УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2012 года по МПК B60L11/18 H02J7/02 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству управления для транспортного средства, и в частности к устройству для управления электрической системой, имеющей аккумуляторную батарею, аккумулирующую электрическую энергию, подаваемую от источника питания, внешнего для транспортного средства, через устройство питания электрического транспортного средства (EVSE).

Предшествующий уровень техники

Известны транспортные средства, такие как гибридное транспортное средство, электрическое транспортное средство и транспортное средство на топливных элементах, использующие электрический двигатель в качестве источника движущей силы. Такие транспортные средства имеют устройство для аккумулирования энергии, такое как аккумуляторная батарея, для аккумулирования электрической энергии, подаваемой к электрическому двигателю. Электрическая энергия, генерируемая во время рекуперативного торможения или генерируемая электрогенератором, установленным на транспортном средстве, аккумулируется в аккумуляторной батарее.

Имеются также транспортные средства, в которых электрическая энергия подается от источника питания, внешнего относительно транспортного средства, такого как бытовой источник питания, к аккумуляторной батарее, установленной в транспортном средстве, для зарядки аккумуляторной батареи. Розетка, расположенная на доме, связывается с соединителем (входом), расположенным на транспортном средстве, с помощью кабеля, для подачи электрической энергии от бытового источника питания к аккумуляторной батарее транспортного средства. Транспортное средство, имеющее аккумуляторную батарею, установленную на нем и заряжаемую источником питания, являющимся внешним для транспортного средства, далее также будет называться «транспортное средство с зарядкой от внешней электрической сети».

Обычно транспортное средство с зарядкой от внешней электрической сети заряжается в состоянии, когда данное транспортное средство припарковано на стоянке или т.п. Другими словами, после того как переключатель зажигания выключен, в состоянии, когда электронный блок управления (ECU) для управления электрической системой, установленный в транспортном средстве с зарядкой от внешней электрической сети, дезактивирован (состояние, при котором электрическая энергия не подается к ECU), кабель подсоединяется к транспортному средству с зарядкой от внешней электрической сети для зарядки аккумуляторной батареи. Соответственно, чтобы зарядить аккумуляторную батарею, необходимо активировать ECU, когда кабель присоединен к транспортному средству с зарядкой от внешней электрической сети. Технические средства, используемые для решения описанных выше проблем, раскрыты в опубликованном патенте Японии 10-304582 (патентный документ 1).

В опубликованном патенте Японии 10-304582 раскрыто индукционное зарядное устройство для зарядки аккумуляторной батареи с помощью индуктивного тока, генерируемого в заряжающей катушке, имеющей электромагнитную связь с катушкой питания, в котором катушка питания располагается в положении зарядки, предполагающем электромагнитную связь с заряжающей катушкой, результатом чего является состояние, в котором может быть осуществлена коммуникация. Индукционное зарядное устройство содержит устройство коммуникации, которое выдает сигнал активации в соответствии с коммуникацией с устройством питания в вышеописанном состоянии; и зарядный контроллер, активируемый сигналом активации от устройства коммуникации для управления зарядкой аккумуляторной батареи посредством тока заряжающей катушки. Когда катушка питания располагается в положении зарядки, осуществляется коммутация, на основании которой зарядный контроллер активируется устройством коммуникации для начала зарядки.

В индукционном зарядном устройств, раскрытом в данном документе, когда катушка питания располагается в положении зарядки в начале зарядки, устройство коммуникации приводится в состояние, в котором может быть осуществлена коммуникация. Например, имеется конечный выключатель, который замкнут, когда катушка питания располагается в положении зарядки, так что ток подается к устройству коммуникации, пока конечный выключатель замкнут. В этом состоянии устройство коммуникации устанавливает связь с источником питания и выдает сигнал активации в ответ на коммуникацию. В результате активируется зарядный контроллер, и аккумуляторная батарея заряжается под управлением зарядного контроллера.

В транспортном средстве с зарядкой от внешней электрической сети кабель может быть отсоединен от транспортного средства с зарядкой от внешней электрической сети во время зарядки аккумуляторной батареи. Если кабель отсоединится от транспортного средства с зарядкой от внешней электрической сети во время зарядки аккумуляторной батареи, т.е. в то время, когда электрическая энергия проходит через кабель, на клемме кабеля может возникнуть электрическая дуга, что может привести к повреждению данной клеммы. Однако в опубликованном патенте Японии 10-304582 не раскрыто какого-либо подходящего технического средства для остановки зарядки при отсоединении кабеля от транспортного средства с зарядкой от внешней электрической сети.

