控制装置、供给装置的控制方法及供给系统的制作方法

专利名称：控制装置、供给装置的控制方法及供给系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对以非接触方式给移动装置供电等的供给装置进行控制的控制装置、控制供给装置的方法以及供给系统。
背景技术：
PHV (plug-in hybrid vehicle,插电式混合动力车)以及电动车处于实际使用阶段，并且需要用于对这些车辆进行充电的充电设施。按照惯例，已经考虑了通过线缆连接车辆和充电装置以用于充电的充电方法。但是，每次充电都连接线缆比较麻烦。因此，考虑了一种以非接触方式对车辆的电池进行充电的方法。
专利文献I描述了如下内容在用于非接触的供电装置的通信线圈中，通过设计绕组形状来消除不需要的电磁波以实现具有良好抗噪音特性的通信。顺便提及，在具有给车辆供电的多个供电装置的供电系统中，需要识别车辆停止在哪个供电装置的位置。因此，例如，可以在每个供电装置中提供检测车辆的传感器并且通过传感器来检测车辆的存在/不存在以开始充电。现有技术文献
专利文献专利文献I :日本公开特许公报No. 2008-288889

发明内容
本发明要解决的问题本发明的目的是使得可以在控制装置中识别移动装置停止在哪个供给装置的位置处，其中，控制装置对以非接触方式给移动装置供给信号的多个供给装置进行控制。用于解决问题的手段根据本发明的控制装置是配置成对以非接触方式给移动装置供给信号的多个供给装置进行控制的控制装置，包括无线单元，该无线单元配置成执行无线信号的发送/接收；以及控制单元，该控制单元配置成输出命令信号以命令多个供给装置在分别不同的定时以非接触方式执行信号的供给，并且此外当在输出命令信号之后特定的时间段内在无线单元中从移动装置接收到无线信号时，确定移动装置在为命令信号的输出目的地的供给装置的位置处停止。通过上面的配置，可以从多个供给装置中识别移动装置停止在哪个供给装置的位置处。在上面的控制装置中，供给装置是以非接触方式给移动装置供电的装置，并且，当在输出命令信号之后特定的时间段内在无线单元中从移动装置接收到无线信号时，控制单元将信号输出至为命令信号的输出目的地的供给装置以命令开始供电。通过上面的配置，以下变得可能识别移动装置停止在哪个供电装置的位置，并且命令已识别的供电装置开始供电。在上面的控制装置中，控制单元使命令多个供给装置中的第一供给装置供给信号的第一命令信号对于特定的时间段有效，以使第一供给装置以非接触方式供给信号，此后使第一命令信号无效，并且使命令第二供给装置供给信号的第二命令信号对于特定的时间段有效，以使第二供给装置以非接触方式供给信号，此后使第二命令信号无效。通过上面的配置，可以通过确定在使第一供给装置以非接触方式供给信号之后的特定的时间段内是否从移动装置接收到无线信号，或者通过确定在使第二供给装置供给信号之后的特定的时间段内是否从移动装置接收到无线信号，来识别移动装置停止在哪个供给装置的位置处。在上面的控制装置中，控制单元通过电力线通信将命令信号传输至多个供给装 置。通过上面的配置，可以使用电力线执行控制装置与供给装置之间的通信。发明的效果根据本发明，可以从以非接触方式给移动装置供给信号的多个供给装置中识别移动装置停止在哪个供给装置的位置处。


图I是示出根据第一实施方式的供给系统的配置的图。图2是示出根据第二实施方式的供电系统的配置的图。图3是示出给车辆供电的供电系统的示例的图。图4是示出车辆及供电装置的配置的图。图5是示出充电底座的操作的流程图。图6是示出车辆的操作的流程图。图7是充电底座及供电装置中的信号的时序图。图8是从充电底座输出至供电装置的信号的时间图。图9是供电装置的操作说明图。图10是充电底座及供电装置的操作说明图。图11是从充电底座输出至供电装置的信号以及从车辆发射的无线信号的时间图。
