CN103782487A - 移动车辆供电系统 - Google Patents
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Abstract
移动车辆供电系统具备:供电装置(1A、1B、2A、2B),其设置在移动车辆(M)能够停车的场所;控制单元(3),其根据检测移动车辆(M)的停车状态的检测单元(4)的检测结果,向供电装置(1A、1B、2A、2B)指示向停车状态的移动车辆(M:停车车辆)的供电。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动车辆供电系统。本申请基于在2011年9月13日向日本申请的日本特愿2011-199404,并享受其优先权;其内容被收容于本申请中。背景技术
在专利文献1中,公开了与交通信号机协作的移动车辆供电系统。即,该移动车辆供电系统在交通信号机为“红”时移动车辆停车的道路上的规定区域(供电点)设置与能够停车的移动车辆的数量相当的数量的输电装置(非接触输电装置)。该移动车辆供电系统根据交通信号机成为“红”的情况,经由各输电装置非接触地向在供电点停车的各移动车辆非接触地供电。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开第2010-193657号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,上述现有的移动车辆供电系统通过与交通信号机协作来向暂时停止在公路上的移动车辆进行较短时间的供电。无法在没有设置交通信号机的公路以外的场所应用该移动车辆供电系统。但是,在考虑到向移动车辆的供电的实用性的情况下,不只是设置了交通信号机的公路上,实现在各个场所向移动车辆短时间供电是极其重要的。即,在电动汽车、混合动力汽车等以电力为动力源而移动的移动车辆的普及、方便性方面,在移动车辆能够停车的场所短时间供电是重要并且不可欠缺的。
本发明是鉴于上述问题点而提出的,其目的在于,不只是公路上,还实现在移动车辆能够停车的各种场所向移动车辆供电。
解决问题的方案
作为用于解决上述问题的方案,本发明采用以下的结构。本发明的第一形式的移动车辆供电系统具备:供电装置,其设置在移动车辆能够停车的场所;检测单元,其检测移动车辆的停车状态;控制单元,其根据检测单元的检测结果,向供电装置指示向停车状态的移动车辆(停车车辆)的供电。
本发明的第二形式是在上述第一形式的移动车辆供电系统中,还具备与移动车辆进行通信的通信单元,移动车辆具备与通信单元进行通信的功能,控制单元通过经由通信单元与移动车辆进行通信,进行与移动车辆的停车状态或与供电装置的供电有关的信息交换的一方或双方。
本发明的第三形式是在上述第一或第二形式的移动车辆供电系统中,供电装置具备供电线圈,移动车辆具备受电线圈,供电装置通过使供电线圈与受电线圈电磁耦合,向移动车辆进行非接触供电。
本发明的第四形式是在上述第一至第三的任意一个形式的移动车辆供电系统中,采用以下手段:移动车辆能够停车的场所是各种设施或各房屋的停车场、和公有或私有的临时停车场所中的一方或双方。
本发明的第五形式是是在上述第一至第四的任意一个形式的移动车辆供电系统中,采用以下手段:检测单元是激光雷达或摄像机。
发明效果
根据本发明,根据检测移动车辆的停车状态的检测单元的检测结果进行对停车状态的移动车辆(停车车辆)的供电。因此,与现有的与交通信号机协作的系统相比,能够实现在各种场所向移动车辆的供电。因此,能够实现以电力为动力源进行移动的移动车辆的普及的促进、便利性的提高。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的移动车辆供电系统的功能结构的图。
