергия может подаваться из внешнего источника питания через ОЭСТС в транспортное средство.

Дополнительно предпочтительно, механизм накопления энергии представляет собой аккумулятор.

Согласно вышеописанной конфигурации, электроэнергия, подаваемая из источника питания, внешнего для транспортного средства, может подаваться в аккумулятор.

Дополнительно предпочтительно, заранее определенный процесс представляет собой процесс определения того, возникает или нет сбой в системе зарядки.

Согласно вышеописанной конфигурации, может быть определено то, возникает или нет сбой в системе зарядки.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схема принципиальной конфигурации гибридного транспортного средства;

Фиг.2 - схема зарядного кабеля;

Фиг.3 - схема разъема зарядного кабеля;

Фиг.4 - диаграмма пилотного сигнала CPLT;

Фиг.5 - схема устройства прерывания схемы зарядки (УПСЗ);

Фиг.6 - функциональная блок-схема ГТС_ЭМУ;

Фиг.7 - блок-схема последовательности операций способа, показывающая управляющую структуру программы, выполняемой посредством ГТС_ЭМУ;

Фиг.8 - временная диаграмма (первая), показывающая состояние и т.п. зарядного устройства; и

Фиг.9 - временная диаграмма (вторая), показывающая состояние и т.п. зарядного устройства.

Наилучший способ осуществления изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения далее описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых идентичные компоненты обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Их названия и функции являются идентичными и поэтому их описание не повторяется.

Со ссылкой на фиг.1 далее описывается гибридное транспортное средство, к которому применяется система зарядки согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Это гибридное транспортное средство имеет двигатель 100, электродвигатель-генератор 200 (ЭГ), инвертор 300, преобразователь 400, аккумуляторный источник 500 питания, зарядное устройство 600, электронный блок 1100 управления (ЭМУ) источника питания, электронный блок управления гибридным транспортным средством ГТС_ЭМУ 1200 и ЭМУ 1300 зарядки. Следует отметить, что число ЭМУ не ограничено тремя. Помимо этого, ЭМУ 1100 источника питания, ГТС_ЭМУ 1200 и ЭМУ 1300 зарядки могут быть неразъемно выполнены с возможностью формировать один ЭМУ.

Гибридное транспортное средство движется посредством движущей силы от, по меньшей мере, одного из двигателя 100 и ЭГ 200. Вместо гибридного транспортного средства может применяться электромобиль, транспортное средство на топливных элементах и т.п., которые двигаются только посредством движущей силы ЭГ 200.

ЭГ 200 выступает в качестве трехфазного электродвигателя переменного тока. ЭГ 200 выполняет операцию приведения посредством электроэнергии, накапливаемой в аккумуляторном источнике 500 питания. Электроэнергия, преобразованная из постоянного тока в переменный ток посредством инвертора 300, подается в ЭГ 200.

Движущая сила ЭГ 200 передается на колеса. Это инструктирует ЭГ 200 помогать двигателю 100 и транспортному средству работать посредством движущей силы от ЭГ 200. С другой стороны, в ходе рекуперативного торможения гибридного транспортного средства ЭГ 200 приводится в действие посредством колес, чтобы тем самым управлять ЭГ 200 как генератором мощности. Соответственно ЭГ 200 работает как рекуперативный тормоз для преобразования энергии торможения в электроэнергию. Электроэнергия, формируемая посредством ЭГ 200, преобразуется посредством инвертора 300 из переменного тока в постоянный ток и затем накапливается в аккумуляторном источнике 500 питания.

Аккумуляторный источник 500 питания выступает в качестве набора аккумуляторов, имеющего конфигурацию, в которой множество модулей аккумулятора, каждый из которых имеет множество элементов аккумулятора, интегрированных друг с другом, подключается последовательно. Напряжение разрядки из аккумуляторного источника 500 питания и напряжение зарядки в аккумуляторный источник 500 питания регулируются посредством преобразователя 400.

Зарядное устройство 600 подключается к положительному контактному зажиму и отрицательному контактному зажиму аккумуляторного источника 500 питания. Следует отметить, что вместо аккумулятора может использоваться конденсатор (конденсор).