Краткое изложение существа изобретения

Технической задачей настоящего изобретения является создание устройства управления для транспортного средства, позволяющего немедленно остановить зарядку.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предлагается устройство управления для транспортного средства с электрической системой, имеющей аккумуляторную батарею, аккумулирующую электрическую энергию, поданную от внешнего источника питания через устройство питания электрического транспортного средства (EVSE). Устройство управления содержит первый блок управления, который принимает на входе сигнал соединения, указывающий, что устройство питания электрического транспортного средства (EVSE) соединено с транспортным средством, когда устройство питания электрического транспортного средства (EVSE) соединено с транспортным средством, и второй блок управления, который имеет рабочую частоту выше, чем рабочая частота первого блока управления, и принимает на входе сигнал соединения, когда устройство питания электрического транспортного средства (EVSE) соединено с транспортным средством. Первый блок управления активирует второй блок управления, когда на входе присутствует сигнал соединения. Второй блок управления управляет, в активированном состоянии, электрической системой для зарядки аккумуляторной батареи и управляет электрической системой для остановки зарядки аккумуляторной батареи, когда прекращается поступление сигнала соединения на вход.

Согласно этой конфигурации электрическая система, установленная в транспортном средстве, имеет аккумуляторную батарею, аккумулирующую электрическую энергию, поданную от источника питания, внешнего относительно транспортного средства, через устройство питания электрического транспортного средства (EVSE). Когда устройство питания электрического транспортного средства (EVSE) соединено с транспортным средством, первый блок управления и второй блок управления каждый принимают на входе сигнал соединения, указывающий, что устройство питания электрического транспортного средства (EVSE) соединено с транспортным средством. При приеме на входе сигнала соединения первый блок управления активирует второй блок управления. В активированном состоянии второй блок управления, имеющий рабочую частоту выше, чем рабочая частота первого блока управления, управляет электрической системой для зарядки аккумуляторной батареи. Когда поступление сигнала соединения на вход прекращается, второй блок управления управляет электрической системой для остановки зарядки аккумуляторной батареи. Соответственно, в случае, когда поступление сигнала соединения на вход прекращается, т.е. когда устройство питания электрического транспортного средства (EVSE) отсоединяется от транспортного средства, зарядка может быть остановлена вторым блоком управления, рабочая частота которого выше рабочей частоты первого блока управления, и который поэтому может детектировать прекращение поступления на вход сигнала соединения раньше первого блока управления. Поэтому зарядка может быть остановлена относительно мгновенно, например, по сравнению со случаем, когда зарядка останавливается первым блоком управления, дезактивирующим второй блок управления, когда прекращается поступление сигнала соединения на вход. В результате зарядка может быть остановлена мгновенно.

Предпочтительно второй блок управления передает, во время зарядки аккумуляторной батареи, сигнал зарядки на первый блок управления, указывающий, что аккумуляторная батарея заряжается; и прекращает передачу сигнала зарядки, когда зарядка аккумуляторной батареи останавливается. Первый блок управления выключает второй блок управления, когда прекращается поступление сигнала зарядки.

Согласно этой конфигурации, во время зарядки аккумуляторной батареи, сигнал зарядки, указывающий, что аккумуляторная батарея заряжается, передается от второго блока управления к первому блоку управления. Кроме того, когда зарядка аккумуляторной батареи останавливается, передача сигнала зарядки прекращается. Когда прекращается поступление сигнала зарядки, первый блок управления дезактивирует второй блок управления. Это позволяет уменьшить электрическую энергию, потребляемую вторым блоком управления в состоянии, когда зарядка остановлена.

Дополнительно, предпочтительно, первый блок управления активирует второй блок управления, используя IG сигнал для выдачи команды IG_ON, и дезактивирует второй блок управления, используя IG сигнал для выдачи команды IG_OFF.

Согласно этой конфигурации для управления активацией и дезактивацией второго блока управления используется IG сигнал, передаваемый от первого блока управления ко второму блоку управления.

Дополнительно, предпочтительно, второй блок управления является электронным блоком управления батареи высокого напряжения (HV_ECU), управляющим зарядкой аккумуляторной батареи. Первый блок управления является электронным блоком управления (ECU) источника питания, управляющим активацией и дезактивацией HV_ECU.

Согласно этой конфигурации в системе, в которой ECU источника питания управляет активацией и дезактивацией HV_ECU, управляющего зарядкой аккумуляторной батареи, зарядка может быть остановлена мгновенно при отсоединении устройства питания электрического транспортного средства (EVSE) от транспортного средства.

Дополнительно предпочтительно, чтобы первый блок управления и второй блок управления были установлены в транспортном средстве.

Согласно этой конфигурации в транспортном средстве, имеющем первый блок управления для управления включением второго блока управления, а также второй блок управления для управления зарядкой аккумуляторной батареи, зарядка может быть остановлена мгновенно при отсоединении устройства питания электрического транспортного средства (EVSE) от транспортного средства.

Дополнительно, предпочтительно, транспортное средство представляет собой транспортное средство с зарядкой от внешней электрической сети.

Согласно этой конфигурации в транспортном средстве с зарядкой от внешней электрической сети зарядка может быть остановлена мгновенно при отсоединении устройства питания электрического транспортного средства (EVSE) от транспортного средства.

