УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ АКТИВАЦИИ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
DEVICE AND METHOD TO ACTIVATE TRANSPORT FACILITY SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству и способу для активации системы транспортного средства. В частности, настоящее изобретение относится к устройству и способу для активации системы транспортного средства, выполненной с возможностью допускать зарядку установленного на транспортном средстве устройства накопления энергии для приведения в движение транспортного средства от источника питания, внешнего для транспортного средства.
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 генерирует 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 питания постоянного тока для приведения в движение транспортного средства.
Из этих транспортных средств известно транспортное средство, в котором установленное на транспортном средстве устройство накопления энергии для приведения в движение транспортного средства может заряжаться от источника питания в обычных домах. Например, штепсельная розетка, предоставляемая дома, подключается к порту зарядки, предоставляемому на транспортном средстве, посредством использования зарядного кабеля, так что электроэнергия подается от источника питания в обычных домах в устройство накопления энергии. Следует отметить, что транспортное средство, в котором установленное на транспортном средстве устройство накопления энергии может заряжаться от источника питания, предоставляемого вне транспортного средства, также упоминается далее как "транспортное средство со штепсельным соединением".
Стандарт для транспортного средства со штепсельным соединением установлен в "Electric Vehicle Conductive Charging System, General Requirements" (непатентный документ 1) в Японии и в "SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler" (непатентный документ 2) в США.
В "Electric Vehicle Conductive Charging System, General Requirements" и "SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler", 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 у пользователя в транспортное средство (непатентный документ 1). На основе управляющего сигнала, передаваемого через эту линию управления, определяются состояние подключения зарядного кабеля, то, подается или нет электроэнергия из источника питания в транспортное средство, номинальный ток EVSE и т.п.
Подробности технологии повторной активации системы транспортного средства во время восстановления после сбоя питания, который возник в ходе зарядки, конкретно не заданы в "Electric Vehicle Conductive Charging System, General Requirements" и "SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler".
Выложенная заявка на патент Японии номер 10-304582 (патентный документ 1) раскрывает технологию повторной активации системы транспортного средства во время восстановления после сбоя питания. В системе транспортного средства, где источник питания активируется в соответствии с операцией концевого выключателя, когда вилка зарядного кабеля вставляется в порт зарядки транспортного средства, имеется проблема в том, что когда сбой питания возникает в ходе зарядки, система транспортного средства останавливается, и вилка остается вставленной в порт зарядки, и тем самым зарядка не возобновляется, даже когда сторона инфраструктуры восстанавливается после сбоя питания. Следовательно, в зарядном устройстве, раскрытом в этой публикации, во время восстановления после сбоя питания сигнал активации системы формируется при приеме сигнала связи со стороны инфраструктуры, и ЭБУ (электронный блок управления) аккумулятора активируется, чтобы возобновлять зарядку (см. Патентный документ 1).
Патентный документ 1. Выложенная заявка на патент Японии номер 10-304582
Патентный документ 2. Выложенная заявка на патент Японии номер 11-205909
Непатентный документ 1. "Japan Electric Vehicle Association Standard, Electric Vehicle Conductive Charging System, General Requirements" Japan Electric Vehicle Association, 29 марта 2001 года
Непатентный документ 2. "SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler" SAEJ1772, SAE International, ноябрь 2001 года
Сущность изобретения
Задачи, которые должны быть разрешены изобретением
Зарядное устройство, описанное в выложенной заявке на патент Японии номер 10-304582, тем не менее основано на предпосылке, что концевой выключатель находится во включенном состоянии. Следовательно, когда возникает нарушение в работе, такое как выход из строя концевого выключателя и разрыв в сигнальной линии, система транспортного средства не может быть активирована. Пока система транспортного средства не может быть активирована, определение вышеупомянутого нарушения в работе также невозможно.
С другой стороны, желательно использовать управляющий сигнал, заданный в "Electric Vehicle Conductive Charging System, General Requirements" и "SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler", в качестве сигнала активации для системы транспортного средства, поскольку система транспортного средства может быть активирована, даже когда вышеупомянутое нарушение в работе возникает, и, кроме того, необязательно отдельно предоставлять сигнальную линию для активации системы со стороны инфраструктуры.
Вышеупомянутый управляющий сигнал, тем не менее, является импульсным сигналом, и ЭБУ (ЭБУ источника питания и т.п.) для приема сигнала активации системы, в общем, имеет медленный цикл управления, чтобы снижать потребление электроэнергии в ходе ожидания. Следовательно, если управляющий сигнал используется в качестве сигнала активации системы, ЭБУ для приема сигнала активации системы в некоторых случаях не может распознать управляющий сигнал.
Таким образом, настоящее изобретение осуществлено для того, чтобы разрешать эти проблемы, и его цель состоит в том, чтобы предоставлять устройство для активации системы транспортного средства, допускающее надежную активацию системы транспортного средства, когда устройство накопления энергии заряжается от источника питания, внешнего для транспортного средства.
Помимо этого другая цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять способ для активации системы транспортного средства, допускающий надежную активацию системы транспортного средства, когда устройство накопления энергии заряжается от источника питания, внешнего для транспортного средства.
Сущность изобретения
Согласно настоящему изобретению устройство для активации системы транспортного средства - это устройство для активации системы транспортного средства, выполненной с возможностью допускать зарядку установленного на транспортном средстве устройства накопления энергии для приведения в движение транспортного средства от источника питания, внешнего для транспортного средства, включающее в себя: схему формирования сигналов; EVSE-контроллер; контроллер активации; и схему оперирования сигналами. Схема формирования сигналов выполнена с возможностью допускать формирование сигнала подключения (сигнала CNCT из разъема), указывающего подключение между транспортным средством и зарядным кабелем, через который электроэнергия подается в транспортное средство от источника питания, внешнего для транспортного средства. EVSE-контроллер предоставляется вне транспортного средства и выполнен с возможностью допускать формирование управляющего сигнала (управляющего сигнала CPLT), ширина импульса которого модулируется на основе абсолютной величины номинального тока, который может подаваться в транспортное средство через зарядный кабель, и отправку управляющего сигнала в транспортное средство. Контроллер активации устанавливается на транспортном средстве для активации системы транспортного средства в соответствии с операцией активации системы пользователем, когда запрашивается движение транспортного средства, и для активации системы в соответствии с любым из сигнала подключения и управляющего сигнала, когда запрашивается зарядка устройства накопления энергии от источника питания, внешнего для транспортного средства. Схема оперирования сигналами устанавливается на транспортном средстве и выполнена с возможностью допускать уведомление EVSE-контроллера, чтобы предоставлять управляющий сигнал неимпульсным способом до тех пор, пока система не активирована посредством контроллера активации, посредством оперирования электрическим потенциалом управляющего сигнала.
Предпочтительно, цикл импульсов управляющего сигнала короче рабочего цикла контроллера активации.