图2是表示本发明的第二实施方式的移动车辆供电系统的功能结构的图。
图3是表示本发明的第二实施方式的移动车辆供电系统的设置例子的示意图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
说明本发明的第一实施方式。第一实施方式的移动车辆供电系统A如图1所示,具备2个道闸G1、G2、2个供电线圈1A、1B、2个供电变换器2A、2B、控制装置3。此外,这些各构成要素中的各供电线圈1A、1B以及各供电变换器2A、2B构成了第一实施方式的供电装置。
移动车辆供电系统A是通过使用供电线圈1A、1B非接触地向移动车辆M供给电力(供电)的地面设备。另外,移动车辆供电系统A通过接收表示作为已有设备的道闸G1、G2的工作状态的状态信号,检测移动车辆M的停车状态。将在后面详细说明,移动车辆供电系统A的控制装置3相当于第一实施方式的检测单元和控制单元。
道闸G1、G2在电车道口被设置在道路的各车道上。即,道闸G1被设置在与线路交叉的道路的左车道,道闸G2被设置在右车道。各道闸G1l、G2在列车通过电车道口时成为关闭状态,阻止移动车辆M的通过。各道闸G1、G2在列车没有通过电车道口的通常状态下成为打开状态,使移动车辆M能够通过。
各道闸G1、G2分别向控制装置3输出表示打开状态或关闭状态的信号(即表示自己的动作状态的状态信号)。上述状态信号表示能够使移动车辆M为停车状态的设备(道闸G1、G2)的工作状态。此外,如图1所示,在各道闸G1、G2成为关闭状态的情况下,移动车辆M在各道闸G1、G2(电车道口)的跟前道路上成为停车状态。
对于道路的每个车道将各供电线圈1A、1B埋设在电车道口的跟前道路的表面附近。即,将供电线圈1A埋设在道闸G1的跟前道路的表面附近。将供电线圈1B埋设在道闸G2的跟前道路的表面附近。更详细地说,如图1所示,将各供电线圈1A、1B的埋设位置设定为与各道闸G1、G2关闭时的移动车辆M的停车位置一致的位置。
各供电变换器2A、2B根据从控制装置3输入的控制信号,向各供电线圈1A、1B供给供电用交流电力。即,供电变换器2A向供电线圈1A供给供电用交流电力,供电变换器2B向供电线圈1B供给供电用交流电力。供电变换器2A、2B将50Hz或60Hz等商用电力变换为适合于向移动车辆M供电的频率(例如数百Hz~数MHz)的交流电力,输出到各供电线圈1A、1B。
控制装置3根据从各道闸G1、G2输入的状态信号,判定(检测)移动车辆M的停车状态。控制装置3根据上述判定结果,向各供电变换器2A、2B指示对停车状态的移动车辆(停车车辆)的供电。即,控制装置3当从各道闸G1、G2输入了表示各道闸G1、G2的关闭状态的状态信号时,判断为移动车辆M在各道闸G1、G2的跟前道路上停车。这时,控制装置3使各供电变换器2A、2B开始向各供电线圈1A、1B供给电力。
上述状态信号表示各道闸G1、G2的工作状态,不直接表示移动车辆M的停车。例如,设想在各道闸G1、G2从打开状态成为关闭状态的定时和移动车辆M停车的定时之间,产生若干时滞(可以认为时滞的程度还依存于道路通行的混杂状况)。因此,控制装置3当输入了表示各道闸G1、G2的关闭状态的状态信号时,例如在延迟了规定的时间的定时,判定为移动车辆M在道闸G1、G2的跟前道路上停车。
接着,说明作为移动车辆供电系统A的供电对象的移动车辆M。如图1所示,第一实施方式的移动车辆M具备受电线圈m1、充电电路m2、蓄电池m3、以及充电控制部m4。
