CN103843224A - 充电器及充电器的控制方法 - Google Patents

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Abstract

对电池进行充电的充电器（40）具有：控制器（45），其控制向电池的充电；以及通信接口（46），其存在于控制器（45）和收费系统（10）之间，控制器（45）等待从收费系统（10）经由通信接口（46）的信号是输入，将经由通信接口（46）从收费系统（10）输入了信号作为条件，开始电池的充电控制。

Description

充电器及充电器的控制方法
技术领域
本发明涉及一种对电池进行充电的充电器以及充电器的控制方法。
本申请基于2011年10月7日提出的日本专利申请的特愿2011-222666主张优先权，针对承认文献援引加入的指定国，通过援引，将在上述申请中记载的内容加入本申请中，成为本申请内容的一部分。
背景技术
已知下述技术：如果电池的充电结束，则从充电站向管理中心服务器发送充电电量信息，由管理中心服务器与充电电量相对应进行充电费用的收取（例如参照专利文献1（段落0066及图4））。
专利文献1：日本特开2010-114988号公报
发明内容
在上述技术中，由于从充电站侧向管理中心服务器主动地发送信息，因此充电站成为主控侧。因此，在管理中心服务器存在多种的情况下，必须将与各个管理中心服务器相对应的协议分别安装在充电站中，存在充电站相对于管理中心服务器等外部装置的通用性差的问题。
本发明将要解决的课题是，提供一种针对外部装置的通用性优异的充电器及充电器的控制方法。
本发明通过下述方法解决上述课题，即：控制单元等待从外部装置经由接口的信号的输入，将经由接口从外部装置输入了信号作为条件，开始电池的充电控制。
发明的效果
根据本发明，充电器相对于外部装置成为从属侧，不必将与各个外部装置相对应的协议安装在充电器中，因此提高充电器相对于外部装置的通用性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式中的充电系统的整体结构的图。
图2是本发明的实施方式中的充电器以及收费终端的斜视图。
图3是本发明的实施方式中的充电器以及收费终端的其他例子的斜视图。
图4（a）是表示本发明的实施方式中的充电系统的控制系统的框图，图4（b）是表示现有的充电系统的控制系统的框图。
图5是本发明的实施方式中的从属模式的状态转换图。
图6是本发明的实施方式中的单独模式的状态转换图。
图7（a）～图7（f）是分别表示图5的各状态中的触摸面板的显示图像的一个例子的图。
图8（a）～图8（f）是分别表示图5的各状态中的触摸面板的显示图像的一个例子的图。
图9是表示其他实施方式中的充电系统的斜视图。
图10是表示在图9所示的充电系统中使用的显示灯I/F的电路图。
图11是表示在图9所示的充电系统中使用的控制I/F的电路图。
具体实施方式
下面，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式中的充电系统的整体结构的图，图2是本实施方式中的充电器及收费终端的斜视图，图3是本实施方式中的充电器及收费终端的其他例子的斜视图，图4（a）是表示本实施方式中的充电系统的控制系统的框图，图4（b）是表示现有的充电系统的控制系统的框图，图5是本实施方式中的从属模式的状态转换图，图6是本实施方式中的单独模式的状态转换图。
如图1所示，本实施方式中的充电系统1，是对车辆50的行驶用电池（未图示）进行充电，并对与该充电电量相对应的费用进行收费的系统，具有收费系统10（上级系统）和充电器40。
另外，本实施方式中的车辆50是具有作为动力源的电动发电机、和对该电动发电机进行充电/放电的行驶用电池的车辆，例如，能够例示电动车和插电型混合动力汽车等。
收费系统10具有收费服务器20和收费终端30，在本实施方式中，除了费用的收取以外，还可以通过周期性的通信，对充电器40的状态进行监控，或者向充电器40指示后述的READY命令等指令，或者设定充电器40的充电完成条件和其上限值。另外，收费系统10也可以控制充电器40的充电开始/停止。
收费服务器20是针对通过充电器40向车辆50的电池的充电而进行收费认证处理的服务器。该收费服务器20经由网络等与收费终端30连接。
另外，在图1中，相对于1台收费服务器20而连接1台充电器40，但并不特别地限定于此，也可以相对于1台收费服务器20而连接多台充电器40，由该收费服务器20集中地管理多台充电器40。另外，也可以由1台收费终端30与多台充电器40相对应。