Предпочтительно, посредством оперирования электрическим потенциалом управляющего сигнала в соответствии с подключением между зарядным кабелем и транспортным средством, а также состоянием транспортного средства, схема оперирования сигналами уведомляет EVSE-контроллер о подключении зарядного кабеля и состоянии транспортного средства и помимо этого уведомляет EVSE-контроллер, чтобы предоставлять управляющий сигнал неимпульсным способом до тех пор, пока система не активирована посредством контроллера активации.
Более предпочтительно, схема оперирования сигналами включает в себя схему сопротивления и коммутационную схему. Схема сопротивления выполнена с возможностью допускать изменение электрического потенциала управляющего сигнала постепенно в соответствии с подключением между зарядным кабелем и транспортным средством, а также состоянием транспортного средства. Коммутационная схема размещена между входным контактным зажимом управляющего сигнала в транспортном средстве и схемой сопротивления, а также контроллером активации, для вывода, в контроллер активации, управляющего сигнала, вводимого из входного контактного зажима без прохождения через схему сопротивления до тех пор, пока система не активирована посредством контроллера активации, и переключения, на схему сопротивления, направления вывода управляющего сигнала, вводимого из входного контактного зажима, когда система активирована посредством контроллера активации.
Более предпочтительно, коммутационная схема переключает, на контроллер активации, направление вывода управляющего сигнала, вводимого из входного контактного зажима, когда зарядка устройства накопления энергии от источника питания, внешнего для транспортного средства, прекращается.
Предпочтительно, устройство для активации системы транспортного средства дополнительно включает в себя модуль определения нарушений в работе. Модуль определения нарушений в работе определяет то, что управляющий сигнал является анормальным, если состояние, в котором управляющий сигнал не колеблется и электрический потенциал управляющего сигнала формируется, длится в течение заданного периода времени после того, как направление вывода управляющего сигнала переключено на схему сопротивления посредством коммутационной схемы.
Предпочтительно, зарядное устройство для преобразования электроэнергии, подаваемой от источника питания, внешнего для транспортного средства, до уровня напряжения устройства накопления энергии и зарядки устройства накопления энергии устанавливается на транспортном средстве.
Помимо этого согласно настоящему изобретению способ для активации системы транспортного средства - это способ для активации системы транспортного средства, выполненной с возможностью допускать зарядку установленного на транспортном средстве устройства накопления энергии для приведения в движение транспортного средства от источника питания, внешнего для транспортного средства, включающий в себя этапы: активации системы транспортного средства в соответствии с операцией активации системы пользователем, когда запрашивается движение транспортного средства; активации системы в соответствии с любым из сигнала подключения (сигнала CNCT из разъема), указывающего подключение между транспортным средством и зарядным кабелем, через который электроэнергия подается в транспортное средство от источника питания, внешнего для транспортного средства, и управляющего сигнала (управляющего сигнала CPLT), который формируется посредством EVSE-контроллера, предоставляемого вне транспортного средства, и ширина импульса которого модулируется на основе абсолютной величины номинального тока, который может подаваться в транспортное средство через зарядный кабель, когда запрашивается зарядка устройства накопления энергии от источника питания, внешнего для транспортного средства; и уведомление EVSE-контроллера, чтобы предоставлять управляющий сигнал неимпульсным способом до тех пор, пока система не активирована, посредством оперирования электрическим потенциалом управляющего сигнала в транспортном средстве.
Предпочтительно, на этапе активации системы в соответствии с любым из сигнала подключения и управляющего сигнала, сигнал подключения и управляющий сигнал дискретизируются при заданном цикле. Цикл импульсов управляющего сигнала короче заданного цикла.
Предпочтительно, способ для активации системы транспортного средства дополнительно включает в себя этапы: уведомления EVSE-контроллера о разрешении колебания управляющего сигнала посредством оперирования электрическим потенциалом управляющего сигнала, когда система активирована; и определения, что управляющий сигнал является анормальным, если состояние, в котором управляющий сигнал не колеблется и электрический потенциал управляющего сигнала формируется, длится в течение заданного периода времени после того, как система активирована.
Положительные эффекты изобретения
В настоящем изобретении система транспортного средства активируется в соответствии с операцией активации системы пользователем, когда запрашивается движение транспортного средства, и система активируется в соответствии с любым из сигнала подключения (сигнала CNCT из разъема) и управляющего сигнала (управляющего сигнала CPLT), когда запрашивается зарядка устройства накопления энергии от источника питания, внешнего для транспортного средства. Следовательно, система активируется в соответствии с управляющим сигналом, даже когда сигнал подключения является анормальным или не формируется. Здесь, управляющий сигнал - это сигнал, ширина импульса которого модулируется на основе абсолютной величины номинального тока, который может подаваться в транспортное средство через зарядный кабель. Поскольку управляющий сигнал предоставляется неимпульсным способом до тех пор, пока система не активирована, управляющий сигнал может распознаваться, даже если управляющий сигнал имеет длительный цикл дискретизации.
Таким образом, согласно настоящему изобретению система транспортного средства может быть надежно активирована, когда устройство накопления энергии заряжается от источника питания, внешнего для транспортного средства. Помимо этого, поскольку система может быть активирована в соответствии с любым из сигнала подключения и управляющего сигнала, система может быть активирована в соответствии с управляющим сигналом, даже когда сигнал подключения не формируется после восстановления после сбоя питания. Кроме того, система может быть активирована, даже когда сигнал подключения является анормальным, и активация системы обеспечивает определение нарушения в сигнале подключения.
Краткий перечень чертежей
Фиг.1 - это общая блок-схема гибридного транспортного средства со штепсельным соединением, показанного в качестве примера транспортного средства, к которому применяется устройство активации системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 иллюстрирует коллинеарную схему устройства деления мощности.
Фиг.3 - это схема общей конфигурации электрической системы в гибридном транспортном средстве со штепсельным соединением, показанном на фиг.1.
Фиг.4 - это схема принципиальной конфигурации блока, связанного с механизмом зарядки электрической системы, показанной на фиг.3.
Фиг.5 иллюстрирует форму сигнала управляющего сигнала, формируемого посредством EVSE-контроллера, показанного на фиг.4.
Фиг.6 подробнее иллюстрирует механизм зарядки, показанный на фиг.4.
Фиг.7 - это блок-схема последовательности операций способа CCID и ЭБУ, показанных на фиг.6.
Фиг.8 - это временная диаграмма основных сигналов, когда начинается зарядка гибридного транспортного средства со штепсельным соединением от источника питания, внешнего для транспортного средства.
Фиг.9 - это временная диаграмма основных сигналов, когда зарядка перезапускается после восстановления после сбоя питания.
Фиг.10 - это временная диаграмма основных сигналов, когда зарядка завершается.