具体实施例方式下文中，描述本发明的实施方式。图I为示出根据第一实施方式的供给系统的配置的图。供给系统包括以非接触方式给移动装置11供给信号(包括电力)的多个供给装置12-1至12-N ；以及控制从多个供给装置12-1至12-N到移动装置11的信号的供给的控制装置13。供给装置12-1包括接收从控制装置13通过信号线14传输的信号的接口单元(I/F) 15-1、驱动单元16-1以及将信号释放到空间的输出单元17-1。输出单元17_1例如为将信号释放到空间的线圈。
在通过接口单元15-1接收到控制装置13的信号输出命令时，驱动单元16-1驱动输出单元17-1以使其将信号释放到空间中。因此，在移动装置11在供给装置12-1的位置处停止时，以非接触方式将信号从供给装置12-1传输至移动装置11。其他供给装置12-2至12-N具有与供给装置12-1相同的配置，并且分别包括I/F单元15-2至15-N、驱动单元16-2至16-N以及输出单元17-2至17-N。供给装置12-1放置在离控制装置13的距离为A的位置A处，供给装置12_2放置在离控制装置13的距离为B (B>A)的位置B处。供给装置12-N放置在离控制装置13的距离为N (N>B)的位置N处。
控制装置13包括执行与供给装置12-1至12-N的有线通信的接口(I/F)单元18，执行与移动装置11的无线通信的无线单元19，以及控制接口(I/F)单元18及无线单元19的控制单元20。无线单元19包括用于发射/接收无线信号的天线21。移动装置11包括以非接触方式接收从供给装置12-N供给的信号的输入单元22，执行与控制装置13的无线通信的无线单元23，以及控制输入单元22及无线单元23的控制单元24。无线单元23包括用于发射/接收无线信号的天线25。输入单元22为例如线圈等，并且以非接触方式接收从供给装置12-N供给的信号。移动装置11为例如电动车、无人驾驶运载机、用于工厂等中的独立式机器人等。下文中，关于如下情况说明上述供给系统的操作移动装置11在供给装置124的位置处停止，并且移动装置11不在其它供给装置的位置处停止。控制装置13输出信号输出命令信号，以命令供给装置12-1至12-N在分别不同的定时以非接触方式执行信号的供给。控制装置13首先发出信号输出命令以命令供给装置12-1输出例如对于特定的时间段有效(例如，高电平)的信号，并且使供给装置12-1以非接触方式输出信号。在那之后，使信号输出命令无效(例如，低电平)。接下来，使到供给装置12-1的信号输出命令无效之后，控制装置13发出信号输出命令以命令供给装置12-2输出例如对特定的时间段有效(下文中描述为高电平)的信号，并且使供给装置12-2以非接触方式输出信号。在那之后，使信号输出命令无效(下文中描述为低电平)。随后，以类似的方式，将高电平信号输出命令依次发给供给装置12-3至12-N，以使供给装置12-3至12-N中的每个供给装置以非接触方式输出信号。在那之后，使每个供给装置的信号输出命令为低电平。在一定时间段将高电平信号输出命令输出至供给装置12-1至12-N之后，控制装置13检查是否在特定的时间段内(与信号输出命令处于高电平的时间段不同的特定的时间段)从移动装置11发射了无线信号。之后，当从移动装置11发射了无线信号时，确定移动装置11在为信号输出命令的输出目的地的供给装置(12-1至12-N中的一个)的位置处停止。当没有发射无线信号时，确定移动装置11不在为信号输出命令的输出目的地的供给装置处停止。根据上述的第一实施方式，通过将信号输出命令依次供给多个供给装置12-1至12-N以及通过确定是否在特定的时间段内从移动装置11发射了无线信号，可以确定移动装置11是否在为信号输出命令的输出目的地的供给装置(12-1至12-N中的一个)的位置处停止。由于在供电装置12-1至12-N中不需要提供传感器等来检测移动装置11，因此，可以降低用于装置的花费。由于可以在多个供给装置12-1至12-N中识别移动装置11停止在哪个供给装置处，因此可以命令移动装置停止的位置的供给装置开始供给信号。接下来，图2为示出根据第二实施方式的供电系统的配置的图。供电系统包括以非接触方式给车辆31供电的多个供电装置32-1至32-N ;以及控制供电装置32_1至32-N的供电的充电底座33 (对应于控制装置)。充电底座33和供电装置32-1至32_N通过电力线34连接到交流电电源35，并且从交流电电源35给供电装置32-1至32-N中的每个供电装置供电。通过PLC( Power LineCommunication,电力线通信)执行充电底座33与供电装置32_1至32-N之间的通信。