Зарядное устройство 600 управляет напряжением и током электроэнергии, подаваемой в аккумуляторный источник 500 питания. Зарядное устройство 600 подает постоянный ток в аккумуляторный источник 500 питания. Другими словами, зарядное устройство 600 преобразует переменный ток в постоянный ток. Кроме того, зарядное устройство 600 преобразуют с повышением напряжение.

Когда аккумуляторный источник 500 питания заряжается, зарядное устройство 600 подает электроэнергию в аккумуляторный источник 500 питания извне гибридного транспортного средства. Следует отметить, что зарядное устройство 600 может находиться вне гибридного транспортного средства.

Датчик 602 напряжения предусмотрен в зарядном устройстве 600. Сигнал, представляющий значение напряжения, определяемое посредством датчика 602 напряжения, передается в ЭМУ 1300 зарядки. Постоянное напряжение аккумуляторного источника 500 питания или переменное напряжение внешнего источника питания определяется посредством датчика 602 напряжения. Следует отметить, что датчик напряжения для определения постоянного напряжения аккумуляторного источника 500 питания может быть предусмотрен отдельно от датчика напряжения для определения переменного напряжения внешнего источника питания.

Зарядное устройство 600 подключается к внешнему источнику питания через зарядный кабель, подключенный к входному отверстию 604. Аккумуляторный источник 500 питания подключается к внешнему источнику питания через зарядное устройство 600.

Системное главное реле (СГР) 502 предусмотрено между аккумуляторным источником 500 питания и зарядным устройством 600. Когда СГР 502 размыкается, аккумуляторный источник 500 питания и зарядное устройство 600 отключаются друг от друга. Когда СГР 502 замыкается, аккумуляторный источник 500 питания и зарядное устройство 600 подключаются друг к другу.

Далее описываются ЭМУ 1100 источника питания, ГТС_ЭМУ 1200 и ЭМУ 1300 зарядки. ЭМУ 1100 источника питания, ГТС_ЭМУ 1200 и ЭМУ 1300 зарядки предусмотрены для того чтобы обеспечивать возможность связи друг с другом. ЭМУ 1100 источника питания, ГТС_ЭМУ 1200 и ЭМУ 1300 зарядки соответствуют компьютеру, сконфигурированному с помощью центрального процессора (ЦП), ПЗУ, ОЗУ и т.п. ЭМУ 1100 источника питания, ГТС_ЭМУ 1200 и ЭМУ 1300 зарядки работают с помощью электроэнергии, подаваемой из вспомогательного аккумулятора (не показан).

ЭМУ 1100 источника питания всегда активируется в то время, когда электроэнергия подается из вспомогательного аккумулятора. ЭМУ 1100 источника питания управляет ГТС_ЭМУ 1200, чтобы переключаться между активированным состоянием и деактивированным состоянием (состоянием, когда подача электроэнергии прерывается). ГТС_ЭМУ 1200 управляет активацией ЭМУ 1300 зарядки.

ЭМУ 1100 источника питания передает IG-сигнал в ГТС_ЭМУ 1200, чтобы тем самым переключать ГТС_ЭМУ 1200 между активированным состоянием и деактивированным состоянием. Когда команда IG_ON выводится с использованием IG-сигнала, ГТС_ЭМУ 1200 активируется. Когда команда IG_OFF выводится с использованием IG-сигнала, ГТС_ЭМУ 1200 деактивируется.

ГТС_ЭМУ 1200 принимает сигнал из датчиков 1010 и 1012 напряжения и датчиков 1020 и 1022 тока.

Датчик 1010 напряжения определяет значение напряжения аккумуляторного источника 500 питания. Датчик 1012 напряжения определяет значение линейного напряжения (значение напряжения в области между преобразователем 400 и инвертором 300).

Датчик 1020 тока определяет значение тока, разряжаемого из аккумуляторного источника 500 питания, и значение тока, подаваемого в аккумуляторный источник 500 питания. Датчик 1022 тока определяет значение тока, подаваемого из зарядного устройства 600 в аккумуляторный источник 500 питания.

ГТС_ЭМУ 1200 вычисляет состояние зарядки (СЗ) аккумуляторного источника 500 питания на основе значений напряжения, тока и т.п., вводимых из этих датчиков. Поскольку СЗ может вычисляться с использованием известной общей технологии, ее подробное описание не повторяется. Кроме того, ГТС_ЭМУ 1200 управляет инвертором 300, преобразователем 400, СГР 502 и т.п.