Краткое описание чертежей

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

Фиг.1 изображает схему электрической системы гибридного транспортного средства;

Фиг.2 изображает схему кабеля для зарядки;

Фиг.3 изображает схему соединителя кабеля для зарядки;

Фиг.4 изображает функциональную схему ECU источника питания и HV_ECU;

Фиг.5 изображает блок-схему последовательности операций программы управления, выполняемой источником питания ECU;

Фиг.6 изображает блок-схему, иллюстрирующую структуру программы управления, выполняемой HV_ECU;

Фиг.7 изображает временную диаграмму, иллюстрирующую период времени, в который прекращается подача сигнала соединения CNCT;

Фиг.8 изображает временную диаграмму, иллюстрирующую период времени, в который останавливается зарядка.

Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения

Далее будут описаны варианты воплощения настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 показано гибридное транспортное средство, имеющее устройство управления согласно варианту воплощения настоящего изобретения. Гибридное транспортное средство содержит двигатель 100, MG (мотор-генератор) 200, инвертор 300, первый преобразователь 410, второй преобразователь 420, преобразователь 430 постоянного тока (DC/DC преобразователь), первый блок 510 аккумуляторных батарей, второй блок 520 аккумуляторных батарей, вспомогательную аккумуляторную батарею 530, зарядное устройство 600, ECU 1100 источника питания и HV_ECU 1200. Каждый из ECU 1100 источника питания и HV_ECU 1200 могут быть разделены на множество электронных блоков управления.

Электрическая система данного гибридного транспортного средства содержит MG (мотор-генератор) 200, инвертор 300, первый преобразователь 410, второй преобразователь 420, преобразователь 430 постоянного тока, первый блок 510 аккумуляторных батарей, второй блок 520 аккумуляторных батарей, вспомогательную аккумуляторную батарею 530, зарядное устройство 600.

Гибридное транспортное средство приводится в движение за счет движущей силы от, по меньшей мере, одного из двигателя 100 внутреннего сгорания и мотор-генератора 200. Вместо гибридного транспортного средства могут применяться электрическое транспортное средство, транспортное средство на топливных элементах и т.п., которые приводятся в движение только за счет движущей силы от мотор-генератора 200.

Мотор-генератор 200 выполняет функцию трехфазного двигателя переменного тока. Свою работу в качестве привода мотор-генератор 200 осуществляет с помощью электрической энергии, аккумулируемой в первом блоке 510 аккумуляторных батарей и втором блоке 520 аккумуляторных батарей. Электрическая энергия, преобразованная из постоянного тока в переменный ток инвертором 300, подается к мотор-генератору 200.

Движущая сила от мотор-генератора 200 передается к колесам. Таким образом, мотор-генератор 200 помогает двигателю 100 внутреннего сгорания и транспортному средству двигаться за счет движущей силы от мотор-генератора 200. С другой стороны, во время рекуперативного торможения гибридного транспортного средства мотор-генератор 200 приводится в движение колесами, тем самым заставляя мотор-генератор 200 функционировать в качестве электрогенератора. Соответственно, мотор-генератор 200 работает в качестве рекуперативного тормоза для преобразования энергии торможения в электрическую энергию. Электрическая энергия, генерируемая мотор-генератором 200, преобразуется инвертором 300 из переменного тока в постоянный ток и затем аккумулируется в первом блоке 510 аккумуляторных батарей и втором блоке 520 аккумуляторных батарей.

Каждый из первого блока 510 аккумуляторных батарей и второго блока 520 аккумуляторных батарей представляет собой группу аккумуляторных батарей, имеющих конфигурацию, в которой множество модулей аккумуляторной батареи, каждый из которых имеет множество элементов аккумуляторной батареи, объединенных друг с другом, соединены последовательно. Напряжение разрядки от первого блока 510 аккумуляторных батарей и напряжение зарядки на первый блок 510 аккумуляторных батарей регулируются первым преобразователем 410. Напряжение разрядки от второго блока 520 аккумуляторных батарей и напряжение зарядки на второй блок 520 аккумуляторных батарей регулируются вторым преобразователем 420. Первый блок 510 аккумуляторных батарей и второй блок 520 аккумуляторных батарей могут иметь одинаковые или различные характеристики, например такую, как максимальная емкость.

Вспомогательная аккумуляторная батарея 530 имеет емкость и напряжение меньше, чем у каждого из первого блока 510 аккумуляторных батарей и второго блока 520 аккумуляторных батарей.

Первый преобразователь 410 и второй преобразователь 420 соединены параллельно. Первый блок 510 аккумуляторных батарей соединен с первым преобразователем 410. Второй блок 520 аккумуляторных батарей соединен со вторым преобразователем 420. Соответственно, первый блок 510 аккумуляторных батарей и второй блок 520 аккумуляторных батарей соединены параллельно через первый преобразователь 410 и второй преобразователь 420. Инвертор 300 подсоединен между первым преобразователем 410 и вторым преобразователем 420.