Фиг.11 иллюстрирует схему замещения нуль-фазы первого и второго инверторов, а также первого и второго МГ, показанных на фиг.3.
Фиг.12 - это блок-схема последовательности операций ЭБУ в модификации.
Фиг.13 - это схема общей конфигурации электрической системы в гибридном транспортном средстве со штепсельным соединением, в котором установлено зарядное устройство, предназначенное для зарядки устройства накопления энергии от источника питания.
Фиг.14 - это схема принципиальной конфигурации блока, связанного с механизмом зарядки электрической системы, показанной на фиг.13.
Расшифровка позиционных обозначений
100 - двигатель; 110 - первый МГ; 112, 122 - нейтральная точка; 120 - второй МГ; 130 - устройство деления мощности; 140 - редуктор; 150 - устройство накопления энергии; 160 - переднее колесо; 170 - ЭБУ; 171 - датчик напряжения; 172 - датчик тока; 200 - преобразователь; 210 - первый инвертор; 210A, 220A - верхняя ветвь; 210B, 220B - нижняя ветвь; 220 - второй инвертор; 250 - SMR; 260 - DFR; 270 - порт зарядки; 280 - LC-фильтр; 290 - зарядное устройство; 300 - зарядный кабель; 310 - разъем; 312 - концевой выключатель; 320 - штепсель; 330 - CCID; 332, 526 - реле; 334 - EVSE-контроллер; 400 - штепсельная розетка; 402 - источник питания; 506 - узел вспомогательного источника питания; 508, 522, 524, 604 - резистивный элемент; 510 - коммутационная схема; 512, 514, 516 - контактный зажим; 518 - схема ИЛИ; 520 - схема сопротивления; 528 - узел заземления; 530 - ЦП источника питания; 532 - управляющий ЦП; 602 - осциллятор; 606 - катушка индуктивности; 608 - детектор утечки.
Оптимальные режимы осуществления изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения подробно описываются ниже со ссылками на чертежи. Одинаковые или соответствующие части представляются посредством одинаковых позиционных обозначений на чертежах, и их описание не повторяется.
Фиг.1 - это общая блок-схема гибридного транспортного средства со штепсельным соединением, показанного в качестве примера транспортного средства, к которому применяется устройство активации системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Ссылаясь на фиг.1, это гибридное транспортное средство со штепсельным соединением включает в себя двигатель 100, первый МГ (электродвигатель-генератор, мотор-генератор) 110, второй МГ 120, устройство 130 деления мощности, 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 мощности. Это гибридное транспортное средство со штепсельным соединением движется посредством использования движущей силы, по меньшей мере, от одного из двигателя 100 и второго МГ 120. Мощность, расходуемая на движение, генерируемая посредством двигателя 100, делится посредством устройства 130 деления мощности на два пути, т.е. один путь, через который мощность, расходуемая на движение, передается в ведущее колесо 160 через редуктор 140, и другой, через который мощность, расходуемая 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 мощности, расходуемой на движение двигателя 100, разделенной посредством устройства 130 деления мощности. Например, когда состояние заряда (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 генерирует 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 в ведущее колесо 160 через редуктор 140. Как результат, второй МГ 120 помогает двигателю 100 или заставляет транспортное средство двигаться посредством использования движущей силы 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 приводится в действие ведущим колесом 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 мощности 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 помимо этого соединено с коленчатым валом двигателя 100. Солнечная шестерня соединена с вращающимся валом первого МГ 110. Коронная шестерня соединена с вращающимся валом второго МГ 120 и редуктора 140.
Двигатель 100, первый МГ 110 и второй МГ 120 соединены с устройством 130 деления мощности, 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.
Снова ссылаясь на фиг.1, устройство 150 накопления энергии является перезаряжаемым источником питания постоянного тока и сформировано из аккумуляторной батареи, такой как, например, никель-гидридная и ионно-литиевая батарея. 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 питания, внешнего для транспортного средства, накапливается в устройстве 150 накопления энергии, как описано ниже. Следует отметить, что конденсатор большой емкости 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 питания, 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.
Фиг.3 - это схема общей конфигурации электрической системы в гибридном транспортном средстве со штепсельным соединением, показанном на фиг.1. Ссылаясь на фиг.3, эта электрическая система включает в себя устройство 150 накопления энергии, SMR (реле основной защиты системы) 250, преобразователь 200, первый инвертор 210, второй инвертор 220, первый МГ 110, второй МГ 120, DFR (пассивное переднее реле) 260, LC-фильтр 280 и порт 270 зарядки.
SMR 250 предоставляется между устройством 150 накопления энергии и преобразователем 200. SMR 250 является реле для электрического соединения/отсоединения устройства накопления мощности 150 и электрической системы, и включение/выключение SMR 250 управляется посредством ЭБУ 170. Другими словами, когда система транспортного средства работает, и когда устройство 150 накопления энергии заряжается от источника питания, 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 соединительной точке 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 мощности, такой как мощный MOSFET (полевой транзистор на основе перехода металл-оксид-полупроводник), может использоваться вместо NPN-транзистора.
Когда электроэнергия подается от устройства 150 накопления энергии в первый МГ 110 или второй МГ 120, преобразователь 200 преобразует с повышением напряжения электроэнергию, разряжаемую от 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 электроэнергией, генерируемой посредством первого МГ 110 или второго МГ 120, преобразователь 200 преобразует с понижением напряжения электроэнергию, подаваемую от первого МГ 110 или второго МГ 120, и выводит электроэнергию в устройство 150 накопления энергии на основе управляющего сигнала от ЭБУ 170.
Первый инвертор 210 включает в себя ветвь U-фазы, ветвь V-фазы и ветвь W-фазы. Ветвь U-фазы, ветвь V-фазы и ветвь W-фазы подключены параллельно. Каждая ветвь 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 каждой ветви 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 каждой ветви 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.
Помимо этого, когда устройство 150 накопления энергии заряжается от источника питания, внешнего для транспортного средства, первый инвертор 210 и второй инвертор 220 преобразуют электроэнергию переменного тока, предоставляемую из источника питания, 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 нейтральной точке 112 первого МГ 110 и нейтральной точке 122 второго МГ 120, и парой линий питания, подключенных к LC-фильтру 280. DFR 260 является реле для электрического соединения/отсоединения порта 270 зарядки и электрической системы, и включение/выключение DFR 260 управляется посредством ЭБУ 170. Другими словами, когда транспортное средство движется, DFR 260 выключается, и порт 270 зарядки электрически отключается от электрической системы. С другой стороны, когда устройство 150 накопления энергии заряжается от источника питания, внешнего для транспортного средства, DFR 260 включается, и порт 270 зарядки электрически подключается к электрической системе.
LC-фильтр 280 предоставляется между DFR 260 и портом 270 зарядки и предотвращает вывод высокочастотного шума от электрической системы гибридного транспортного средства со штепсельным соединением в источник питания, внешний для транспортного средства, когда устройство 150 накопления энергии заряжается от источника питания, внешнего для транспортного средства.