ЭМУ 1300 зарядки управляет зарядным устройством 600. Зарядное устройство 600 принимает сигнал, представляющий значение тока, определяемое посредством датчика 1024 тока, в дополнение к сигналу, представляющему значение напряжения, определяемое посредством датчика 602 напряжения. Датчик 1024 тока определяет значение тока (значение переменного тока), подаваемого из источника питания, внешнего для гибридного транспортного средства, через зарядный кабель 700.

Со ссылкой на фиг.2 далее описывается зарядный кабель 700. Зарядный кабель 700 содержит разъем 710, штепсель 720 и УПСЗ (устройство прерывания схемы зарядки) 730. Зарядный кабель 700 соответствует ОЭСТС (оборудование для энергоснабжения транспортного средства).

Разъем 710 зарядного кабеля 700 подключается к входному отверстию 604, предусмотренному в гибридном транспортном средстве. Разъем 710 содержит переключатель 712. Когда переключатель 712 замкнут в состоянии, когда разъем 710 зарядного кабеля 700 подключен к входному отверстию 604, предусмотренному в гибридном транспортном средстве, ЭМУ 1100 источника питания и ГТС_ЭМУ 1200 принимают сигнал CNCT из разъема, представляющий то, что разъем 710 зарядного кабеля 700 подключен к входному отверстию 604, предусмотренному в гибридном транспортном средстве.

В настоящем варианте осуществления, когда ЭМУ 1100 источника питания и ГТС_ЭМУ 1200 принимают сигнал CNCT из разъема, ЭМУ 1100 источника питания активирует ГТС_ЭМУ 1200, который затем управляет СГР 502 так, чтобы замыкаться.

Переключатель 712 замыкается и размыкается вместе с крепежным соединением, которое прикрепляет разъем 710 зарядного кабеля 700 к входному отверстию 604 гибридного транспортного средства. Крепежное соединение поворачивается посредством нажатия пользователем кнопки, предусмотренной на разъеме 710.

Например, когда оператор сдвигает палец с кнопки 714 разъема 710, показанного на фиг.3, в состоянии, когда разъем 710 зарядного кабеля 700 подключен к входному отверстию 604, предусмотренному в гибридном транспортном средстве, крепежное соединение 716 зацепляется с входным отверстием 604, предусмотренным в гибридном транспортном средстве, и переключатель 712 замыкается. Когда оператор нажимает кнопку 714, крепежное соединение 716 отцепляется от входного отверстия 604, и переключатель 712 размыкается. Следует отметить, что способ размыкания и замыкания переключателя 712 этим не ограничен.

Снова ссылаясь на фиг.2, штепсель 720 зарядного кабеля 700 подключается к розетке 802, предусмотренной дома. Розетка 802 принимает электроэнергию переменного тока из источника 800 питания, внешнего для гибридного транспортного средства.

УПСЗ 730 содержит реле 732 и схему 734 управляющих пилотных сигналов. В состоянии, когда реле 732 разомкнуто, прерывается путь, через который электроэнергия подается в гибридное транспортное средство из источника 800 питания, внешнего для гибридного транспортного средства. В состоянии, когда реле 712 замкнуто, электроэнергия может подаваться в гибридное транспортное средство из источника 800 питания, внешнего для гибридного транспортного средства. ГТС_ЭМУ 1200 управляет состоянием реле 732 в состоянии, когда разъем 710 зарядного кабеля 700 подключен к входному отверстию 604 гибридного транспортного средства. УПСЗ 730 активируется, когда штепсель 720 зарядного кабеля 700 подключен к розетке 802. УПСЗ 730 работает с помощью электроэнергии, подаваемой из источника 800 питания, внешнего для гибридного транспортного средства.

Схема 734 управляющих пилотных сигналов передает пилотный сигнал (прямоугольный импульсный сигнал) CPLT в линию управляющих пилотных сигналов в состоянии, когда штепсель 720 зарядного кабеля 700 подключен к розетке 802, т.е. внешнему источнику 800 питания, и когда разъем 710 подключен к входному отверстию 604, предусмотренному в гибридном транспортном средстве.

