專利名稱：用于機(jī)載的交通工具充電器的臨近檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于與機(jī)載的交通工具充電器一起使用的臨近檢測電路，以檢測用于方便交通工具充電的電纜線或其他元件的連接。背景機(jī)載的交通工具充電器可用于對混合電動或電動交通工具中存在的高壓電池充電以向電動機(jī)提供能量。在一些情況下，充電可用具有方便了如從壁式充電器或其他類型的充電站到機(jī)載充電器的電流傳遞的能力的電纜線或其他元件來簡化。電纜線可包括適配器以方便連接到與機(jī)載充電器關(guān)聯(lián)的插座或其他插孔。機(jī)載充電器可包括電子器件或其他元件，以控制和管理電流流至高壓電池和其他相關(guān)的充電操作。附圖簡要說明本發(fā)明特別在所附權(quán)利要求中被指出。然而，通過結(jié)合附圖參考以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征將變得更加明顯，并且本發(fā)明將被最好地理解，在附圖中

圖1在功能上示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面的交通工具電力系統(tǒng)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面的臨近檢測電路；以及圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面的較低壓電源電路。詳細(xì)說明圖1在功能上示出了與根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面的交通工具電力系統(tǒng)10 關(guān)聯(lián)的邏輯元件。交通工具電力系統(tǒng)10被示出并且被主要針對在電動交通工具、混合電動交通工具或其他交通工具12內(nèi)的使用來描述，交通工具12具有高壓電池14或其他能源， 其可操作提供足以供電動機(jī)16使用來驅(qū)動交通工具12的電流。交通工具12可包括機(jī)載充電器20，以方便用通過被用來將機(jī)載充電器連接到壁式充電器或其他充電站(未示出) 的電纜線22所傳遞的電流對高壓電池14充電。電纜線22可用于通過電纜傳遞電流，該電纜的一端上的端子(未示出)適于被接納在與機(jī)載充電器20關(guān)聯(lián)的插孔或插座(未示出) 內(nèi)。機(jī)載充電器20可包括電子器件或其他元件，其可操作來控制和管理電流流動，該電流流動用于支持有關(guān)高壓電池14的充電相關(guān)操作，并且可選地用于支持對交通工具12 內(nèi)所包括的低壓電池對、一個(gè)或多個(gè)交通工具子系統(tǒng)沈、和/或其他電可操作元件的充電或以其它方式的供電。低壓電池M可被包括以支持對在低于電動機(jī)16的電壓下可操作的交通工具系統(tǒng)沈進(jìn)行供電，所述交通工具系統(tǒng)沈例如但不限于遠(yuǎn)程無鑰進(jìn)入系統(tǒng)、加熱和冷卻系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)、制動系統(tǒng)，等等。除用通過電纜線22提供的能量進(jìn)行充電以外， 高壓電池14和低壓電池M與交通工具子系統(tǒng)沈中的一個(gè)或多個(gè)可操作來互相供電和/ 或用電動機(jī)16所產(chǎn)生的能量供電。例如，低壓電池M可以可操作以提供足夠較低壓電源30使用的電流。較低壓電源30可以可操作以調(diào)整來自低壓電池M的電流，用于交通工具子系統(tǒng)沈和/或機(jī)載充電器20中的一個(gè)或多個(gè)?？刂破?2可被包括以方便執(zhí)行邏輯操作并從事與交通工具12關(guān)聯(lián)的其他處理要求(可選地，元件中的一個(gè)或多個(gè)可包括其自身的控制器或處理器)。為了示例性目的，術(shù)語“較低”、“低”和“高”被用來區(qū)分分別與大約5VDC、12VDC和200VDC相符的電壓電平，這些電壓電平通常用在交通工具內(nèi)以支持與相應(yīng)能源中的每一個(gè)關(guān)聯(lián)的操作。這樣做并不打算不必要地限制本發(fā)明的范圍和計(jì)劃，因?yàn)楸景l(fā)明充分考慮了具有相同或不同的電壓電平和/或電流產(chǎn)出/發(fā)電能力的能源。本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面考慮較低壓電源30，其可操作來設(shè)置由機(jī)載充電器 20為測試電纜線22的連接所使用的電壓。