受电线圈m1被设置在移动车辆M的底部以便能够与上述供电线圈1A、1B相对。受电线圈m1具有与供电线圈1A、1B大致相同的线圈直径。受电线圈m1通过与供电线圈1A、1B电磁耦合,非接触地从供电线圈1A、1B接受交流电力。即,移动车辆供电系统A通过使供电线圈1A、1B与移动车辆M的受电线圈m1电磁耦合,而向移动车辆M进行非接触供电。另外,受电线圈m1向充电电路m2输出从供电线圈1A、1B接受的交流电力(接受电力)。
基于磁场共振方式进行从移动车辆供电系统A的各供电线圈1A、1B向受电线圈m1的非接触供电。因此,各供电线圈1A、1B和受电线圈m1分别连接有用于构成共振电路的共振用电容(省略图示)。另外,例如设定共振用电容的静电电容,以使由各供电线圈1A、1B和共振用电容构成的供电侧共振电路的共振频率与由受电线圈m1和共振用电容构成的受电侧共振电路的共振频率成为同一频率。
充电控制部m4通过控制充电电路m2的电力变换动作,进行蓄电池m3的充电控制。充电控制部m4例如根据受电线圈m1的端子间电压的变化检测到通过受电线圈m1接受来自供电线圈1A、1B的交流电力时,使充电电路m2工作向蓄电池m3充电直流电力。
接着,详细说明上述那样构成的移动车辆供电系统A的动作。
移动车辆供电系统A与各道闸G1、G2的工作状态协作。因此,在每次为了列车通过电车道口,各道闸G1、G2成为关闭状态时,开始向在各道闸G1、G2(电车道口)的跟前道路上停车的移动车辆M进行非接触供电。
即,控制装置3始终监视从各道闸G1、G2输入的状态信号。控制装置3在上述状态信号表示各道闸G1、G2的关闭状态时,判断(检测)为移动车辆M在各道闸G1、G2的跟前道路上停车。然后,控制装置3向各供电变换器2A、2B输出控制信号,开始向各供电线圈1A、1B供给电力。
在各受电线圈m1位于各供电线圈1A、1B的上方附近的状态下停车的移动车辆M(停车车辆)位于道路的各车道上的情况下,各移动车辆M(停车车辆)的受电线圈m1分别与供电线圈1A、1B电磁耦合。结果,从各供电变换器2A、2B向各供电线圈1A、1B供给的交流电力分别从各供电线圈1A、1B非接触地传输到各移动车辆M(停车车辆)的受电线圈m1。
从供电线圈1A、1B非接触地传输到受电线圈m1的交流电力在受电线圈m1正对着供电线圈1A、1B的正上方的状态(即受电线圈m1和供电线圈1A、1B最接近的状态)下为最大,但移动车辆M的停车位置依赖于驾驶员的驾驶操作,因此存在偏离。因此,几乎不存在受电线圈m1和供电线圈1A、1B正对的情况。但是,在移动车辆供电系统A中,采用磁场共振方式,因此从供电线圈1A、1B向受电线圈m1非接触传输的交流电力的传输效率高。
控制装置3在状态信号表示各道闸G1、G2的关闭状态的期间,继续经由各供电线圈1A、1B向移动车辆M(停车车辆)进行非接触供电。控制装置3如果输入了表示各道闸G1、G2从关闭状态转移到打开状态的状态信号,则判断为移动车辆M(停车车辆)开始了移动。然后,控制装置3向供电变换器2A、2B输出控制信号,停止向供电线圈1A、1B供给电力。
根据第一实施方式,虽然是较短时间,但能够利用移动车辆M的停车,向与各道闸G1、G2的动作协作地停止的移动车辆M非接触地供电电力。因此,根据第一实施方式,能够实现在各种场所向移动车辆M的供电。结果,能够促进以电力为动力源移动的移动车辆M的普及,提高方便性。
(第二实施方式)
说明本发明的第二实施方式。如图2所示,第二实施方式的移动车辆供电系统B具备供电线圈1、供电变换器2、车辆传感器4、控制装置3A。此外,供电线圈1和供电变换器2构成第二实施方式的供电装置。