Порт 270 зарядки выступает в качестве интерфейса электропитания для приема электроэнергии зарядки от источника питания, внешнего для транспортного средства, и в качестве канала ввода транспортного средства, предоставляемого в транспортном средстве. Когда устройство 150 накопления энергии заряжается от источника питания, внешнего для транспортного средства, разъем зарядного кабеля, через который электроэнергия подается в транспортное средство от источника питания, внешнего для транспортного средства, вставляется в порт 270 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.
Фиг.4 - это схема принципиальной конфигурации блока, связанного с механизмом зарядки электрической системы, показанной на фиг.3. Ссылаясь на фиг.4, зарядный кабель 300 для соединения гибридного транспортного средства со штепсельным соединением и источника питания, внешнего для транспортного средства, включает в себя разъем 310, штепсель 320 и CCID (устройство прерывания схемы зарядки) 330.
Разъем 310 выполнен с возможностью допускать вставку в порт 270 зарядки, предоставляемый в транспортном средстве. Концевой выключатель 312 предоставляется в разъеме 310. Когда разъем 310 вставлен в порт 270 зарядки, концевой выключатель 312 активируется, и сигнал CNCT из разъема, указывающий, что разъем 310 вставлен в порт 270 зарядки, вводится в ЭБУ 170.
Штепсель 320 подключается, например, к штепсельной розетке 400, предоставляемой дома. Электроэнергия переменного тока подается от источника питания 402 (например, системного источника питания) в штепсельную розетку 400.
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 питания 402 в гибридное транспортное средство со штепсельным соединением. Включение/выключение реле 332 управляется посредством EVSE-контроллера 334. Когда реле 332 выключено, токопроводящая дорожка, через которую электроэнергия подается от источника питания 402 в гибридное транспортное средство со штепсельным соединением, отключается. С другой стороны, когда реле 332 включено, электроэнергия может подаваться от источника питания 402 в гибридное транспортное средство со штепсельным соединением.
Когда штепсель 320 подключен к штепсельной розетке 400, EVSE-контроллер 334 работает посредством электроэнергии, подаваемой от источника питания 402. EVSE-контроллер 334 формирует управляющий сигнал CPLT, отправляемый в ЭБУ 170 транспортного средства через линию управляющих (пилотных) сигналов. Когда разъем 310 вставлен в порт 270 зарядки, и электрический потенциал управляющего сигнала CPLT понижается до заданного значения, EVSE-контроллер 334 инструктирует управляющему сигналу CPLT колебаться при заданном рабочем цикле (отношение ширины импульса к циклу колебания).
Этот рабочий цикл задается на основе номинального тока, который может подаваться от источника питания 402 через зарядный кабель 300 в транспортное средство.
Фиг.5 иллюстрирует форму управляющего сигнала CPLT, формируемого посредством EVSE-контроллера 334, показанного на фиг.4. Ссылаясь на фиг.5, управляющий сигнал CPLT колеблется при заданном цикле T. Здесь, ширина Ton импульса управляющего сигнала CPLT задается на основе номинального тока, который может подаваться от источника питания 402 через зарядный кабель 300 в транспортное средство. Уведомление о номинальном токе предоставляется от EVSE-контроллера 334 в ЭБУ 170 транспортного средства посредством использования управляющего сигнала CPLT, в соответствии с рабочим циклом, указываемым посредством отношения ширины Ton импульса к циклу T.
Следует отметить, что номинальный ток задается для каждого зарядного кабеля. В зависимости от типа зарядного кабеля номинальный ток варьируется, и поэтому рабочий цикл управляющего сигнала CPLT также варьируется. ЭБУ 170 транспортного средства принимает, через линию управляющих (пилотных) сигналов, управляющий сигнал CPLT, отправляемый от EVSE-контроллера 334, предоставляемого в зарядном кабеле 300, и считывает рабочий цикл принимаемого управляющего сигнала CPLT, так что ЭБУ 170 из транспортного средства может считывать номинальный ток, который может подаваться от источника питания 402 через зарядный кабель 300 в транспортное средство.
Снова ссылаясь на фиг.4, EVSE-контроллер 334 инструктирует включение реле 332, когда подготовка к зарядке закончена на стороне транспортного средства.
Фиг.6 подробнее иллюстрирует механизм зарядки, показанный на фиг.4. Ссылаясь на фиг.6, CCID 330 включает в себя катушку 606 индуктивности и детектор 608 утечки, в дополнение к реле 332 и EVSE-контроллеру 334. EVSE-контроллер 334 включает в себя осциллятор 602 и резистивный элемент 604.
Осциллятор 602 работает за счет электроэнергии, подаваемой от источника питания 402. Осциллятор 602 выводит неколебательный сигнал, когда выходной электрический потенциал резистивного элемента 604 имеет значение в пределах заданного электрического потенциала V1 (например, 12 В), и выводит сигнал, который колеблется при заданной частоте (например, 1 кГц) и рабочем цикле, когда выходной электрический потенциал резистивного элемента 604 понижается от V1. Другими словами, EVSE-контроллер 334 не инструктирует управляющему сигналу CPLT колебаться, когда электрический потенциал управляющего сигнала CPLT имеет значение в пределах V1, и EVSE-контроллер 334 инструктирует управляющему сигналу CPLT колебаться при заданной частоте и рабочем цикле, когда электрический потенциал управляющего сигнала CPLT понижается от V1. Следует отметить, что электрический потенциал управляющего сигнала CPLT подвергается оперированию посредством переключения значения сопротивления на стороне ЭБУ 170, как описано ниже. Помимо этого рабочий цикл задается на основе номинального тока, который может подаваться от источника питания 402 через зарядный кабель 300 в транспортное средство, как описано выше.
Помимо этого EVSE-контроллер 334 подает ток в катушку 606 индуктивности, когда электрический потенциал управляющего сигнала CPLT имеет значение в рамках заданного электрического потенциала V3 (например, 6 В). Когда ток подается от EVSE-контроллера 334, катушка 606 индуктивности генерирует электромагнитную силу, и реле 332 включается.
Детектор 608 утечки предоставляется в паре линий питания, через которые электроэнергия зарядки подается от источника питания 402 в гибридное транспортное средство со штепсельным соединением, и определяет присутствие или отсутствие утечки. В частности, детектор 608 утечки определяет равновесие тока, протекающего через пару линий питания во встречном направлении, и считывает возникновение утечки, когда равновесие нарушается. Следует отметить, что, хотя не показано специально, когда утечка определяется посредством детектора 608 утечки, подача питания в катушку 606 индуктивности прерывается, и реле 332 выключается.
С другой стороны, ЭБУ 170 включает в себя коммутационную схему 510, схему 518 ИЛИ, схему 520 сопротивления, ЦП 530 источника питания (управляющий процессор), управляющий ЦП 532 и резистивный элемент 508.