例如，較低電壓源30可以是電壓或電流穩(wěn)壓器， 其具有足以補(bǔ)償?shù)蛪弘姵豈和/或高壓電池14的電壓變化的能力，以向電連接到該較低電壓源的、可能對電壓變化敏感的機(jī)載充電器20/或其他元件提供穩(wěn)定電流。較低壓電源 30可以在不使用時(shí)可操作為睡眠狀態(tài)，以防止來自低壓電池M的電流的消耗，并在需要時(shí)可操作為激活狀態(tài)，以提供來自低壓電池M的電流和調(diào)整電壓。本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面考慮在沒有必要使用機(jī)載充電器20時(shí)，保存消耗的電流量(例如，當(dāng)交通工具停下時(shí)，電纜線斷路，等等)。由本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面所考慮的電流保存可通過在機(jī)載充電器20的操作不必要時(shí)將較低壓電源M轉(zhuǎn)換到睡眠狀態(tài)， 以及此后在需要使用機(jī)載充電器20時(shí)將較低電壓源M從睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到激活狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面，臨近檢測電路36可被包括以方便電流保存配置，其可操作以在較低壓電源30在睡眠狀態(tài)或非激活狀態(tài)下時(shí)，方便電纜線22到機(jī)載充電器20的配準(zhǔn)連接。臨近檢測電路36可以可操作來在耗電小于50-100uA時(shí)，將較低壓電源 30從睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到激活狀態(tài)。一旦較低壓電源30被臨近檢測電路36激活，則機(jī)載充電器20的電子器件可用于檢測電纜線的正確連接。圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面的臨近檢測電路36。臨近檢測電路36意在包含圖2所示的電路相關(guān)元件(開關(guān)、電阻、電容、二極管，等等)，并不意在必定需要這些電路元件作為專用電路的一部分。相反，電路元件可以是圖1所示的邏輯元件中的任何一個(gè)或多個(gè)的一部分，即，所示的電路部件中的一些或全部可被包括在機(jī)載充電器20、較低壓電源30、交通工具子系統(tǒng)沈、控制器32、電機(jī)16，等等中的一些或全部里。 當(dāng)多個(gè)電路元件被示出實(shí)現(xiàn)了某些結(jié)果時(shí)，本發(fā)明充分考慮使用其他電路元件，特別是使用其他電流保存元件來實(shí)現(xiàn)類似的結(jié)果。當(dāng)電纜線22連接到機(jī)載充電器20時(shí)，電路36被配置成使得電纜線22形成臨近檢測電路36的一部分，如用開關(guān)Sl所表示的，例如在具有三叉連接的電纜線22的情況下，開關(guān)Sl的節(jié)點(diǎn)A和B之間的電連接可通過正極和負(fù)極端子建立(接地端子可接地到交通工具底盤。)。用這種方式，當(dāng)電纜線22被插入用于將其連接到機(jī)載充電器20的插座內(nèi)時(shí)， 可被認(rèn)為形成臨近電路36的一部分。在一些情況下，鎖或其他致動器(未示出)可被包括以將電纜線22固定在插座內(nèi)，或以其他方式方便用戶致動旨在反映電纜線的連接的設(shè)備。開關(guān)S3可在致動器閉合時(shí)從正常斷開位置被致動到閉合位置。如下面更詳細(xì)描述的，電阻R3和R4可被包括以便根據(jù)開關(guān)S3是否閉合(即，致動器閉合)短路電阻R4而產(chǎn)生某些電壓。與到插座和致動器的電纜線連接關(guān)聯(lián)的元件可被識別為臨近電路的連接電路部分38。一旦電纜線被連接，在引腳3和引腳4之間提供與通過電纜線22提供的電壓成比例的電壓。機(jī)載充電器20可包括連接器或其他特征，其操縱或以其他方式管理引腳3和引腳4之間的電壓，以方便對高壓電池14充電。雖然未示出，但是機(jī)載充電器20可包括任何數(shù)量的這些類型的電路元件，以方便高壓電池14的充電。除了用于方便從電纜線22轉(zhuǎn)移電荷到高壓電池14的電路元件之外，額外的電路元件和電子器件(未示出)可被包括以檢測電纜線22的連接。對電纜線22是否被正確地連接的確定可通過相應(yīng)的機(jī)載充電器電子器件測量跨電阻Rl的電壓來完成，其被示出用檢測邏輯標(biāo)識符表示。