供电线圈1具有与第一实施方式的供电线圈1A、1B相同的功能。与移动车辆M能够停车的场所的性质对应地适当设定供电线圈1的个数及其位置。例如,在图3所示的购物中心的停车场的情况下,对每个停车位在地面的表面附近设置供电线圈1。供电变换器2具有与第一实施方式的供电变换器2A、2B相同的功能。与供电线圈1对应地设定该供电变换器2的位置和其个数。供电变换器2根据从控制装置3A输入的控制信号,向供电线圈1供给供电用交流电力。
车辆传感器4是检测移动车辆M的停车状态的检测单元,与移动车辆M能够停车的场所的性质对应地适当设定其个数和其位置。例如,在图3所示的比较宽广的购物中心的停车场的情况下,设置有2个车辆传感器4A、4B。在该情况下,车辆传感器4A将购物中心的停车场的一半(左侧一半)作为检测区域,车辆传感器4B将剩余一半(右侧一半)作为检测区域。车辆传感器4(4A、4B)向控制装置3A输出表示检测结果的车辆检测信号。
车辆传感器4(4A、4B)例如是以激光作为检测介质来检测移动车辆M的停车状态的激光雷达。即,车辆传感器4(4A、4B)扫描状地从高处向检测区域照射激光,通过接收上述激光的反射光,来测量到反射点的距离。另外,车辆传感器4(4A、4B)根据上述测量结果(距离检测值)和激光的照射位置,检测停车状态的移动车辆M(停车车辆)存在于多个停车位的何处。
向停车位照射的激光的反射点在不存在移动车辆M(停车车辆)的情况下成为停车位的表面(地面),但在存在移动车辆M(停车车辆)的情况下,成为移动车辆M(停车车辆)的顶部等的表面。因此,车辆传感器4(4A、4B)的距离检测值与移动车辆M(停车车辆)的有无对应地明确地不同。
控制装置3A根据从车辆传感器4(4A、4B)输入的车辆检测信号,向供电变换器2指示对移动车辆M(停车车辆)供电。即,控制装置3A例如输入了表示移动车辆M在画了斜线的右内的停车位停车的车辆检测信号时,向与设置在上述右内的停车位的供电线圈1对应的供电变换器2输出控制信号,开始电力供给。
在移动车辆供电系统B中,通过车辆传感器4(4A、4B)在各停车位检测移动车辆M(停车车辆)。这次控制装置3A向与设置在上述停车位的供电线圈1对应的供电变换器2输出控制信号,开始向供电线圈1供给电力。如果移动车辆M在停车位停车,则移动车辆M(停车车辆)的受电线圈m1位于供电线圈1的上方附近而与供电线圈1电磁耦合。结果,从供电线圈1向移动车辆M(停车车辆)的受电线圈m1非接触地传输从供电变换器2向供电线圈1供给的交流电力。
在移动车辆供电系统B中,与第一实施方式同样地采用磁场共振方式。因此,从供电线圈1向受电线圈m1非接触传输的交流电力的传输效率高。车辆传感器4(4A、4B)始终检测各个检测区域中的各移动车辆M的停车状态。
控制装置3A在从车辆传感器4(4A、4B)输入的车辆检测信号表示移动车辆M(停车车辆)的停车状态的期间,继续经由供电线圈1向移动车辆M(停车车辆)进行非接触供电。然后,控制装置3A在上述车辆检测信号表示移动车辆M(停车车辆)开始移动时,向与上述开始移动的移动车辆M(停车车辆)的停车位(供电线圈1)对应的供电变换器2输出控制信号,停止向供电线圈1供电。
根据第二实施方式,能够与车辆传感器4(4A、4B)针对移动车辆M(停车车辆)的检测结果联动地,向移动车辆M(停车车辆)非接触地供电。因此,根据第二实施方式,与现有那样的与交通信号机协作的系统相比,能够实现在各种场所向移动车辆的供电。结果,能够促进以电力为动力源移动的移动车辆的普及,提高方便性。
此外,本发明并不限于上述各实施方式,例如可以考虑以下那样的变形例子。
(1)在第一实施方式中,在与各车道的开头的移动车辆M的停车位置一致的位置设置各供电线圈1A、1B,但也可以在与后续的移动车辆M的停车位置一致的位置设置供电线圈1。在该情况下,移动车辆M的停车位置取决于开头的移动车辆M、后续的移动车辆M的各自的大小(车长)而变化。因此,例如以车长最短的移动车辆M的车长间隔埋设后续的移动车辆M用的供电线圈1A、1B。与道路的交通量等对应地适当设定各车道的供电线圈1A、1B的个数。