Когда разъем 310 вставлен в порт 270 зарядки, коммутационная схема 510 принимает управляющий сигнал CPLT от EVSE-контроллера 334. Когда сигнал SW1 переключения от управляющего ЦП 532 является неактивным, коммутационная схема 510 выводит управляющий сигнал CPLT в схему 518 ИЛИ посредством электрического подключения контактного зажима 512 к контактному зажиму 514. С другой стороны, когда сигнал SW1 переключения задается активным, коммутационная схема 510 выводит управляющий сигнал CPLT в схему 520 сопротивления посредством электрического подключения контактного зажима 512 к контактному зажиму 516. Следует отметить, что когда система транспортного средства остановлена, управляющий ЦП 532 останавливается, и сигнал SW1 переключения задается неактивным, и коммутационная схема 510 электрически подключает контактный зажим 512 к контактному зажиму 514.
Схема 518 ИЛИ принимает вывод из коммутационной схемы 510 и сигнал инвертирования сигнала CNCT из разъема на входном контактном зажиме, реализует логическую операцию ИЛИ и выводит результат операции в ЦП 530 источника питания. В это время напряжение применяется от узла 506 вспомогательного источника питания через резистивный элемент 508 к линии сигнала из разъема, через которую передается сигнал CNCT из разъема. Когда разъем 310 вставлен в порт 270 зарядки, концевой выключатель 312 включается, и электрический потенциал линии сигнала из разъема понижается.
Соответственно, когда разъем 310 вставлен в порт 270 зарядки или когда схема 518 ИЛИ принимает управляющий сигнал CPLT от коммутационной схемы 510, или схема 518 задает вывод выходного сигнала в ЦП 530 источника питания активным.
ЦП 530 источника питания принимает сигнал IG, который задается активным в соответствии с операцией активации системы пользователем (например, операцией поворота ключа зажигания во включенное положение, операцией включения пускового переключателя и т.п.), а также выходным сигналом от схемы 518 ИЛИ. Когда любой из сигнала IG и выходного сигнала от схемы 518 ИЛИ задается активным, ЦП 530 источника питания активируется и выводит сигнал PWR активации в каждое устройство, в том числе управляющий ЦП 532. Тем самым, система транспортного средства активируется.
Следует отметить, что ЦП 530 источника питания имеет медленный рабочий цикл, и рабочий цикл ЦП 530 источника питания превышает цикл колебания управляющего сигнала CPLT, чтобы уменьшать потребление электроэнергии в ходе ожидания. Соответственно ЦП 530 источника питания не может определять колебательный управляющий сигнал CPLT. Когда управляющий сигнал CPLT выводится на сторону ЦП 530 источника питания посредством коммутационной схемы 510, тем не менее электрический потенциал управляющего сигнала CPLT поддерживается в рамках V1 и управляющий сигнал CPLT не колеблется. Следовательно, ЦП 530 источника питания может определять управляющий сигнал CPLT.
Схема 520 сопротивления включает в себя резистивные элементы 522, 524, реле 526 и узел 528 заземления. Резистивный элемент 522 подключается между узлом 528 заземления и сигнальной линией, размещенной между контактным зажимом 516 коммутационной схемы 510 и управляющим ЦП 532. Резистивный элемент 524 и реле 526 подключены последовательно между вышеупомянутой сигнальной линией и узлом 528 заземления и соединены параллельно с резистивным элементом 522. Реле 526 включается, когда сигнал SW2 переключения от управляющего ЦП 532 задается активным.
Когда управляющий сигнал CPLT выводится в схему 520 сопротивления посредством коммутационной схемы 510, эта схема 520 сопротивления переключает электрический потенциал управляющего сигнала CPLT в соответствии с сигналом SW2 переключения. Другими словами, когда управляющий сигнал CPLT выводится в схему 520 сопротивления, электрический потенциал управляющего сигнала CPLT понижается до заданного электрического потенциала V2 (например, 9 В) из-за резистивного элемента 522, если реле 526 находится в отключенном состоянии. Если реле 526 находится во включенном состоянии, электрический потенциал управляющего сигнала CPLT дополнительно понижается до заданного электрического потенциала V3 (например, 6 В) из-за резистивного элемента 524.
Управляющий ЦП 532 активируется в соответствии с сигналом PWR активации от ЦП 530 источника питания и выполняет различное управление, связанное с движением транспортного средства, а также различное управление, связанное с зарядкой устройства 150 накопления энергии от источника питания 402. Когда устройство 150 накопления энергии заряжается от источника питания 402, управляющий ЦП 532 задает сигнал SW1 переключения, выводимый в коммутационную схему 510, активным в соответствии с активацией посредством сигнала PWR активации. Управляющий ЦП 532 определяет номинальный ток, который может подаваться от источника питания 402 в гибридное транспортное средство со штепсельным соединением, на основе управляющего сигнала CPLT, принимаемого от коммутационной схемы 510, когда сигнал SW1 переключения задается активным.
Когда номинальный ток определен, и подготовка к зарядке устройства 150 накопления энергии от источника питания 402 закончена, управляющий ЦП 532 задает сигнал SW2 переключения, выводимый в реле 526 схемы 520 сопротивления, активным. После этого управляющий ЦП 532 инструктирует включение DFR 260 (не показано) и управляет первым инвертором 210, вторым инвертором 220 и преобразователем 200 (все не показаны), и тем самым управляется заряд устройства 150 накопления энергии от источника питания 402.
В этом гибридном транспортном средстве со штепсельным соединением, когда любой из сигнала IG и выходного сигнала от схемы 518 ИЛИ задается активным, ЦП 530 источника питания активируется. Другими словами, система транспортного средства активируется в соответствии с операцией активации системы пользователем, когда запрашивается движение транспортного средства, и система транспортного средства активируется в соответствии с сигналом CNCT из разъема или управляющим сигналом CPLT, когда зарядка устройства 150 накопления энергии от источника питания 402 запрашивается.
Здесь, если управляющий сигнал CPLT колеблется, управляющий сигнал CPLT не может использоваться в качестве триггера активации в ЦП 530 источника питания, поскольку цикл колебания управляющего сигнала CPLT короче рабочего цикла ЦП 530 источника питания.
С другой стороны, когда электрический потенциал управляющего сигнала CPLT имеет значение в рамках V1 (например, 12 В), EVSE-контроллер 334 не позволяет управляющему сигналу CPLT колебаться, а когда электрический потенциал управляющего сигнала CPLT понижается от V1, EVSE-контроллер 334 инструктирует управляющему сигналу CPLT колебаться.