較低壓電源30可被配置成提供被示出在整個(gè)臨近電路中常用的5V參考電壓，以便跨電阻Rl的電壓可以在電纜線22斷開連接時(shí)，記錄由電阻R2與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(mosFET)Ml和M3設(shè)置的第一電壓，以及在電纜線22連接的地方，記錄由電纜線22、電阻rl和mosFET Ml設(shè)置的更大的第二電壓。機(jī)載充電器20可基于是檢測到第一電壓還是第二電壓來確定電纜線22是正確地連接的。本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面考慮通過盡可能使較低電源30維持在睡眠狀態(tài)下， 較低壓電源30和機(jī)載充電器20的電流消耗。當(dāng)較低電壓源30在睡眠狀態(tài)下時(shí)，依賴于機(jī)載充電器20的配置，機(jī)載充電器20可能無法檢測到電纜線22的連接，因?yàn)闄C(jī)載充電器20 依賴由較低電壓源30提供以方便測試上面提到的第一和第二電壓的5V電壓(例如，使能 mosFET ml的操作)。圖3示出了用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面的較低壓電源的電路，其中喚醒電壓被提供給與較低壓電源的操作關(guān)聯(lián)的集成電路。臨近檢測電路36可包括喚醒電路40，其響應(yīng)接收的由電阻Rl設(shè)置的喚醒電壓， 可操作以方便使較低壓電源在睡眠狀態(tài)和激活狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。喚醒電壓可根據(jù)電纜線的連接(開關(guān)Sl的閉合)立即生成，在電纜線連接期間，隨著在低壓電池的12V輸入、開關(guān) Q3、電阻Rll、mosFETM2、電阻R2、電阻R3和電阻R4之間的電流路徑的閉合，喚醒電路從開路狀態(tài)轉(zhuǎn)換到閉路狀態(tài)。只要開關(guān)Q3的激活激活了開關(guān)Q4以產(chǎn)生在電阻R14和R15之間的分壓器，這又反過來設(shè)置喚醒電壓，則喚醒電壓變?yōu)榭捎?。喚醒電壓一由較低壓電源接收，它就從睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到激活狀態(tài)并開始產(chǎn)生提供給mosFET Ml、M3和M5的5V電壓。這種電力的供應(yīng)反過來激活開關(guān)Q5，其然后去激活開關(guān)Q2和mosFET M2。mosFET M2的去激活激活了 moSFETM3 以建立了跨電阻Rl的壓降，該壓降被用于通過機(jī)載充電器20的電子器件檢測電纜線22的連接。此后，較低電源30維持激活模式，直到電纜線22被去除以及跨電阻Rl的相應(yīng)的電壓變化被記錄為止，在這一點(diǎn)上，較低電壓源30根據(jù)來自機(jī)載充電器20、控制器32或其他合適元件的信號(未示出)，轉(zhuǎn)換到睡眠模式。如上所支持的，本發(fā)明能夠保存較低壓電源的電流消耗，所述較低壓電源用于提供測試電壓，該測試電壓與機(jī)載充電器的電子器件或其他測試元件一起操作，以檢測與用于將機(jī)載的交通工具充電器電連接到充電站或遠(yuǎn)離交通工具的其他元件的電纜線或其他元件的連接狀態(tài)關(guān)聯(lián)的電壓值。相關(guān)電路可利用與指定用于充電耦合器的接線配置串聯(lián)的雙極電流鏡，以喚醒用于插電式混合交通工具或電動交通工具的機(jī)載充電器。該電路可具有電池的低靜態(tài)電流消耗，并使用實(shí)際的充電耦合器的連接器，以完成用來喚醒機(jī)載充電器的電源的電路。該電路然后在電源喚醒后重新布置自身以成為實(shí)際的臨近檢測電路。該電路可以完全由硬件部件構(gòu)造，以便能夠產(chǎn)生喚醒電壓而不使用必須根據(jù)儲存的代碼發(fā)出指令或產(chǎn)生信號的處理器。(如果需要處理器將較低電壓源轉(zhuǎn)換到睡眠模式，則本發(fā)明能夠喚醒睡眠中的較低電壓處理器而無需處理器操作。)根據(jù)需要，本文公開了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施方式；然而，應(yīng)理解，所公開的實(shí)施方式僅是本發(fā)明的示例，本發(fā)明可以按各種和可選的形式實(shí)現(xiàn)。附圖不一定按比例繪制，一些特征可被放大或最小化以顯示特定組件的細(xì)節(jié)。