Когда штепсель 720 зарядного кабеля 700 подключен к розетке 802, схема 734 управляющих пилотных сигналов может выводить постоянный пилотный сигнал CPLT, даже если разъем 710 отключен от входного отверстия 604, предусмотренного в гибридном транспортном средстве. Тем не менее, ГТС_ЭМУ 1200 не может определять пилотный сигнал CPLT, который выводится в состоянии, когда разъем 710 отключен от входного отверстия 604, предусмотренного в гибридном транспортном средстве.

Когда штепсель 720 зарядного кабеля 700 подключен к розетке 802, разъем 710 подключен к входному отверстию 604 гибридного транспортного средства, и электрический потенциал пилотного сигнала CPLT понижен до заданного значения, схема 734 управляющих пилотных сигналов формирует пилотный сигнал CPLT заранее определенной ширины импульса (рабочего цикла), как показано на фиг.4.

Гибридному транспортному средству сообщается допустимая нагрузка по току зарядного кабеля 700 (значение тока, который может подаваться посредством зарядного кабеля 700) в соответствии с шириной импульса пилотного сигнала CPLT. Ширина импульса пилотного сигнала CPLT является постоянной независимо от напряжения и тока внешнего источника 800 питания.

В случае, если другой зарядный кабель используется, ширина импульса пилотного сигнала CPLT может варьироваться. Другими словами, ширина импульса пилотного сигнала CPLT может задаваться для каждого типа зарядных кабелей.

Ссылаясь на фиг.5, далее дополнительно описывается УПСЗ 730. УПСЗ 730 содержит катушку 736 индуктивности и детектор 738 коротких замыканий на землю наряду с реле 732 и схемой 734 управляющих пилотных сигналов. Схема 734 управляющих пилотных сигналов содержит осциллятор 740 и резистивный элемент 742.

Осциллятор 740 работает с помощью электроэнергии, подаваемой из источника 800 питания. Осциллятор 740 выводит неколебательный сигнал, когда выводимый электрический потенциал резистивного элемента 742 находится около заданного электрического потенциала V1 (например, 12 В) и выводит сигнал, формируемый на заранее определенной частоте (например, 1 кГц) и в заранее определенном рабочем цикле, когда выводимый электрический потенциал резистивного элемента 742 понижен ниже V1. Другими словами, когда электрический потенциал пилотного сигнала CPLT находится около V1, схема 734 управляющих пилотных сигналов не формирует пилотный сигнал CPLT. Когда электрический потенциал пилотного сигнала CPLT понижен ниже V1, схема 734 управляющих пилотных сигналов формирует пилотный сигнал CPLT на заранее определенной частоте и в заранее определенном рабочем цикле. Следует отметить, что электрический потенциал пилотного сигнала CPLT манипулируется посредством переключения значения сопротивления посредством использования схемы 900 сопротивления, которая описывается ниже.

Схема 734 управляющих пилотных сигналов подает ток в катушку 736 индуктивности, когда электрический потенциал пилотного сигнала CPLT находится около заданного электрического потенциала V3 (например, 6 В). Когда катушка 736 индуктивности принимает ток от схемы 734 управляющих пилотных сигналов, она формирует электромагнитную мощность, чтобы инструктировать реле 732 замыкаться.

Детектор 738 коротких замыканий на землю предусмотрен в паре линий питания для подачи мощности для зарядки из источника 800 питания в гибридное транспортное средство со штепсельным соединением. Детектор 738 коротких замыканий на землю определяет наличие короткого замыкания на землю. В частности, детектор 738 коротких замыканий на землю определяет то, что токи, протекающие через пару линий питания в направлении, противоположном друг другу, находятся в равновесии друг с другом. Когда это равновесие нарушается, детектор 738 коротких замыканий на землю определяет возникновение короткого замыкания на землю. Когда детектор 738 коротких замыканий на землю определяет короткое замыкание на землю, подача питания в катушку 736 индуктивности прерывается и реле 732 выключается.

Далее описывается схема 900 сопротивления. Схема 900 сопротивления содержит резистивные элементы 902, 904, реле 906 и узел 908 заземления. Резистивный элемент 902 подключается между сигнальной линией пилотного сигнала CPLT и узлом 908 заземления. Резистивный элемент 904 и реле 906 подключаются последовательно между сигнальной линией пилотного сигнала CPLT и узлом 908 заземления и подключаются параллельно с резистивным элементом 902. Реле 906 управляется посредством сигнала переключения от ГТС_ЭМУ 1200.