В настоящем варианте осуществления электрический потенциал управляющего сигнала CPLT может быть переключен посредством установленной на транспортном средстве коммутационной схемы 510 и схемы 520 сопротивления, и колебание/неколебание управляющего сигнала CPLT посредством EVSE-контроллера 334 может дистанционно управляться на стороне транспортного средства. Другими словами, посредством переключения направления вывода управляющего сигнала CPLT на сторону ЦП 530 источника питания посредством коммутационной схемы 510 и недопущения понижения электрического потенциала управляющего сигнала CPLT, вызываемого посредством схемы 520 сопротивления, управляющий сигнал CPLT может переводиться в неколебательное состояние. С другой стороны, посредством переключения направления вывода управляющего сигнала CPLT в схему 520 сопротивления посредством коммутационной схемы 510 и понижения электрического потенциала управляющего сигнала CPLT посредством схемы 520 сопротивления, управляющий сигнал CPLT может переводиться в колебательное состояние.
В настоящем варианте осуществления, до тех пор, пока система транспортного средства не активирована, направление вывода управляющего сигнала CPLT задается на сторону ЦП 530 источника питания посредством коммутационной схемы 510, и тем самым неколебательный управляющий сигнал CPLT используется в качестве триггера активации для системы транспортного средства. После того, как система транспортного средства активирована, направление вывода управляющего сигнала CPLT задается в схему 520 сопротивления посредством коммутационной схемы 510, и тем самым номинальный ток считывается на основе колебательного управляющего сигнала CPLT.
В настоящем варианте осуществления система транспортного средства активируется в соответствии с сигналом CNCT из разъема или управляющим сигналом CPLT, когда зарядка устройства 150 накопления энергии от источника питания 402 запрашивается. Такая конфигурация обеспечивает повторную активацию системы транспортного средства после восстановления после сбоя питания (следует отметить, что это основано на предпосылке, что система транспортного средства останавливается в ходе сбоя питания).
Другими словами, если только сигнал CNCT из разъема используется в качестве триггера активации для системы транспортного средства, сигнал CNCT из разъема не формируется после восстановления после сбоя питания, и система транспортного средства не может быть активирована снова, поскольку разъем 310 остается вставленным в порт 270 зарядки в ходе сбоя питания. С другой стороны, в настоящем варианте осуществления, даже если сигнал CNCT из разъема не формируется, система транспортного средства может быть активирована в соответствии с управляющим сигналом CPLT. Когда управляющий сигнал CPLT выводится из EVSE-контроллера 334 после восстановления после сбоя питания, управляющий сигнал CPLT используется в качестве триггера активации, чтобы активировать ЦП 530 источника питания, и система транспортного средства активируется снова.
Фиг.7 - это блок-схема последовательности операций способа CCID 330 и ЭБУ 170, показанных на фиг.6. Ссылаясь на фиг.7 и 6, в CCID 330, если электроэнергия подается от источника питания 402 в CCID 330 (ДА на этапе S10), EVSE-контроллер 334 формирует управляющий сигнал CPLT (электрический потенциал V1) (этап S20). Если электрический потенциал управляющего сигнала CPLT понижен до V2 (ДА на этапе S30), EVSE-контроллер 334 инструктирует управляющему сигналу CPLT колебаться (этап S40). Если электрический потенциал управляющего сигнала CPLT дополнительно понижен до V3 (ДА на этапе S50), EVSE-контроллер 334 подает ток в катушку 606 индуктивности, и реле 332 включается (этап S60).
С другой стороны, если электрический потенциал управляющего сигнала CPLT не понижен до V3 на этапе S50 (НЕТ на этапе S50), EVSE-контроллер 334 не подает ток в катушку 606 индуктивности, и реле 332 выключается (этап S70). Помимо этого, если электрический потенциал управляющего сигнала CPLT не понижен до V2 на этапе S30 (НЕТ на этапе S30), реле 332 также выключается (этап S70).
В ЭБУ 170, ЦП 530 источника питания определяет то, принят или нет триггер активации для системы транспортного средства (этап S110). Этим триггером активации является либо сигнал IG, либо выходной сигнал схемы 518 ИЛИ, как описано выше. Если определено, что триггер активации принят (ДА на этапе S110), ЦП 530 источника питания определяет тип триггера активации (этап S120).
Если триггером активации является сигнал IG ("IG" на этапе S120), ЦП 530 источника питания активирует систему транспортного средства в "режиме движения" (этап S130). С другой стороны, если триггером активации является выходной сигнал схемы 518 ИЛИ ("CNCT или CPLT" на этапе S120), ЦП 530 источника питания активирует систему транспортного средства в "режиме зарядки от штепсельного соединения" (этап S140). Следует отметить, что процессы на этих этапах S130 и S140 могут выполняться в управляющем ЦП 532.
Если система транспортного средства активируется в "режиме зарядки от штепсельного соединения", управляющий ЦП 532 задает сигнал SW1 переключения, выводимый в коммутационную схему 510, активным и переключает направление вывода управляющего сигнала CPLT от стороны ЦП 530 источника питания (схема 518 ИЛИ) на сторону управляющего ЦП 532 (схема 520 сопротивления) (этап S150). Следует отметить, что в результате этого переключения электрический потенциал управляющего сигнала CPLT понижается до электрического потенциала V2 из-за резистивного элемента 522 схемы 520 сопротивления, и поэтому управляющий сигнал CPLT колеблется (этап S40).
Затем управляющий ЦП 532 определяет то, начинает или нет управляющий сигнал CPLT колебаться (этап S160). Если колебание управляющего сигнала CPLT определяется (ДА на этапе S160), управляющий ЦП 532 определяет номинальный ток, который может подаваться от источника питания 402 через зарядный кабель 300 в гибридное транспортное средство со штепсельным соединением, на основе рабочего цикла управляющего сигнала CPLT. Когда подготовка к зарядке устройства 150 накопления энергии закончена, управляющий ЦП 532 задает сигнал SW2 переключения активным и инструктирует включение реле 526 схемы 520 сопротивления (этап S170). Затем электрический потенциал управляющего сигнала CPLT дополнительно понижается до электрического потенциала V3, и реле 332 включается в CCID 330 (этап S60).
Если определено, что управляющий сигнал CPLT не колеблется, на этапе S160 (НЕТ на этапе S160), управляющий ЦП 532 определяет то, прекращать или нет зарядку (этап S180). Прекращать или нет зарядку, может быть определено на основе инструкции от пользователя или на основе того, длилось или нет неколебательное состояние в течение заданного периода времени.
Если на этапе S180 определено, что зарядка прекращена (ДА на этапе S180), управляющий ЦП 532 задает сигнал SW2 переключения неактивным и инструктирует выключение реле 526 схемы 520 сопротивления (этап S190). Затем электрический потенциал управляющего сигнала CPLT задается равным V2, и реле 332 выключается в CCID 330. После этого управляющий ЦП 532 задает сигнал SW1 переключения неактивным и переключает направление вывода управляющего сигнала CPLT от стороны управляющего ЦП 532 (схема 520 сопротивления) на сторону ЦП 530 источника питания (схема 518 ИЛИ) (этап S200).