(2)在第一实施方式中,在道路上埋设供电线圈1A、1B,并且在移动车辆M的底部设置受电线圈m1,由此使供电线圈1A、1B与受电线圈m1在上下方向相对。本发明并不限于此。例如也可以在移动车辆M的侧部(车门)设置受电线圈m1,并且以中心轴线水平并且与车道的轴线垂直的姿势将供电线圈1A、1B设置在道路的路肩使其与移动车辆M的侧部(车门)对峙。或者,也可以将受电线圈m1设置在移动车辆M的顶部,将供电线圈1A、1B设置在道路的上方使其与移动车辆M的顶部对峙。
(3)在第一实施方式中,无条件地开始向在各道闸G1、G2的跟前道路上停车的移动车辆M供电。本发明并不限于此。例如也可以通过在信号传输中沿用供电线圈1A、1B和受电线圈m1,能够经由供电线圈1A、1B和受电线圈m1与控制装置3和充电控制部m4进行无线通信,通过上述无线通信判定移动车辆M的停车状态。由此,可以在供电开始之前确认是否需要供电,或者进行与供电有关的收费信息的收发等。在该情况下,供电线圈1A、1B和受电线圈m1作为用于无线通信的天线发挥功能,控制装置3和充电控制部m4作为使用了天线的通信单元发挥功能。
(4)也可以代替使用了供电线圈1A、1B和受电线圈m1的通信器,而在移动车辆供电系统A(地面设备)和移动车辆M设置单独的通信功能。例如,可以考虑使用公知的光信标作为单独的通信功能,使用利用了电波的无线通信器作为单独的通信功能。特别地作为单独的通信功能,只要能够进行移动车辆供电系统A(地面设备)和移动车辆M之间的通信即可,因此也可以使用专门设计的通信系统。
(5)在第一实施方式中,与道闸G1、G2协作。本发明并不限于此。关于能够使移动车辆M成为停车状态的设备,除了道闸G1、G2以外,还有设置在各种设施的停车场入口的闸机、设置在道路(公路)上的交通信号机等。因此,也可以通过取入表示这些闸机的工作状态的状态信号,来控制向移动车辆M的供电。即,进行非接触供电的场所并限于公路上,也可以是私道、私有地。
(6)在第一实施方式中,为了更确实地检测道闸G1、G2的工作状态,将道闸G1、G2的状态信号取入到控制装置3来判定移动车辆M的停车状态。本发明并不限于此。在难以取入能够使移动车辆M为停车状态的设备的状态信号的情况下,也可以通过另外设置的装置检测道闸G1、G2等能够使移动车辆M为停车状态的设备的工作状态。例如,对于道闸G1、G2、交通信号机的工作状态,可以考虑取得道闸G1、G2的图像,通过对上述图像进行图像处理来检测关闭状态和打开状态。作为判定移动车辆M的停车状态的其他不同的方法,也可以利用只在移动车辆M为停止状态时实施的操作。例如,在手刹工作,或自动档车的档位成为P时,判定为移动车辆M为停止状态。
(7)在表示第一实施方式的图1中,表示出多个车道反向地相邻的例子。本发明并不限于此。多个车道也可以是相同方向,多个车道间也可以物理的离开。
(8)在第二实施方式中,作为移动车辆M能够停车的场所的一个例子说明了图3示意地表示的购物中心的停车场。本发明并不限于此。作为铺设移动车辆供电系统B的停车场,可以是公有或私有的任意的停车场。另外,关于移动车辆M能够停车的场所,除了停车场以外,也可以是店铺等路边商店用地,在移动车辆M是混合动力汽车的情况下也可以是加油站的停车用地等。