Схема 900 сопротивления переключает электрический потенциал пилотного сигнала CPLT в соответствии с сигналом переключения. В случае если реле 906 размыкается, электрический потенциал пилотного сигнала CPLT понижается до заранее определенного электрического потенциала V2 (например, 9 В) посредством резистивного элемента 902. В случае если реле 906 замыкается, электрический потенциал пилотного сигнала CPLT дополнительно понижается до электрического потенциала V3 (например, 6 В) посредством резистивного элемента 904.

Ссылаясь на фиг.6, далее описывается функция ГТС_ЭМУ 1200. Следует отметить, что функции, описанные ниже, могут реализовываться посредством аппаратных средств или программного обеспечения.

ГТС_ЭМУ 1200 содержит первый функциональный модуль 1201 и второй функциональный модуль 1202.

Когда разъем 710 зарядного кабеля 700 подключен к входному отверстию 604 транспортного средства в состоянии, когда штепсель 720 зарядного кабеля 700 подключен к источнику 800 питания, первый функциональный модуль 1201 устанавливает связь между ГТС_ЭМУ 1200 и ЭМУ 1300 зарядки и выводит команду в ЭМУ 1300 зарядки, чтобы определять, возникает или нет сбой в зарядном устройстве 600. Другими словами, зарядное устройство 600 активируется таким образом, что оно может заряжать аккумуляторный источник 500 питания.

Более конкретно, когда разомкнутое СГР 502 замыкается в состоянии, когда пилотный сигнал CPLT формируется, связь устанавливается между ГТС_ЭМУ 1200 и ЭМУ 1300 зарядки. Затем определяется, возникает или нет сбой в зарядном устройстве 600.

Например, когда напряжение, определяемое посредством датчика 602 напряжения, меньше или равно пороговому значению (например, 0 В), определяется то, что сбой возникает в зарядном устройстве 600. Следует отметить, что одно из установления связи и определения сбоя может быть выполнено.

Когда разъем 710 зарядного кабеля 700 подключен к входному отверстию 604 транспортного средства в состоянии, когда штепсель 720 зарядного кабеля 700 не подключен к источнику 800 питания, второй функциональный модуль 1202 устанавливает связь между ГТС_ЭМУ 1200 и ЭМУ 1300 зарядки до того, как штепсель 720 зарядного кабеля 700 подключен к источнику 800 питания, и выводит команду в ЭМУ 1300 зарядки, чтобы определять, возникает или нет сбой в зарядном устройстве 600.

Более конкретно, когда разомкнутое СГР 502 замыкается в состоянии, когда пилотный сигнал CPLT не формируется, связь устанавливается между ГТС_ЭМУ 1200 и ЭМУ 1300 зарядки до того как пилотный сигнал CPLT формируется. Затем определяется то, возникает или нет сбой в зарядном устройстве 600.

Ссылаясь на фиг.7, далее описывается управляющая структура программы, выполняемой посредством ГТС_ЭМУ 1200. Следует отметить, что программа, описанная ниже, выполняется, например, во время останова транспортного средства. Программа, выполняемая посредством ЭМУ 1300 зарядки, может быть записана на носитель записи, такой как CD (компакт-диск), DVD (универсальный цифровой диск) и ПЗУ, и представлена на рынке.

На этапе (далее - сокращенно S) 100 ГТС_ЭМУ 1200 определяет, вводится или нет сигнал CNCT из разъема в транспортное средство. Если сигнал из разъема вводится в транспортное средство (ДА на этапе S100), процесс переходит к этапу S102. Если нет (НЕТ на этапе S100), процесс возвращается к этапу S100.

На этапе S102 ГТС_ЭМУ 1200 определяет, подключен или нет штепсель 720 зарядного кабеля 700 к источнику 800 питания, т.е. определяется или нет пилотный сигнал CPLT. Если штепсель 720 зарядного кабеля 700 подключен к источнику 800 питания, т.е. пилотный сигнал CPLT определяется (ДА на этапе S102), процесс переходит к этапу S110. Если нет (НЕТ на этапе S102), процесс переходит к этапу S130.

На этапе S110 ГТС_ЭМУ 1200 инструктирует СГР 502 замыкаться. На этапе S112 ГТС_ЭМУ 1200 устанавливает связь с ГТС_ЭМУ 1200 и выводит команду в ЭМУ 1300 зарядки, чтобы определять, возникает или нет сбой в зарядном устройстве 600.