供电装置32-1包括提取从控制装置33通过电力线34发射的信号的信号提取单元36-1，将从电力线34供给的电输出至线圈38-1的驱动单元37_1，以及将电释放到空间的线圈38-1。其他供电装置32-2至32-N具有类似的配置，分别包括信号提取单元36_2至36-N、驱动单元32-2至32-N以及线圈38_2至38-N。同时，以非接触方式供电的部分不限于线圈38-1，并且可以是光学地发射能量的一部件。供电装置32-1放置在离充电底座33的距离为A的位置A处，且供电装置32_2放置在离充电底座33的距离为B (B>A)的位置B处。供电装置32-N放置在离充电底座33的距离为N (N>B)的位置N处。充电底座33包括将信号叠加并输出至电力线34的信号叠加单元39、无线单元40以及控制信号叠加单元39及无线单元40的控制单元41。无线单元40具有用于发射/接收无线信号的天线42。车辆31包括以非接触方式接收电的线圈43、调整从线圈43输出的交流电电压的整流器44、电池45、通过整流器44的输出电压给电池45充电的充电器46、无线单元47以及执行整个控制的控制单元48。无线单元47包括用于发射/接收无线信号的天线49。图3为示出根据第二实施方式的供电系统的示例的图(充电底座与供电装置之间的通信为PLC)。在图3中示出的供电系统中，通过电力线34连接充电底座33和供电装置32-1至32-4，并且将从充电底座33输出的信号输出命令叠加到充电底座33中的电力线34中并且输出到供电装置32-1至32-4中的每个供电装置。供电装置32-1至32-4掩埋在地中，并且通过电力线34从交流电电源35给供电装置32-1至32-4供给交流电电力。图4为示出供电装置32-1及车辆31-1的结构的图。供电装置32-1掩埋在地中，并且线圈38-1放置在一定深度的位置处。在从充电底座33接收到信号输出命令时，供电装置32-1让交流电流入线圈38-1以生成交流电磁场。供电装置32-1的放置方法不限于掩埋在地中的方法。例如，可以将仅线圈38-1放置在地的表面上，或者，可以将供电装置32-1或线圈38-1构造成可沿垂直方向移动，使得不妨碍车辆31的移动。将线圈43放置在车辆31-1的底部上，并且当在供电装置32_1的线圈38_1中生成交流电磁场时，通过电磁感应在线圈43中生成交流电电压。在整流器44中对交流电电压进行调整，且此后将其输出至充电器46和控制单元48。通过检测在线圈43中是否生成了交流电电压，控制单元48能够确定是否从供电装置32-1供给了信号(包括电)。之后，如果确定从供电装置32-1供给了信号，则将无线信号发射至充电底座33。无线信号包括用于认证车辆或驱动器所需的信号、指示用于给电池45充电所需的电的电信息等。在将信号输出命令给予供电装置32-1的特定时间段内从车辆31-1接收到无线信号时，充电底座33确定车辆31-1在无线供电装置32-1的位置处停止。之后，将开始给车辆31-1供电的命令给予供电装置32-1。在从充电底座33接收到命令开始供电的信号时，则供电装置32-1开始给车辆31-1供电。图5和图6为示出根据第二实施方式的充电底座33及车辆31的操作的流程图。充电底座33在多个供电装置32-1至32_N中选择供电装置，并且输出信号输出命 令(用于车辆检测的信号)至已选择的供电装置(下文中，称作供电装置32-k) (Sll)0接收信号输出命令的供电装置32-k生成特定时间段的交流电磁场并且将信号提供到外部。