因此，本文所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為是限制性的，而是僅作為權(quán)利要求的代表性基礎(chǔ)，和/或作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域中的技術(shù)人員以各種方式利用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。各種實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式的特征可以被組合以形成本發(fā)明的另外的實(shí)施方式。雖然上面描述了示例性實(shí)施方式，但意圖不是以這些實(shí)施方式描述本發(fā)明的所有可能的形式。相反，說明書中使用的詞語是說明性而非限制性的詞語，并且應(yīng)理解，可作出各種改變而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。另外，各種實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式的特征可以被組合以形成本發(fā)明的另外的實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種交通工具的電力系統(tǒng)，包括高壓電池，其能夠操作來輸出電流，該電流足以為能夠操作以驅(qū)動交通工具的電動機(jī)供電；低壓電池，其能夠操作來輸出電流，該電流足以為一個(gè)或多個(gè)交通工具子系統(tǒng)供電，所述低壓電池不能輸出足以為所述電動機(jī)供電的電流；低壓電源，其在激活狀態(tài)時(shí)能夠操作來調(diào)整由所述低壓電池提供的電流，而在睡眠狀態(tài)時(shí)不能操作來調(diào)整由所述低壓電池提供的電流；機(jī)載的交通工具充電器，其能夠操作來使用通過連接到該機(jī)載的交通工具充電器的電纜線所提供的電流對所述高壓電池充電，所述機(jī)載充電器需要來自所述低壓電源的被調(diào)整的電流以便檢測所述電纜線的連接；臨近檢測電路，其能夠操作來在所述電纜線連接到所述機(jī)載的交通工具充電器時(shí)，將所述低壓電源從所述睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到所述激活狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的交通工具電力系統(tǒng)，其中，所述臨近檢測電路確定所述電纜線的連接而不汲取大于IOOuA的靜態(tài)電流。
3.如權(quán)利要求1所述的交通工具電力系統(tǒng)，其中，所述臨近檢測電路包括喚醒電路，所述喚醒電路能夠操作來使用由所述低壓電池提供的電流產(chǎn)生喚醒電壓，所述喚醒電壓足以將所述低壓電源從所述睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到所述激活狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求3所述的交通工具電力系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述電纜線連接到所述機(jī)載充電器的插座時(shí)，所述電纜線形成所述喚醒電路的一部分。
5.如權(quán)利要求4所述的交通工具電力系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述電纜線連接到所述插座時(shí)，所述喚醒電路能夠操作來從開路狀態(tài)轉(zhuǎn)換到閉路狀態(tài)，所述喚醒電路在所述閉路狀態(tài)時(shí)能夠操作來產(chǎn)生所述喚醒電壓，而在所述開路狀態(tài)時(shí)不能操作來產(chǎn)生所述喚醒電壓。
6.如權(quán)利要求5所述的交通工具電力系統(tǒng)，其中，一旦所述低壓電源從所述睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到所述激活狀態(tài)，所述喚醒電路就停止汲取用于產(chǎn)生所述喚醒電壓的電流。
7.如權(quán)利要求1所述的交通工具系統(tǒng)，其中，所述臨近檢測電路包括連接電路，所述連接電路能夠操作來根據(jù)跨連接到所述低壓電源的電阻的壓降大于一電壓閾值，來檢測所述電纜線的連接。