Преобразователь 430 постоянного тока подсоединен параллельно первому преобразователю 410 между первым преобразователем 410 и первым блоком 510 аккумуляторных батарей. Преобразователь 430 постоянного тока регулирует напряжение. Электрическая энергия, выдаваемая преобразователем 430 постоянного тока, аккумулируется во вспомогательной аккумуляторной батарее 530.

Зарядное устройство 600 соединено с положительным зажимом и отрицательным зажимом первого блока 510 аккумуляторных батарей. Соответственно, первый блок 510 аккумуляторных батарей и второй блок 520 аккумуляторных батарей соединены параллельно с зарядным устройством 600. Отметим, что вместо аккумуляторной батареи может применяться конденсатор. Зарядное устройство 600 подает постоянный ток на блок аккумуляторных батарей. Другими словами, зарядное устройство 600 преобразует переменный ток в постоянный ток. Дополнительно зарядное устройство 600 повышает напряжение.

Когда первый блок 510 аккумуляторных батарей и второй блок 520 аккумуляторных батарей заряжаются, зарядное устройство 600 подает электрическую энергию к первому блоку 510 аккумуляторных батарей и второму блоку 520 аккумуляторных батарей извне гибридного транспортного средства. Отметим, что зарядное устройство 600 может располагаться вне гибридного транспортного средства.

В зарядном устройстве 600 имеется датчик 602 напряжения. Сигнал, указывающий величину напряжения, детектируемую датчиком 602 напряжения, передается на HV_ECU 1200. Напряжение внешнего источника питания детектируется внутри гибридного транспортного средства датчиком 602 напряжения. Зарядное устройство 600 соединено с внешним источником питания через кабель для зарядки, присоединенный к соединителю 604 для зарядки (входу). Первый блок 510 аккумуляторных батарей и второй блок 520 аккумуляторных батарей соединены с внешним источником питания через зарядное устройство 600.

Ниже описываются ECU 1100 источника питания и HV_ECU 1200. ECU 1100 источника питания и HV_ECU 1200 каждый представляют собой компьютерное устройство, сконфигурированное из ЦПУ (центральный процессор), ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) и т.п.

ECU 1100 источника питания и HV_ECU 1200 работают с электрической энергией, подаваемой от вспомогательной аккумуляторной батареи 530. ECU 1100 источника питания всегда активирован, когда электрическая энергия подается от вспомогательной аккумуляторной батареи 530. ECU 1100 источника питания управляет HV_ECU 1200 для переключения между активированным состоянием и дезактивированным состоянием (состоянием, при котором подача электрической энергии прекращается).

ECU 1100 источника питания передает IG сигнал на HV_ECU 120, чтобы тем самым переключать HV_ECU 1200 между активированным состоянием и дезактивированным состоянием. Когда, используя IG сигнал, выдается команда IG_ON, HV_ECU 1200 активируется. Когда, используя IG сигнал, выдается команда IG_OFF, HV_ECU 1200 дезактивируется.

HV_ECU 1200 имеет рабочую частоту выше, чем у ECU 1100 источника питания. Например, рабочая частота ECU 1100 источника питания составляет 15,625 кГц. Рабочая частота HV_ECU 1200 составляет 250 кГц. Другими словами, HV_ECU 1200 работает с более высокой частотой дискретизации, чем ECU 1100 источника питания.

Основной функцией ECU источника питания является активация HV_ECU 1200. Соответственно, даже если его рабочая частота будет относительно низкой, значительных проблем это не вызовет. С другой стороны, HV_ECU 1200 управляет, по меньшей мере, двигателем 100 внутреннего сгорания, инвертором 300, первым преобразователем 410, вторым преобразователем 420 и зарядным устройством 600, и поэтому для него требуется относительно высокая рабочая частота.

HV_ECU 1200 принимает сигнал от датчиков 1011-1013 напряжения и датчиков 1021-1024 тока.

Датчик 1011 напряжения детектирует величину напряжения первого блока 510 аккумуляторных батарей. Датчик 1012 детектирует величину напряжения второго блока 520 аккумуляторных батарей. Датчик 1013 напряжения детектирует величину напряжения системы (величина напряжения в области между первым преобразователем 410 и вторым преобразователем 420).

Датчик 1021 тока детектирует величину тока, выдаваемого первым блоком 510 аккумуляторных батарей, и величину тока, подаваемого к первому блоку 510 аккумуляторных батарей. Датчик 1022 тока детектирует величину тока, выдаваемого вторым блоком 520 аккумуляторных батарей, и величину тока, подаваемого ко второму блоку 520 аккумуляторных батарей. Датчик 1023 тока детектирует величину тока, подаваемого от зарядного устройства 600 к каждому из первого блока 510 аккумуляторных батарей и второго блока 520 аккумуляторных батарей. Датчик 1024 тока детектирует величину тока (величину переменного тока), подаваемого от источника питания, внешнего относительно гибридного транспортного средства, через кабель 700 для зарядки.