Фиг.8 - это временная диаграмма основных сигналов, когда зарядка гибридного транспортного средства со штепсельным соединением от источника питания 402, внешнего для транспортного средства, начинается. Ссылаясь на фиг.8 и 6, когда штепсель 320 зарядного кабеля 300 подключается к штепсельной розетке источника питания 402 во время t0, электроэнергия принимается от источника питания 402, и EVSE-контроллер 334 формирует управляющий сигнал CPLT.
Следует отметить, что в этот момент разъем 310 зарядного кабеля 300 не вставлен в порт 270 зарядки на стороне транспортного средства, электрический потенциал управляющего сигнала CPLT равен V1 (например, 12 В) и управляющий сигнал CPLT не колеблется. Помимо этого контактный зажим 512 электрически подключен к контактному зажиму 514 в коммутационной схеме 510 ЭБУ 170.
Когда разъем 310 вставлен в порт 270 зарядки во время t1, сигнал CNCT из разъема формируется. Затем этот сигнал CNCT из разъема или управляющий сигнал CPLT используется в качестве триггера активации, чтобы активировать ЦП 530 источника питания. После этого, когда система транспортного средства активирована, управляющий ЦП 532 задает сигнал SW1 переключения активным во время t2.
Когда сигнал SW1 переключения задается активным во время t2, коммутационная схема 510 выводит управляющий сигнал CPLT на сторону управляющего ЦП 532 (схему 520 сопротивления) посредством электрического подключения контактного зажима 512 к контактному зажиму 516. Затем электрический потенциал управляющего сигнала CPLT понижается до V2 (например, 9 В) из-за резистивного элемента 522 схемы 520 сопротивления.
Когда электрический потенциал управляющего сигнала CPLT понижен до V2, EVSE-контроллер 334 инструктирует управляющему сигналу CPLT колебаться во время t3. Затем номинальный ток определяется в управляющем ЦП 532 на основе рабочего цикла управляющего сигнала CPLT, и когда подготовка к управлению зарядкой закончена, управляющий ЦП 532 задает сигнал SW2 переключения активным во время t4. Затем электрический потенциал управляющего сигнала CPLT дополнительно понижается до V3 (например, 6 В) из-за резистивного элемента 524 схемы 520 сопротивления.
Когда электрический потенциал управляющего сигнала CPLT понижен до V3, ток подается от EVSE-контроллера 334 в катушку 606 индуктивности, и реле 332 CCID 330 включается во время t5. После этого, хотя не показано конкретно, DFR 260 включается, и устройство 150 накопления энергии заряжается от источника питания 402.
Фиг.9 - это временная диаграмма основных сигналов, когда зарядка перезапускается после восстановления после сбоя питания. Ссылаясь на фиг.9 и 6, предполагается, что транспортное средство восстанавливается после сбоя питания во время t10. Когда транспортное средство восстанавливается после сбоя питания, EVSE-контроллер 334 принимает электроэнергию от источника питания 402 и формирует управляющий сигнал CPLT.
Здесь, в отличие от случая, где зарядка начинается так, как показано на фиг.8, разъем 310 зарядного кабеля 300 остается вставленным в порт 270 зарядки на стороне транспортного средства в ходе сбоя питания. Следовательно, невозможно использовать сигнал CNCT из разъема в качестве триггера активации для ЦП 530 источника питания, когда зарядка перезапускается. Поскольку управляющий сигнал CPLT тем не менее формируется после восстановления после сбоя питания, и контактный зажим 512 электрически подключен к контактному зажиму 514 в коммутационной схеме 510 вследствие сбоя питания, управляющий сигнал CPLT используется в качестве триггера активации, чтобы активировать ЦП 530 источника питания. После этого, когда система транспортного средства активирована, управляющий ЦП 532 задает сигнал SW1 переключения активным во время t11.
Следует отметить, что операция после времени t11 является идентичной операции после времени t2 в случае, если зарядка начинается так, как показано на фиг.8. Как описано выше, когда зарядка перезапускается после восстановления после сбоя питания, управляющий сигнал CPLT используется в качестве триггера активации, чтобы активировать систему транспортного средства, и зарядка устройства 150 накопления энергии от источника питания 402 может перезапускаться.
Фиг.10 - это временная диаграмма основных сигналов, когда зарядка завершается. Ссылаясь на фиг.10, во время t20, определяется то, что зарядка завершается, и управляющий ЦП 532 задает сигнал SW2 переключения неактивным. Затем электрический потенциал управляющего сигнала CPLT повышается от V3 до V2, и в соответствии с этим реле 332 из CCID 330 выключается во время t21.
После этого управляющий ЦП 532 задает сигнал SW1 переключения неактивным во время t22. Затем, при подготовке к следующей зарядке, направление вывода управляющего сигнала CPLT переключается со стороны управляющего ЦП 532 (схема 520 сопротивления) на сторону ЦП 530 источника питания (схема 518 ИЛИ) в коммутационной схеме 510. Как результат, электрический потенциал управляющего сигнала CPLT повышается от V2 до V1.
Активация системы гибридного транспортного средства со штепсельным соединением, когда зарядка начинается и когда зарядка перезапускается после восстановления после сбоя питания, реализована вышеописанным способом.
Далее описывается работа первого инвертора 210 и второго инвертора 220, когда устройство 150 накопления энергии заряжается от источника питания 402.
Фиг.11 иллюстрирует схему замещения нуль-фазы 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, как показано на фиг.3, и имеет восемь комбинаций включения/выключения шести переключающих элементов в каждом инверторе. В двух из этих восьми комбинаций переключения межфазное напряжение становится нулем, и это состояние напряжения упоминается как вектор нулевого напряжения. Вектор нулевого напряжения может пониматься так, что три переключающих элемента верхней ветви находятся в одном состоянии переключения (все включены или выключены), и аналогично, три переключающих элемента нижней ветви находятся в том же состоянии переключения.
В ходе зарядки устройства 150 накопления энергии от источника питания 402, 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-фазового напряжения, формируемой посредством напряжения VAC, определяемого посредством датчика напряжения 171 (фиг.3), а также посредством номинального тока, уведомленного от зарядного кабеля 300 посредством управляющего сигнала CPLT. Следовательно, на этой фиг.11, три переключающих элемента верхней ветви первого инвертора 210 совместно показываются как верхняя ветвь 210A, а три переключающих элемента нижней ветви первого инвертора 210 совместно показываются как нижняя ветвь 210B. Аналогично, три переключающих элемента верхней ветви второго инвертора 220 совместно показываются как верхняя ветвь 220A, а три переключающих элемента нижней ветви второго инвертора 220 совместно показываются как нижняя ветвь 220B.