8.如權(quán)利要求7所述的交通工具系統(tǒng)，其中，所述連接電路能夠操作來根據(jù)跨所述電阻的所述壓降，檢測用于將所述電纜線鎖定到所述機(jī)載的交通工具充電器的致動器的閉I=I ο
9.一種臨近檢測電路，其用于在需要從睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到激活狀態(tài)以便提供由機(jī)載充電器測試電纜線的連接所需的電壓的電源內(nèi)使用，所述臨近檢測電路包括連接電路，當(dāng)所述電纜線連接到所述機(jī)載充電器時(shí)，所述連接電路部分地由所述電纜線形成；以及喚醒電路，其能夠操作來在當(dāng)所述電纜線連接到所述機(jī)載充電器時(shí)，產(chǎn)生足以將所述電源從所述睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到所述激活狀態(tài)的喚醒電壓。
10.如權(quán)利要求9所述的臨近檢測電路，其中，在所述電纜線與所述機(jī)載充電器斷開連接時(shí)，所述喚醒電路產(chǎn)生所述喚醒電壓而不消耗多于IOOuA的電流。
11.如權(quán)利要求9所述的臨近檢測電路，其中，所述喚醒電路不依賴于處理器而產(chǎn)生所述喚醒電壓，以方便將所述電源從所述睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到所述激活狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求9所述的臨近檢測電路，其中，隨著所述電纜線閉合用于使電阻(R15) 與低壓交通工具電池串聯(lián)連接的電流路徑并形成該電流路徑的一部分，所述喚醒電路產(chǎn)生所述喚醒電壓。
13.如權(quán)利要求9所述的臨近檢測電路，還包括與所述電源和所述電纜線串聯(lián)連接的第一電阻(Rl)，以及由所述機(jī)載充電器使用來基于跨所述第一電阻(Rl)的壓降以測試所述電纜線的連接的測量節(jié)點(diǎn)。
14.如權(quán)利要求13所述的臨近檢測電路，還包括致動器電路，所述致動器電路能夠操作來在致動器開關(guān)斷開時(shí)將第二電阻(R4)與所述第一電阻(Rl)和所述電纜線串聯(lián)，而在所述致動器開關(guān)閉合時(shí)旁路掉所述第二電阻(R4)。
15.如權(quán)利要求14所述的臨近檢測電路，還包括與所述第一電阻(R1)、電纜線以及所述第二電阻(R4)串聯(lián)連接的第一開關(guān)(Ml)，當(dāng)所述電源在所述睡眠狀態(tài)時(shí)，所述第一開關(guān) (Ml)防止電流流過所述第一電阻(Rl)。
16.一種用于激活非激活的電源的方法，所述電源被用來提供由機(jī)載充電器測試電纜線的連接所需的測試電壓，所述方法包括檢測所述電纜線的連接；以及在檢測所述電源的連接之后以及在提供所述測試電壓之前，將所述非激活的電源激活到激活狀態(tài)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括用由喚醒電路提供的喚醒電壓激活所述非激活的電源。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在所述電纜線斷開連接時(shí)，檢測所述電纜線的連接而所述喚醒電路沒有消耗多于IOOuA的電流。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括激活所述非激活的電源而所述非激活的電源沒有消耗與所述電源在所述激活狀態(tài)時(shí)所消耗的電流不同的電流。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括激活所述非激活的電源而不從處理器發(fā)出指令以及不依賴于時(shí)鐘信號
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)載的交通工具充電器的臨近檢測電路，其適合與機(jī)載的交通工具充電器一起使用，所述機(jī)載的交通工具充電器例如但不限于在混合和混合電動交通工具內(nèi)使用的充電類型，當(dāng)對于機(jī)載充電器沒有必要或不期望以其他方式測試用于將機(jī)載充電器連接到充電站或其他電流源的電纜線或其他連接的連接時(shí)，在一段時(shí)間內(nèi)方便電流保存。
文檔編號B60L3/00GK102398522SQ20111021708
公開日2012年4月4日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者威廉·卡瓦諾 申請人:李爾公司