HV_ECU 1200 принимает сигнал, указывающий температуру первого блока 510 аккумуляторных батарей от датчика 1031 температуры, и сигнал, указывающий температуру второго блока 520 аккумуляторных батарей от датчика 1032 температуры.

HV_ECU 1200 вычисляет состояние зарядки (SOC) каждого из первого блока 510 аккумуляторных батарей и второго блока 520 аккумуляторных батарей на основе величин напряжения, тока и т.п., входных параметров, поступающих от этих датчиков. Так как состояние заряда (SOC) может быть вычислено с использованием известных обычных технических средств и способов, их подробное описание здесь не приводится.

Далее будет описан кабель 700 для зарядки, показанный на фиг.2. Кабель 700 для зарядки содержит соединитель 710, вилку 720 и CCID (устройство разрыва цепи зарядки) 730. Кабель 700 для зарядки соответствует устройству питания электрического транспортного средства (EVSE).

Соединитель 710 кабеля 700 для зарядки присоединяется к соединителю 604 для зарядки, расположенному на гибридном транспортном средстве. Соединитель 710 имеет переключатель 712. Когда переключатель 712 замкнут в состоянии, в котором соединитель 710 кабеля 700 для зарядки присоединен к соединителю 604 для зарядки, расположенному на гибридном транспортном средстве, ECU 1100 источника питания и HV_ECU 1200 каждый принимают сигнал соединения CNCT, указывающий, что соединитель 10 кабеля 700 для зарядки присоединен к соединителю 604 для зарядки, расположенному на гибридном транспортном средстве.

Переключатель 712 размыкается и замыкается в соответствии с положением крепежного элемента, прикрепляющего соединитель 710 кабеля 700 для зарядки к соединителю 604 для зарядки гибридного транспортного средства. Крепежный элемент поворачивается пользователем, нажимающим кнопку, имеющуюся на соединителе 710.

Например, когда оператор убирает палец с кнопки 714 соединителя 710, показанного на фиг.3 в состоянии, в котором соединитель 710 кабеля 700 для зарядки присоединен к соединителю 604 для зарядки, расположенному на гибридном транспортном средстве, крепежный элемент 716 сцепляется с соединителем 604 для зарядки, расположенным на гибридном транспортном средстве, и переключатель 712 замыкается. Когда оператор нажимает кнопку 714, крепежное приспособление 716 расцепляется с соединителем 604 для зарядки, и переключатель 712 размыкается. Отметим, что способ размыкания и замыкания переключателя 712 не ограничивается описанным выше.

Как показано на фиг.2, вилка 720 кабеля 700 для зарядки соединяется с розеткой 802, расположенной на доме. Электрическая энергия переменного тока подается от внешнего источника 800 питания гибридного транспортного средства к розетке 802.

CCID (устройство разрыва цепи зарядки) 730 содержит реле 732 и схему 734 управляющего пилот-сигнала. В состоянии, когда реле 732 разомкнуто, разрывается цепь, по которой электрическая энергия подается от внешнего источника 800 питания гибридного транспортного средства к гибридному транспортному средству. В состоянии, когда реле 732 замкнуто, электрическая энергия может подаваться от внешнего источника 800 питания гибридного транспортного средства к гибридному транспортному средству. HV_ECU 1200 управляет состоянием реле 732, когда соединитель 710 кабеля 700 для зарядки присоединен к соединителю 604 для зарядки гибридного транспортного средства.

Схема 734 управляющего пилот-сигнала передает пилот-сигнал (сигнал прямоугольной формы волны) CPLT в линию пилот-сигнала в состоянии, когда вилка 720 кабеля 700 для зарядки присоединена к розетке 802, то есть к внешнему источнику 800 питания, и когда соединитель 710 присоединен к соединителю 604 для зарядки, расположенному на гибридном транспортном средстве.

Пилот-сигнал генерируется осциллятором, имеющимся в схеме 734 управляющего пилот-сигнала. Пилот-сигнал подается на выход или его подача прекращается с задержкой на период времени, на который задерживается работа осциллятора.

Когда вилка 720 кабеля 700 для зарядки присоединена к розетке 802, схема 734 управляющего пилот-сигнала может выдавать постоянный пилот-сигнал CPLT, даже если соединитель 710 отсоединен от соединителя 604 для зарядки, расположенного на гибридном транспортном средстве. Однако HV_ECU 1200 не детектирует выдаваемый пилот-сигнал CPLT в состоянии, когда соединитель 710 отсоединен от соединителя 604 для зарядки, расположенного в гибридном транспортном средстве.

Когда вилка 720 кабеля 700 для зарядки присоединена к розетке 802 и соединитель 710 присоединен к соединителю 604 для зарядки гибридного транспортного средства, схема 734 управляющего пилот-сигнала генерирует пилот-сигнал CPLT с предварительно заданной шириной импульса.

Гибридное транспортное средство оповещается о предельно допустимом токе для кабеля 700 для зарядки (величина тока, которая может быть подана кабелем 700 для зарядки) согласно ширине импульса пилот-сигнала CPLT. Ширина импульса пилот-сигнала CPLT постоянна, независимо от напряжения и тока внешнего источника 800 питания.