Как показано на фиг.11, эта схема замещения нуль-фазы может рассматриваться как однофазный PWM-преобразователь, который принимает ввод однофазной электроэнергии переменного тока, предоставляемой от источника питания 402 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-фазового напряжения и управления переключением первого и второго инверторов 210 и 220 так, что первый и второй инверторы 210 и 220 работают как ветви однофазного PWM-преобразователя, электроэнергия переменного тока, подаваемая от источника питания 402, может быть преобразована в электроэнергию постоянного тока, и устройство 150 накопления энергии может заряжаться.
Как описано выше, в настоящем варианте осуществления, система транспортного средства активируется в соответствии с сигналом IG, который задается активным в соответствии с операцией активации системы пользователем, когда движение транспортного средства запрашивается. Система транспортного средства активируется в соответствии с любым из сигнала CNCT из разъема и управляющего сигнала CPLT, когда зарядка устройства 150 накопления энергии от источника питания 402 запрашивается. Следовательно, система транспортного средства активируется посредством управляющего сигнала CPLT, даже когда сигнал CNCT из разъема является анормальным или не формируется (во время восстановления после сбоя питания и т.п.). Здесь, управляющий сигнал CPLT - это импульсный сигнал. До тех пор, пока система транспортного средства не активирована, тем не менее управляющий сигнал CPLT предоставляется неимпульсным способом. Следовательно, даже если рабочий цикл ЦП 530 источника питания превышает цикл колебания управляющего сигнала CPLT, ЦП 530 источника питания может распознавать управляющий сигнал CPLT.
Таким образом, согласно настоящему варианту осуществления система транспортного средства может быть надежно активирована, когда устройство 150 накопления энергии заряжается от источника питания 402. Помимо этого система транспортного средства может быть активирована в соответствии с любым из сигнала CNCT из разъема и управляющего сигнала CPLT. Следовательно, даже когда сигнал CNCT из разъема не формируется после восстановления после сбоя питания, система транспортного средства может быть активирована в соответствии с управляющим сигналом CPLT. Кроме того, система транспортного средства может быть активирована, даже когда сигнал CNCT из разъема является анормальным, и активация системы транспортного средства обеспечивает считывание нарушения в сигнале CNCT из разъема.
Модификация
В этой модификации нарушение в работе в управляющем сигнале CPLT определяется наряду с процессом активации системы, когда зарядка начинается или когда зарядка перезапускается после восстановления после сбоя питания.
Фиг.12 - это блок-схема последовательности операций ЭБУ 170 в этой модификации. Ссылаясь на фиг.12, эта блок-схема последовательности операций способа дополнительно включает в себя этапы S210, S220 и S230, в дополнение к этапам в блок-схеме последовательности операций ЭБУ 170, показанного на фиг.7.
Другими словами, если на этапе S160 определено, что управляющий сигнал CPLT не колеблется, управляющий ЦП 532 определяет то, имеет или нет управляющий сигнал CPLT электрический потенциал (этап S210). Если определено, что управляющий сигнал CPLT имеет электрический потенциал (ДА на этапе S210), управляющий ЦП 532 определяет то, длилось или нет состояние, в котором управляющий сигнал CPLT не колеблется и управляющий сигнал CPLT имеет электрический потенциал, в течение заданного периода времени (этап S220).
Если на этапе S220 определено, что состояние длилось в течение заданного периода времени (ДА на этапе S220), управляющий ЦП 532 определяет то, что управляющий сигнал CPLT является анормальным (постоянно включен), и диагностика сохраняется (этап S230). Другими словами, если управляющий сигнал CPLT имеет электрический потенциал, но управляющий сигнал CPLT не колеблется, определяется нарушение в том, что управляющий сигнал CPLT является анормальным, что отличается от времени, когда зарядный кабель 300 не подключен к источнику питания 402, или времени, когда возникает сбой питания.
Если на этапе S210 определено, что управляющий сигнал CPLT не имеет электрического потенциала (НЕТ на этапе S210), или если на этапе S220 определено, что состояние не длилось в течение заданного периода времени (НЕТ на этапе S220), управляющий ЦП 532 переводит процесс к этапу S180.
Как описано выше, согласно настоящей модификации, нарушение в управляющем сигнале CPLT может определяться, что отличается от времени, когда зарядный кабель 300 не подключен к источнику питания 402, или времени, когда сбой питания возникает.
В вышеприведенном варианте осуществления устройство 150 накопления энергии заряжается посредством предоставления в нейтральную точку 112 первого МГ 110 и в нейтральную точку 122 второго МГ 120 электроэнергии зарядки, подаваемой от источника питания 402, и управления первым и вторым инверторами 210 и 220 как однофазным PWM-преобразователем. Зарядное устройство, предназначенное для зарядки устройства 150 накопления энергии от источника питания 402, тем не менее, может предоставляться отдельно.
Фиг.13 - это схема общей конфигурации электрической системы в гибридном транспортном средстве со штепсельным соединением, в котором установлено зарядное устройство, предназначенное для зарядки устройства 150 накопления энергии от источника питания 402. Ссылаясь на фиг.13, эта электрическая система дополнительно включает в себя зарядное устройство 290 по сравнению с электрической системой, показанной на фиг.3. Зарядное устройство 290 подключается к линии питания между SMR 250 и преобразователем 200, и порт 270 зарядки соединяется на входной стороне зарядного устройства 290 с DFR 260 и LC-фильтром 280, вставленными между ними. В ходе зарядки устройства 150 накопления энергии от источника питания 402 зарядное устройство 290 преобразует электроэнергию зарядки, подаваемую из источника питания 402, до уровня 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.
Следует отметить, что, как показано на фиг.14, блок, связанный с механизмом зарядки электрической системы, показанным на фиг.13, имеет конфигурацию, идентичную конфигурации механизма зарядки в вышеописанном варианте осуществления, показанном на фиг.4.
Следует отметить, что, в вышеприведенном варианте осуществления описано гибридное транспортное средство "последовательно-параллельного типа", в котором мощность, расходуемая на движение, двигателя 100 распределяется в ведущее колесо 160 и первый МГ 110 с использованием устройства 130 деления мощности. Настоящее изобретение тем не менее 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 генерирующему движущую силу транспортного средства с использованием 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.
Кроме того, настоящее изобретение также применимо к гибридному транспортному средству, которое не включает в себя преобразователь 200.
Помимо этого 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.
В вышеприведенном, концевой выключатель 312, резистивный элемент 508 и узел 506 вспомогательного источника питания формируют пример "схемы формирования сигналов" в настоящем изобретении. Помимо этого ЦП 530 источника питания соответствует примеру "контроллера активации" в настоящем изобретении, а коммутационная схема 510 и схема 520 сопротивления формируют пример "схемы оперирования сигналами" в настоящем изобретении. Кроме того, управляющий ЦП 532 соответствует примеру "модуля определения нарушений в работе" в настоящем изобретении.
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, эквивалентных формуле изобретения.