На этапе S114 ГТС_ЭМУ 1200 определяет, возникает или нет сбой в зарядном устройстве 600. Если сбой возникает в зарядном устройстве 600 (ДА на этапе S114), процесс переходит к этапу S122. Если нет (НЕТ на этапе S114), процесс переходит к этапу S116.

На этапе S116 ГТС_ЭМУ 1200 инструктирует реле 732 УПСЗ 730 замыкаться. На этапе S118 ГТС_ЭМУ 1200 определяет то, определяется или нет переменное напряжение посредством датчика 602 напряжения зарядного устройства 600. Если переменное напряжение определяется (ДА на этапе S118), процесс переходит к этапу S120. Если нет (НЕТ на этапе S118), процесс переходит к этапу S122.

На этапе S120 ГТС_ЭМУ 1200 начинает заряжать аккумуляторный источник 500 питания. На этапе S122 ГТС_ЭМУ 1200 включает лампу аварийной сигнализации (не показана), предусмотренную в транспортном средстве. Затем процесс завершается.

На этапе S130 ГТС_ЭМУ 1200 инструктирует СГР 502 замыкаться. На этапе S132 ГТС_ЭМУ 1200 устанавливает связь с ГТС_ЭМУ 1200 и выводит команду в ЭМУ 1300 зарядки, чтобы определять, возникает или нет сбой в зарядном устройстве 600.

На этапе S134 ГТС_ЭМУ 1200 определяет, возникает или нет сбой в зарядном устройстве 600. Если сбой возникает в зарядном устройстве 600 (ДА на этапе S134), процесс переходит к этапу S144. Если нет (НЕТ на этапе S134), процесс переходит к этапу S136.

На этапе S136 ГТС_ЭМУ 1200 определяет, подключен или нет штепсель 720 зарядного кабеля 700 к источнику 800 питания, т.е. определяется или нет пилотный сигнал CPLT. Если штепсель 720 зарядного кабеля 700 подключен к источнику 800 питания (ДА на этапе S136), процесс переходит к этапу S138. Если нет (НЕТ на этапе S136), процесс возвращается к этапу S136.

На этапе S138 ГТС_ЭМУ 1200 инструктирует реле 732 УПСЗ 730 замыкаться. На этапе S140 ГТС_ЭМУ 1200 определяет то, определяется или нет переменное напряжение посредством датчика 602 напряжения зарядного устройства 600. Если переменное напряжение определяется (ДА на этапе S140), процесс переходит к этапу S142. Если нет (НЕТ на этапе S140), процесс переходит к этапу S144.

На этапе S142 ГТС_ЭМУ 1200 начинает заряжать аккумуляторный источник 500 питания. На этапе S144 ГТС_ЭМУ 1200 включает лампу аварийной сигнализации, предусмотренную в транспортном средстве. Затем процесс завершается.

Далее описывается работа системы зарядки согласно настоящим вариантам осуществления на основе вышеописанных структур и блок-схем последовательности операций способа.

Случай, когда зарядный кабель 700 подключается к транспортному средству после того как он подключен к источнику 800 питания

Когда пользователь подключает штепсель 720 зарядного кабеля 700 к источнику 800 питания и затем подключает разъем 710 зарядного кабеля 700 к входному отверстию 604 транспортного средства, сигнал CNCT из разъема вводится в транспортное средство (ДА на этапе S100), как показано во время T1 на фиг.8. Кроме того, поскольку штепсель 720 зарядного кабеля 700 подключен к источнику 800 питания, УПСЗ 730 зарядного кабеля 700 активируется.

В этом состоянии пилотный сигнал CPLT определяется (ДА на этапе S102). Соответственно во время T2 СГР 502 инструктируется замыкаться (S110). Во время T3 связь устанавливается между ГТС_ЭМУ 1200 и ЭМУ 1300 зарядки, и затем команда выдается в ЭМУ 1300 зарядки, чтобы определять, возникает или нет сбой в зарядном устройстве 600 (S112). Это инструктирует активацию зарядного устройства 600. Когда зарядное устройство 600 активировано, сигнал состояния зарядного устройства, показывающий состояние зарядного устройства 600, представляет "ожидание".