В случае когда используется другой кабель для зарядки, ширина импульса пилот-сигнала CPLT может изменяться. Другими словами, ширина импульса пилот-сигнала CPLT может быть задана для каждого типа кабелей для зарядки.

В настоящем варианте воплощения электрическая энергия, подаваемая от внешнего источника 800 питания, подается к блоку аккумуляторных батарей в состоянии, когда гибридное транспортное средство и внешний источник 800 питания связаны друг с другом кабелем 700 для зарядки.

Другими словами, HV_ECU 1200 управляет электрической системой, в частности первым преобразователем 410, вторым преобразователем 420 и зарядным устройством 600, таким образом, чтобы заряжать первый блок 510 аккумуляторных батарей и второй блок 520 аккумуляторных батарей.

Во время зарядки блока аккумуляторных батарей HV_ECU 1200 передает сигнал зарядки к ECU 1100 источника питания и CCID 730, указывая, что блок аккумуляторных батарей заряжается. Когда зарядка блока аккумуляторных батарей останавливается, передача сигнала зарядки прекращается.

В настоящем варианте воплощения, когда поступление сигнала соединения CNCT прекращается во время зарядки блока аккумуляторных батарей, HV_ECU 1200 останавливает зарядку и также прекращает передачу сигнала зарядки. Когда передача сигнала зарядки прекращается, ECU 1100 источника питания дезактивирует HV_ECU 1200.

Далее будет описана работа каждого из ECU 1100 источника питания и HV_ECU 1200, со ссылкой на фиг.4. Отметим, что описанная ниже работа может быть реализована аппаратными или программными средствами.

ECU 1100 источника питания содержит блок 1102 активации и блок 1104 дезактивации. Когда сигнал соединения CNCT подается на вход, блок 1102 активации активирует HV_ECU 1200, используя IG сигнал для выдачи IG_ON команды. Когда передача сигнала зарядки от HV_ECU 1200 прекращается, блок 1104 дезактивации дезактивирует HV_ECU 1200, используя IG сигнал для выдачи IG_OFF команды.

HV_ECU 1200 содержит блок 1202 управления зарядкой и блок 1204 передачи сигнала. Если предварительно заданные условия зарядки подтверждаются в состоянии, когда HV_ECU 1200 активирован, блок 1202 управления зарядкой управляет электрической системой гибридного транспортного средства для зарядки первого блока 510 аккумуляторных батарей и второго блока 520 аккумуляторных батарей.

Условия зарядки включают в себя, например, наличие на входе сигнала соединения CNCT, наличие на входе пилот-сигнала CPLT и то, что напряжение источника 800 питания, детектируемое внутри гибридного транспортного средства (напряжение, детектируемое датчиком 602 напряжения), больше или равно некоторому пороговому значению. Отметим, что условия зарядки не ограничиваются приведенными выше.

Дополнительно, когда поступление на вход сигнала соединения CNCT прекращается во время зарядки первого блока 510 аккумуляторных батарей и второго блока 520 аккумуляторных батарей, блок 1202 управления зарядкой останавливает зарядку первого блока 510 аккумуляторных батарей и второго блока 520 аккумуляторных батарей. Другими словами, электрической системой гибридного транспортного средства управляют для остановки зарядки.

Блок 1204 передачи сигнала передает сигнал зарядки во время зарядки первого блока 510 аккумуляторных батарей и второго блока 520 аккумуляторных батарей. Дополнительно, когда зарядка каждого из первого блока 510 аккумуляторных батарей и второго блока 520 аккумуляторных батарей останавливается, блок 1204 передачи сигнала прекращает передачу сигнала зарядки.

Далее со ссылкой на фиг.5 описана блок-схема программы, выполняемой ECU 1100 источника питания. Программа, описываемая ниже, хранится, например, в ПЗУ ECU 1100 источника питания.

На шаге (далее обозначается как «S») 100, ECU 1100 источника питания определяет, находится ли HV_ECU 1200 в дезактивированном состоянии (состоянии, в котором выключатель зажигания выключен). Так как ECU 1100 источника питания управляет активацией и дезактивацией HV_ECU 1200, в ECU 1100 источника питания определяется, находится ли HV_ECU 1200 в дезактивированном состоянии. Если HV_ECU 1200 находится в дезактивированном состоянии («ДА» на шаге S100), процесс переходит на шаг S102. Если нет («НЕТ» на шаге S100), процесс переходит на шаг S106.

На шаге S102 ECU 1100 источника питания определяет, имеется или отсутствует на входе сигнал соединения CNCT. Если сигнал соединения CNCT имеется на входе («ДА» на шаге S102), процесс переходит на шаг S104. Если нет («НЕТ» на шаге S102), процесс возвращается на шаг S100.