此时，通过供电装置32-k供给的信号的电力是用于检测车辆31的存在，并且可以是比给车辆31充电时所供给的电力小的电力。接下来，充电底座33确定在发射信号输出命令之后是否在特定的时间段内从车辆31接收了无线信号(S12)。如果在输出信号输出命令之后特定的时间段内没有接收到无线信号(S12，否)，则确定没有车辆在供电装置32-k的位置处停止，并且处理前进至步骤S17。另一方面，当在输出信号输出命令之后特定的时间段内接收了无线信号时(S12，是)，则处理前进至步骤S13，并且确定车辆31在供电装置32-k的位置处停止，从而车辆31的位置被识别。接下来，使用包括在无线信号中的识别信息执行认证处理/确认(S14)。接下来，确定认证是否成功(S15)。在步骤S14和S15的处理中，例如，在根据实施方式的供电系统是仅允许对提前登记的车辆进行充电的系统时，通过经由无线信号将识别车辆31的信息发射到充电底座33来执行认证。替换地，如果是可以由任何人使用的系统，则用于支付充电费的信用卡号码等包括在无线信号中并且被发射。如果认证成功(S15，是)，则处理前进至步骤S16，并且在给供电装置32_k发射信号以命令开始给车辆供电后，处理前进至下一步骤S17。当认证不成功时(S15，否)，处理前进至步骤S17。在步骤S17中，指定下一个供电装置(S17)。在那之后，处理返回步骤S11，重复上述处理。通过依次执行上述用于供电装置32-1至32-N的N个单元的处理，可以识别车辆在其处停止的供电装置32-1至32-N的位置。图6为示出车辆的操作的流程图。车辆31在给定位置k处停止(S21)。确定从供电装置32-k (在位置k处的供电装置)供给的信号是否被检测(S22)。如果检测到了从供电装置32-k供给的信号(S22，是)，则处理前进至步骤S23，并且将包括ID信息等的无线信号发射至充电底座33。接下来，确定是否已经获得了从充电底座33接收供电的许可(S24)。当已经获得了接收供电的许可时(S24，是)，则处理前进至步骤S25，并且执行从供电装置32-k接收电的处理。
图7为示出在充电底座33与供电装置32-k与车辆31之间发射/接收的信号的顺序的图。充电底座33通过电力线34 (或信号线51)将信号输出命令(信号)传输至从多个供电装置32-1至32-N中选择的供电装置32-k (图7，(I))。在从充电底座33接收到信号输出命令时，则供电装置32-k从线圈38_k输出期望的信号(图7，(2))。当车辆31在供电装置32-k的位置处停止并且从供电装置32-k接收信号时，则将包括ID信息等的无线信号发射至充电底座33 (图7，(3))。在将信号输出命令输出至供电装置32-k之后特定的时间段内接收到无线信号时，充电底座33确定车辆31在供电装置32-k的位置处停止(位置认证)。之后，使用包括在无线信号中的ID信息执行认证，并且在认证成功时(车辆的识别)，则将命令开始供电的供电命令信号发射至供电装置32-k (图7，(4))。 在从充电底座33接收到供电命令时，供电装置32-k让所需的电流流入线圈38_k以开始供电(图7, (5))。充电底座33选择下一个供电装置(例如,32- (k+1)),并且发射信号输出命令(图7，(6))。在从充电底座33接收到信号输出命令时，则供电装置32- (k+Ι)让期望的电流流入线圈并且输出信号(图7，(7))。图8为示出从充电底座33输出至四个供电装置32-1至32_4的信号输出命令A至D的时序图的时序图。如图8所示，信号输出命令A至D为被输出以使供电装置32-1至32-4可以分别在不同的定时供电的信号。信号输出命令A为首先变成高电平特定的时间段、并且此后变成低电平的信号。信号输出命令B为在信号输出命令A变成低电平之后变成高电平特定的时间段、并且在那之后变成低电平的信号。信号输出命令C为在信号输出命令B变成低电平之后变成高电平特定的时间段、并且在那之后变成低电平的信号。信号输出命令D为在信号输出命令C变成低电平之后变成高电平特定的时间段、并且在那之后变成低电平的信号。