Если зарядное устройство 600 работает без нарушений (НЕТ на этапе S114), реле 732 УПСЗ 730 переводится в замкнутое состояние во время T4 (S116). Это дает возможность источнику 800 питания, внешнему для транспортного средства, подавать электроэнергию в транспортное средство.

Если переменное напряжение определяется посредством датчика 602 напряжения зарядного устройства 600 (ДА на этапе S118), электроэнергия может подаваться без перебоев. Следовательно, зарядка начинается во время T5 (S120). Когда зарядка начата, сигнал состояния зарядного устройства представляет "зарядка начата". Затем сигнал состояния зарядного устройства представляет "в ходе зарядки" во время T6.

Если сбой возникает в зарядном устройстве 600 (ДА на этапе S114) или если переменное напряжение не определяется (НЕТ на этапе S118), включается лампа аварийной сигнализации, чтобы сообщать пользователю о сбое (S122).

Случай, когда зарядный кабель 700 подключается к транспортному средству до того как он подключен к источнику 800 питания

Когда разъем 710 зарядного кабеля 700 подключен к входному отверстию 604 транспортного средства до того как штепсель 720 зарядного кабеля 700 подключается к источнику 800 питания, сигнал CNCT из разъема вводится в транспортное средство во время T11 на фиг.9 (ДА на этапе S100). Поскольку штепсель 720 зарядного кабеля 700 не подключен к источнику 800 питания, УПСЗ 730 зарядного кабеля 700 не активируется.

В этом состоянии пилотный сигнал CPLT не определяется (НЕТ на этапе S102). Соответственно СГР 502 инструктируется замыкаться во время T12 (S130). Во время T13 устанавливается связь между ГТС_ЭМУ 1200 и ЭМУ 1300 зарядки, и затем выдается команда в ЭМУ 1300 зарядки, чтобы определять, возникает или нет сбой в зарядном устройстве 600 (S130). Другими словами, до того как штепсель 720 зарядного кабеля 700 подключается к источнику 800 питания, связь устанавливается между ГТС_ЭМУ 1200 и ЭМУ 1300 зарядки, и определяется, возникает или нет сбой в зарядном устройстве 600.

Следовательно, даже если транспортное средство и внешний источник 800 питания не подключены между собой через зарядный кабель 700, зарядный кабель 700 подключается к транспортному средству, что дает возможность установления связи между ГТС_ЭМУ 1200 и ЭМУ 1300 зарядки, так что в итоге может быть определено, возникает или нет сбой в зарядном устройстве 600.

Если зарядное устройство 600 работает без нарушений (НЕТ на этапе S134), определяется, подключен или нет штепсель 720 зарядного кабеля 700 к источнику 800 питания, т.е. определяется или нет пилотный сигнал CPLT (S136).

Когда пилотный сигнал CPLT определяется во время T14 (ДА на этапе S136), УПСЗ 730 зарядного кабеля 700 активируется. Кроме того, реле 732 УПСЗ 730 инструктируется замыкаться во время T15 (S138). Если переменное напряжение определяется посредством датчика 602 напряжения зарядного устройства 600 (ДА на этапе S140), зарядка начинается во время T16 (S142).

Если сбой возникает в зарядном устройстве 600 (ДА на этапе S134) или если переменное напряжение не определяется (НЕТ на этапе S140), включается лампа аварийной сигнализации (S144).

Как описано выше, согласно системе зарядки по настоящим вариантам осуществления, когда разъем зарядного кабеля подключен к входному отверстию транспортного средства в состоянии, когда штепсель зарядного кабеля подключен к источнику питания, внешнему для транспортного средства, определяется, возникает или нет сбой в зарядном устройстве. Если разъем зарядного кабеля подключен к входному отверстию транспортного средства в состоянии, когда штепсель зарядного кабеля не подключен к источнику питания, внешнему для транспортного средства, определяется, возникает или нет сбой в зарядном устройстве, до того как штепсель зарядного кабеля подключается к источнику питания, внешнему для транспортного средства. Соответственно даже если транспортное средство и внешний источник питания не подключены между собой через зарядный кабель, подключение зарядного кабеля к транспортному средству позволяет определять относительно того, возникает или нет сбой в зарядном устройстве. Следовательно, например, даже когда возникает отключение в зарядном кабеле, может быть определено, возникает или нет сбой в зарядном устройстве, до того как зарядный кабель восстанавливается или заменяется. Как результат, сразу может быть определено, возникает или нет сбой в зарядном устройстве.