На шаге S104 ECU 1100 источника питания активирует HV_ECU 1200. На шаге S106 ECU 1100 источника питания определяет, имеется ли запись, что сигнал зарядки принимается. Если имеется запись, что сигнал зарядки принимается («ДА» на шаге S106), процесс переходит на шаг S108. Если нет («НЕТ» на шаге S106), процесс переходит на шаг S110.

На шаге S108 ECU 1100 источника питания определяет, прекращена ли подача сигнала зарядки. Если подача сигнала зарядки прекращена («ДА» на шаге S108), процесс переходит на шаг S112. Если нет («НЕТ» на шаге S108), процесс возвращается на шаг S100.

На шаге S110 ECU 1100 источника питания определяет, прекращена ли подача сигнала соединения CNCT. Если подача сигнала соединения CNCT прекращена («ДА» на шаге S110), процесс переходит на шаг S112. Если нет («НЕТ» на шаге S110), процесс возвращается на шаг S100. На шаге S112 ECU 1100 источника питания передает команду IG_OFF на HV_ECU 1200. Другими словами, ECU 1100 источника питания дезактивирует HV_ECU 1200.

Далее со ссылкой на фиг.6 будет описана программа блок-схемы управления, выполняемая HV_ECU 1200. Программа, описываемая ниже, хранится, например, в ПЗУ HV_ECU 1200.

На шаге S200 HV_ECU 1200 определяет, соблюдены ли условия зарядки для начала зарядки первого блока 510 аккумуляторных батарей и второго блока 520 аккумуляторных батарей. Если условия зарядки соблюдены («ДА» на шаге S200), процесс переходит на шаг S202. Если нет («НЕТ» на шаге S200), процесс возвращается на шаг S200.

На шаге S202 HV_ECU 1200 заряжает первый блок 510 аккумуляторных батарей и второй блок 520 аккумуляторных батарей. На шаге S204 HV_ECU 1200 передает сигнал зарядки.

На шаге S206 HV_ECU 1200 определяет, прекращена ли подача сигнала соединения CNCT. Если подача сигнала соединения CNCT прекращена («ДА» на шаге S206), процесс переходит на шаг S210. Если нет («НЕТ» на шаге S206), процесс переходит на шаг S208.

На шаге S208 HV_ECU 1200 определяет, соблюдены ли условия для остановки зарядки. Условия для остановки зарядки включают в себя, например, условие, что первый блок 510 аккумуляторных батарей и второй блок 520 аккумуляторных батарей полностью заряжены, но не ограничиваются этим. Если условия для остановки зарядки соблюдены («ДА» на шаге S208), процесс переходит на шаг S210. Если нет («НЕТ» на шаге S208), процесс переходит на шаг S200.

На шаге S210 HV_ECU 1200 останавливает зарядку. Другими словами, электрической системой гибридного транспортного средства управляют для остановки зарядки. На шаге S212 HV_ECU 1200 прекращает передачу сигнала зарядки.

На шаге S214 HV_ECU 1200 определяет, принимает ли он команду IG_OFF от ECU 1100 источника питания. Если HV_ECU 1200 принимает IG_OFF команду («ДА» на шаге S214), процесс переходит на шаг S216. Если нет («НЕТ» на шаге S214), процесс возвращается на шаг S214. На шаге S216 HV_ECU 1200 дезактивируется.

Далее будет описана работа ECU 1100 источника питания и HV_ECU 1200 на основе описанных выше управляющих структур и блок-схем.

Когда сигнал соединения CNCT подается на вход ECU 1100 источника питания (шаг S102) в состоянии, когда HV_ECU 1200 дезактивирован («ДА» на шаге S100), HV_ECU 1200 активируется (шаг S104).

Когда HV_ECU 1200 активируется, определяется, соблюдены ли условия зарядки (шаг S200). Если условия зарядки соблюдены («ДА» на шаге S200), первый блок 510 аккумуляторных батарей и второй блок 520 аккумуляторных батарей заряжаются (шаг S202). Тогда сигнал зарядки передается от HV_ECU 1200 к ECU 1100 источника питания (шаг S204).

Даже до завершения зарядки первого блока 510 аккумуляторных батарей и второго блока 520 аккумуляторных батарей может потребоваться, например, привести в движение гибридное транспортное средство. В этом случае пользователь может отсоединить соединитель 710 кабеля 700 для зарядки от соединителя 604 для зарядки гибридного транспортного средства. В таком случае в гибридном транспортном средстве необходимо осуществить процесс остановки зарядки первого блока 510 аккумуляторных батарей и второго блока 520 аккумуляторных батарей.

Однако рабочая частота ECU 1100 источника питания ниже, чем у HV_ECU 1200. Соответственно, как показано на фиг.7, ECU 1100 источника питания отстает от HV_ECU 1200 при детектировании того, что соединитель 710 кабеля 700 для зарядки отсоединен от соединителя 604 для зарядки гибридного транспортного средства, т.е. того, что подача сигнала соединения CNCT прекращена. Поэтому конфигурация, в которой зарядка останавливается согласно команде от ECU 1100 источника питания, может привести к увеличению периода времени от момента, когда подача сигнала соединения CNCT прекращается, до момента, когда зарядка останавливается.