在信号输出命令D变成低电平之后，信号输出命令A再次变成高电平特定的时间段。在那之后，重复上述的信号的变化。充电底座33首先将图8中示出的信号输出命令A输出至供电装置32-1。图9为在从充电底座33给出信号输出命令A至D时的供电装置32_1至32_4的操作说明图。首先，充电底座33将信号输出命令A输出至供电装置32-1。图9 (A)示出了此时的供电装置32-1的操作。供电装置32-1在信号输出命令A处于高电平期间让电流流入线圈38-1并且将信号释放到空间。接下来，在信号输出命令A变成低电平之后,充电底座33将信号输出命令B输出至供电装置32-2。图9 (B)示出了此时的供电装置32-2的操作。供电装置32_2在信号输出命令B处于高电平期间让电流流入线圈38-2并且将信号释放到空间。接下来，充电底座33在信号输出命令B变成低电平之后将信号输出命令C输出至供电装置32-3。图9 (C)示出了此时的供电装置32-3的操作。供电装置32_3在信号输出命令C处于高电平期间让电流流入线圈38-3并且将信号释放到空间。接下来，充电底座33将信号输出命令D输出至供电装置32-4。图9 (D)示出了此时的供电装置32-4的操作。供电装置32-4在信号输出命令D处于高电平期间让电流流入线圈38-4 (第四个供电装置32-4的线圈38)并且将信号释放到空间。在那之后，重复图9(A)之后的操作。图10为供电装置32-1至32-4以及车辆31_1、31_2的操作说明图，图11为从充电底座33输出的信号输出命令A至D以及从车辆31-1、31-2输出的无线信号的时序图。下文中，说明车辆31-1、32_2在供电装置32-2和供电装置32-3的位置处停止的情况下的操作。对于供电装置32-1至32-4，依次给出在图11中示出的定时成为高电平的信号输
出命令A至D。图10 (A)和图10 (D)为其中没有车辆在供电装置32_1和32_4的位置处停止的情况下的示例，并且在该情况下的操作与图9 (A)和图9 (D)相同。图10 (B)示出了其中车辆31-1在供电装置32_2的位置处停止的情况下的操作。在从充电底座33接收了信号输出命令B时，供电装置32-2在其中信号输出命令B处于高电平期间让电流流入线圈38-2，并且将信号释放到空间中。由于车辆31-1停放在供电装置32-2的位置B处，因此，能够以非接触方式接收从供电装置32-2供给的信号(电)。在从供电装置32-2接收信号的供给时，车辆31-1将包括ID信息等的无线信号发射至充电底座33 (在图11中示为停放B的信号)。当在输出信号输出命令B之后特定的时间段内接收到无线信号时，则充电底座33确定车辆31-1停放在供电装置32-2的位置处。在确定车辆31-1停止时，充电底座33命令供电装置32-2开始供电。因此，可以对车辆31-1的电池进行充电。图10 (C)示出了车辆31-2在供电装置32_3的位置处停止的情况下的操作。在从充电底座33接收信号输出命令C时，供电装置32-3在信号输出命令C处于高电平期间让电流流入线圈38-3，并且将信号释放到空间中。由于车辆31-2停放在供电装置32-3的位置处，因此，能够以非接触方式接收从供电装置32-3供给的信号。在从供电装置32-3接收信号之后特定的时间段内，车辆31-2将包括ID信息等的无线信号发射至充电底座33 (在图11中示为停放C的信号)。在发射信号输出命令C之后特定的时间段内接收无线信号时，充电底座33确定车辆31-2停放在供电装置32-3的位置处。在确定车辆31-2停止时，充电底座33命令供电装置32-3开始供电。因此，可以对车辆31-2的电池进行充电.根据上述的第二实施方式，充电底座33能够在多个供电装置32-1至32-N中识别出车辆31在哪个供电装置的位置处停放。由于不需要在供电装置32-1至32-N中提供传感器等以检测车辆31，因此，可以降低用于装置的费用。虽然通过电力线通信(PLC)执行充电底座33与供电装置32-1至32_N之间的通信，然而这不是限制。可以单独地提供信号线，并且可以使用信号线执行通信。