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

Изобретение относится к области транспортных средств с электроприводом, питающимся от источника постоянного тока, установленного на транспортном средстве и подзаряжаемого от внешнего источника питания. Предложенная система зарядки выполняет программу, включающую этап определения того, подключен или нет зарядный кабель к источнику питания, внешнему для транспортного средства. Если зарядный кабель подключен к входному отверстию транспортного средства, вводится в транспортное средство, проводится этап определения того, возникает или нет сбой в зарядном устройстве, установленном в транспортном средстве, когда зарядный кабель не подключен к источнику питания. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ для управления системой зарядки для подачи в устройство (500) накопления энергии, установленное на транспортном средстве, электроэнергии, подаваемой через соединительное средство (700) от источника (800) питания, внешнего для транспортного средства, при котором:
выполняют действия, чтобы осуществлять заранее определенный процесс, когда соединительное средство (700) подключено к транспортному средству в состоянии, когда соединительное средство (700) подключено к источнику (800) питания; и выполняют действия, чтобы осуществлять упомянутый заранее определенный процесс до того, как соединительное средство (700) подключается к источнику (800) питания, когда соединительное средство (700) подключено к транспортному средству в состоянии, когда соединительное средство (700) не подключено к источнику (800) питания.

2. Система зарядки для подачи в устройство (500) накопления энергии, установленное в транспортном средстве, электроэнергии, подаваемой через соединительное средство (700) от источника (800) питания, внешнего для транспортного средства, при этом система зарядки содержит:
первое функциональное средство (1200) для выполнения действий, чтобы осуществлять заранее определенный процесс, когда соединительное средство (700) подключено к транспортному средству в состоянии, когда соединительное средство (700) подключено к источнику (800) питания, и
второе функциональное средство (1200) для выполнения действий, чтобы осуществлять упомянутый заранее определенный процесс до того, как соединительное средство (700) подключается к источнику (800) питания, когда соединительное средство (700) подключено к транспортному средству в состоянии, когда соединительное средство (700) не подключено к источнику (800) питания.

3. Система зарядки по п.2, в которой соединительное средство (700) содержит первый механизм (734) формирования, который формирует первый сигнал, когда соединительное средство (700) подключено к транспортному средству и источнику (800) питания, внешнему для транспортного средства, и второй механизм (712) формирования, который формирует второй сигнал, когда соединительное средство (700) подключено к транспортному средству, и между упомянутым устройством (500) накопления энергии и упомянутой системой зарядки предусмотрен механизм (502) переключения, чтобы переключать устройство (500) накопления энергии и систему зарядки из отключенного состояния в подключенное состояние, когда формируется второй сигнал,
причем первое функциональное средство (1200) содержит средство для выполнения действий, чтобы осуществлять упомянутый заранее определенный процесс, когда устройство (500) накопления энергии и система зарядки переключаются из отключенного состояния в подключенное состояние в состоянии, когда формируется первый сигнал, и второе функциональное средство (1200) содержит средство для выполнения действий, чтобы осуществлять упомянутый заранее определенный процесс до того, как формируется первый сигнал, когда устройство (500) накопления энергии и система зарядки переключаются из отключенного состояния в подключенное состояние в состоянии, когда первый сигнал не формируется.

4. Система зарядки по п.3, в которой первый сигнал представляет собой пилотный сигнал, представляющий значение тока, который может подаваться посредством соединительного средства.

5. Система зарядки по п.3, в которой второй сигнал представляет собой сигнал из разъема, представляющий состояние, когда соединительное средство подключено к транспортному средству.

6. Система зарядки по п.3, в которой механизм (502) переключения представляет собой реле, предусмотренное в транспортном средстве.

7. Система зарядки по п.3, в которой первый механизм (734) формирования является схемой управляющих пилотных сигналов, а второй механизм (712) формирования - переключателем.

8. Система зарядки по п.2, в которой соединительное средство (700) является зарядным кабелем.

9. Система зарядки по п.2, в которой соединительное средство (700) является оборудованием для энергоснабжения транспортного средства.

10. Система зарядки по п.2, в которой устройство (500) накопления энергии является аккумулятором.

11. Система зарядки по п.2, в которой упомянутый заранее определенный процесс представляет собой процесс определения того, возникает или нет сбой в упомянутой системе зарядки.