(9)在第二实施方式中,通过将供电线圈1埋设在停车位(地面)的表面附近,并且将受电线圈m1设置在移动车辆M的底部,使供电线圈1和受电线圈m1在上下方向相对。本发明并不限于此。例如,也可以将受电线圈m1设置在移动车辆M的侧部(车门),并且以与移动车辆M的侧部(车门)对峙的姿势将供电线圈1设置在停车位的侧方。或者,也可以将受电线圈m1设置在移动车辆M的顶部,并且将供电线圈1设置在停车位的上方使其与移动车辆M的顶部对峙。
(10)在第二实施方式中,无条件地向在各停车位停车的移动车辆M(停车车辆)供电。本发明并不限于此。也可以通过在信号传输中沿用供电线圈1和受电线圈m1,能够与控制装置3A和充电控制部m4进行无线通信。由此,可以通过上述无线通信在供电开始之前确认是否需要供电,或者进行与供电有关的收费信息的收发等。在该情况下,供电线圈1和受电线圈m1作为用于无线通信的天线发挥功能,控制装置3A和充电控制部m4作为使用了天线的通信单元发挥功能。
另外,也可以不在信号传输中沿用供电线圈1和受电线圈m1,而使用另外单独设置的通信单元进行无线通信。
(11)在第二实施方式中,车辆传感器4(4A、4B)作为检测单元检测移动车辆M的停车状态,并将该检测结果输出到控制装置3A。本发明并不限于此。例如也可以从车辆传感器向控制装置供给测量数据,控制装置根据测量数据检测(判断)移动车辆M的停车状态。作为判定移动车辆M的停车状态的另外不同的方法,也可以利用只在移动车辆M为停止状态时实施的操作。例如,在手刹工作,或自动档车的档位成为P时,判定为移动车辆M为停止状态。
(12)在第二实施方式中,使用了激光雷达作为车辆传感器4(4A、4B)。本发明并不限于此。也可以代替激光雷达,将摄像机和对从摄像机得到的图像进行处理的图像处理装置的组合作为车辆传感器。即,车辆传感器4(4A、4B)周期地拍摄包含检测区域的图像,与车辆不停止在检测区域的状态的基准图像进行比较,检测停车状态的移动车辆M(停车车辆)存在于多个停车位的何处。
(13)在第一实施方式或第二实施方式中,向车辆供电的电力不只是用于对蓄电池进行充电,也可以用于车辆内的照明装置、空调装置的驱动。
产业上的应用
根据本发明,与现有的与交通信号机协作的系统相比,能够实现在各种场所向移动车辆供电,实现以电力为动力源移动的移动车辆的普及的促进、方便性的提高。
附图标记说明
A、B:移动车辆供电系统;M:移动车辆;G1、G2:道闸;m1:受电线圈;m2:充电电路;m3:蓄电池;m4:充电控制部;1、1A、1B:供电线圈;2、2A、2B:供电变换器;3、3A:控制装置;4、4A、4B:车辆传感器。
Claims (5)
1.一种移动车辆供电系统,其特征在于,具备:
供电装置,其设置在移动车辆能够停车的场所;
检测单元,其检测上述移动车辆的停车状态;
控制单元,其根据上述检测单元的检测结果,向上述供电装置指示向停车状态的移动车辆(停车车辆)的供电。
2.根据权利要求1所述的移动车辆供电系统,其特征在于,
还具备与上述移动车辆进行通信的通信单元,
上述移动车辆具备与上述通信单元进行通信的功能,
上述控制单元通过经由上述通信单元与上述移动车辆进行通信,进行与上述移动车辆的停车状态或与上述供电装置的供电有关的信息交换的一方或双方。
3.根据权利要求1所述的移动车辆供电系统,其特征在于,
上述供电装置具备供电线圈,
上述移动车辆具备受电线圈,
上述供电装置通过使上述供电线圈与上述受电线圈电磁耦合,向上述移动车辆进行非接触供电。
4.根据权利要求1所述的移动车辆供电系统,其特征在于,
上述移动车辆能够停车的场所是各种设施或各房屋的停车场、和公有或私有的临时停车场所中的一方或双方。
5.根据权利要求1所述的移动车辆供电系统,其特征在于,
上述检测单元是激光雷达或摄像机。
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