权利要求
1.一种配置成对以非接触方式给移动装置供给信号的多个供给装置进行控制的控制装置，包括 无线单元，被配置成执行无线信号的发射/接收；以及 控制单元，被配置成输出命令信号以命令多个供给装置在分别不同的定时以非接触方式执行信号的供给，且还在输出所述命令信号之后特定的时间段内在所述无线单元中从所述移动装置接收到无线信号时，确定所述移动装置在作为所述命令信号的输出目的地的供给装置的位置处停止。
2.根据权利要求I所述的控制装置，其中， 所述供给装置是以非接触方式给所述移动装置供电的装置，以及 当在输出所述命令信号之后特定的时间段内在所述无线单元中从所述移动装置接收到无线信号时，所述控制单元将信号输出至作为所述命令信号的输出目的地的所述供给装置以命令开始供电。
3.根据权利要求I或2所述的控制装置，其中， 所述控制单元使命令所述多个供给装置中的第一供给装置供给信号的第一命令信号对于特定的时间段有效，以使所述第一供给装置以非接触方式供给信号，且此后使所述第一命令信号无效，以及使命令第二供给装置供给信号的第二命令信号对于特定的时间段有效，以使所述第二供给装置以非接触方式供给信号，且此后使所述第二命令信号无效。
4.根据权利要求1、2或3所述的控制装置，其中， 所述控制单元通过电力线通信将所述命令信号传输至所述多个供给装置。
5.一种对以非接触方式给移动装置供给信号的多个供给装置进行控制的控制方法，包括 输出命令信号以命令多个供给装置在分别不同的定时以非接触方式执行信号的供给，以及还在输出所述命令信号之后的特定的时间段内从所述移动装置接收到无线信号时，确定所述移动装置在作为所述命令信号的输出目的地的所述供给装置的位置处停止。
6.根据权利要求5所述的供给装置的控制方法，其中， 所述供给装置是以非接触方式给所述移动装置供电的装置，以及 当在输出所述命令信号之后特定的时间段内从所述移动装置接收到无线信号时，信号被输出至作为所述命令信号的输出目的地的所述供给装置以命令开始供电。
7.根据权利要求5或6所述的供给装置的控制方法，其中， 使命令所述多个供给装置中的第一供给装置供给信号的第一命令信号对于特定的时间段有效，以使所述第一供给装置以非接触方式供给信号，且此后使所述第一命令信号无效，并且使命令第二供给装置供给信号的第二命令信号对于特定的时间段有效，以使所述第二供给装置供给信号，且此后使所述第二命令信号无效。
8.—种供给系统,包括 多个供给装置，所述多个供给装置以非接触方式给移动装置供给信号；以及 控制装置，所述控制装置包括无线单元，所述无线单元配置成执行无线信号的发射/接收；以及控制单元，所述控制单元配置成输出命令信号以命令多个供给装置在分别不同的定时执行信号的供给，且此外还在输出所述命令信号之后特定的时间段内从所述移动装置接收到无线信号时，确定所述移动装置在作为所述命令信号的输出目的地的所述供给装置的位置处停止。
9.根据权利要求8所述的供给系统，其中， 所述供给装置是以非接触方式给所述移动装置供电的装置，以及当在输出所述命令信号之后特定的时间段内从所述移动装置接收到无线信号时，所述控制装置将信号输出至作为所述命令信号的输出目的地的所述供给装置以命令开始供电。
全文摘要
一种控制装置(13)，其输出命令信号以命令供给装置(12-1至12-N)在分别不同的定时以非接触方式执行信号的供给。当在输出命令信号之后特定的时间段内从移动装置(11)接收到无线信号时，控制装置(13)确定移动装置(11)在为信号输出命令的输出目的地的供给装置(12)的位置处停止。之后，命令移动装置(11)停止的位置处的供给装置(12)开始供给信号。
文档编号B60L11/18GK102823106SQ201180017680
公开日2012年12月12日 申请日期2011年3月24日 优先权日2010年4月5日
发明者小川崇, 小林贡, 马渊光浩, 平山雄一 申请人:株式会社丰田自动织机