Далее, если HV_ECU 1200 определяет, что подача сигнала соединения CNCT прекращена («ДА» на шаге S206), зарядка останавливается (шаг S210). Следовательно, как показано на фиг.8, зарядка может быть остановлена до того, как ECU 1100 источника питания задетектирует, что подача сигнала соединения CNCT прекращена.

С другой стороны, в случае когда сигнал соединения CNCT присутствует на входе (шаг S204), зарядка останавливается (шаг S210), когда условия остановки зарядки соблюдены («ДА» на шаге S208). После остановки зарядки подача сигнала зарядки прекращается (шаг S212).

В случае когда ECU 1100 источника питания содержит запись, что сигнал зарядки принимается («ДА» на шаге S106), когда подача сигнала зарядки прекращена («ДА» на шаге S108), ECU 1100 источника питания передает команду IG_OFF на HV_ECU 1200.

В случае когда ECU 1100 источника питания не содержит запись, что сигнал зарядки принимается («НЕТ» на шаге S106), когда подача сигнала соединения CNCT прекращена («ДА» на шаге S110), ECU 1100 источника питания передает команду IG_OFF на HV_ECU 1200.

Когда HV_ECU 1200 принимает команду IG_OFF («ДА» на шаге S214), HV_ECU 1200 дезактивируется (шаг S216).

Как было описано выше, в устройстве управления для транспортного средства согласно настоящему варианту воплощения HV_ECU, имеющий рабочую частоту выше, чем у ECU источника питания, управляет электрической системой гибридного транспортного средства для остановки зарядки блока аккумуляторных батарей, когда подача сигнала соединения CNCT прекращается. Следовательно, зарядка может быть остановлена относительно мгновенно в сравнении со случаем, когда зарядка останавливается по команде от ECU источника питания.

Необходимо понимать, что описанные здесь варианты воплощения являются иллюстративными и неограничительными во всех отношениях. Объем настоящего изобретения определяется формулой изобретения, а не приведенным выше описанием и включает в себя любые модификации в пределах объема изобретения и значений, эквивалентных определениям формулы изобретения.

Изобретение относится к устройству управления электрической системой транспортного средства. Устройство содержит первый блок управления, второй блок управления. Первый и второй блоки управления принимают на входе сигнал соединения устройства питания электрического транспортного средства с транспортным средством. Второй блок управления имеет рабочую частоту выше, чем рабочая частота первого блока управления. Первый блок управления активирует второй блок управления. Второй блок управления управляет электрической системой для зарядки аккумуляторной батареи и управляет электрической системой для остановки зарядки аккумуляторной батареи. Технический результат заключается в обеспечении немедленной остановки зарядки. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство управления для транспортного средства с электрической системой, содержащей аккумуляторную батарею (510, 520), аккумулирующую электрическую энергию, подаваемую от внешнего источника (800) питания через устройство (700) питания электрического транспортного средства (EVSE), содержащее первый блок (1100) управления, который принимает на входе сигнал соединения, указывающий, что устройство (700) питания электрического транспортного средства (EVSE) соединено с транспортным средством, когда устройство (700) питания электрического транспортного средства (EVSE) присоединено к транспортному средству, и второй блок (1200) управления, который имеет рабочую частоту выше, чем рабочая частота первого блока (1100) управления, и принимает на входе сигнал соединения, когда устройство (700) питания электрического транспортного средства (EVSE) соединено с транспортным средством, при этом первый блок (1100) управления активирует второй блок (1200) управления, когда на вход поступает сигнал соединения, и второй блок (1200) управления управляет во включенном состоянии электрической системой для зарядки аккумуляторной батареи (510, 520) и управляет электрической системой для остановки зарядки аккумуляторной батареи (510, 520), когда подача на вход сигнала соединения прекращается.

2. Устройство по п.1, в котором второй блок (1200) управления передает во время зарядки аккумуляторной батареи (510, 520) сигнал зарядки на первый блок (1100) управления, указывающий, что аккумуляторная батарея (510, 520) заряжается, и прекращает передачу сигнала зарядки, когда зарядка аккумуляторной батареи (510, 520) останавливается, при этом первый блок (1100) управления дезактивирует второй блок (1200) управления, когда прекращается передача сигнала зарядки.

3. Устройство по п.1, в котором второй блок (1200) управления является электронным блоком (1200) управления высокого напряжения (HV_ECU), управляющим зарядкой аккумуляторной батареи (510, 520), и первый блок (1100) управления является электронным блоком (1100) управления источника питания, управляющим активацией и дезактивацией электронного блока (1200) управления высокого напряжения (HV_ECU).

4. Устройство по п.1, в котором первый блок (1100) управления и второй блок (1200) управления устанавливаются в транспортном средстве.

5. Устройство по п.1, в котором транспортное средство является гибридным транспортным средством с зарядкой от внешней электрической сети.