收费终端30例如设置在充电器40附近，经由LAN等与充电器40的控制器45连接。如图2所示，该收费终端30具有触摸面板31和读卡器32。触摸面板31是用于收费认证的HMI（人机接口：HumanMachine Interface）。另外，读卡器32例如是能够对IC卡进行读写的非接触式读卡器。
例如，在进行充电操作的充电操作者（例如司机等）要对车辆50的电池进行充电时，按照在触摸面板31上显示的引导，触摸该触摸面板31上的按钮，或者将IC卡靠近读卡器32，从而进行用于收费认证的操作。读卡器32读取的IC卡的数据，通过网络等发送至收费服务器20。作为IC卡的具体例子，例如能够示例出现金卡、信用卡、或者预先充值了电子货币的预付费型IC卡等。
另外，也可以取代非接触式的读卡器32，在收费终端30上设置接触式的读卡器，也可以在非接触式的读卡器32的基础上，在收费终端30上设置接触式的读卡器、硬币识别器（C/M）、纸币识别器（B/V）等。
充电器40是通过向车辆50供给电力从而对车辆50的行驶用电池进行充电的快速充电站。该充电器40内置有将商用交流电力变换为直流电力、并将直流电升压至规定电压的电力变换器，由该电力变换器变换后的直流电力，经由充电线缆41供给至车辆50的电池。
如图1所示，在该充电线缆41的前端安装有充电连接器42，通过将该充电连接器42安装在车辆50的供电口51上，从而经由充电线缆41将充电器40和车辆50的电池电气连接。
如图2所示，在该充电器40的框体43上设置有充电开始按钮431、充电停止按钮432、紧急停止按钮433。充电操作者在将充电连接器42安装在供电口51上后，通过按下充电开始按钮431，开始对车辆50的电池的充电。另一方面，在开始对电池进行充电后欲使该充电停止的情况下，充电操作者按下充电停止按钮432。另外，例如在充电中发生异常，希望使充电紧急停止的情况下，充电操作者按下紧急停止按钮433。
另外，在充电器40的框体43上设置有三个指示灯434～436和触摸面板44。
准备指示灯434在充电器40处于能够进行充电的状态（后述的图5和图6的状态S120）的情况下亮灯。充电指示灯435在充电开始按钮431被按下而电池正进行充电的期间（后述的图5和图6的状态S131～S135）亮灯。警报指示灯436在例如充电器40本身发生故障等发生了异常的情况下亮灯或闪烁。
触摸面板44是充电器40与充电操作者或系统管理者之间的HMI（人机接口），例如在充电操作者对充电作业的进展状态进行确认、或者系统管理者进行充电器40的维护等时使用。
另外，如图3所示，也可以在充电器40的框体43上设置读卡器32，并且充电器40的触摸面板44兼作为收费终端30的触摸面板31，从而使充电器40具有收费终端30的功能。
并且，该充电器40具有控制器45，该控制器45由具有CPU、ROM、RAM等的计算机构成。该控制器45通过执行在ROM中储存的控制程序，从而进行车辆50的充电控制。如图4（a）所示，该控制器45具有用于与收费系统10进行通信的通信接口46。
在本实施方式中，该控制器45能够基于经由通信接口46输入的来自收费系统10的信号，选择图5及图6所示的两种控制模式（“从属模式”和“单独模式”）中的任一种。
图5所示的“从属模式”，是充电器40按照来自收费系统10的指令进行动作的模式。另一方面，图6所示的“单独模式”，是充电器40单独进行动作的模式。本实施方式中的“从属模式”相当于本发明中的第1模式的一个例子，本实施方式中的“单独模式”相当于本发明中的第2模式的一个例子。
下面，参照图7（a）～图7（f）以及图8（a）～图8（f），针对“从属模式”中的由控制器45进行控制的流程进行说明。图7（a）～图7（f）以及图8（a）～图8（f）是表示在图5的各状态下，在充电器40的触摸面板44上显示的图像的一个例子的图。
首先，如果接通充电器40的电源，则在图5的状态S100下，控制器45进行充电器40的初始化，并且如图7（a）所示，在触摸面板44上显示“启动中”的画面。
在该状态S100下，控制器45以规定时间等待经由通信接口46从收费系统10输入的周期性信号。该周期性信号例如每隔100[msec]进行发送，与此相对，控制器45进行待机的所述规定时间例如是8[sec]。另外，该状态S100下的规定时间并不特别地限定为上述值，能够任意地设定。本实施方式中的来自收费系统10的周期性信号相当于本发明中的第1信号的一个例子。
在该状态S100中，控制器45在规定时间内经由通信接口46接受到来自收费系统10的周期性信号的情况下，选择图5所示的“从属模式”。与此相反，控制器45在即使经过规定时间也没有从收费系统10接受到周期性信号的情况下，选择图6所示的“单独模式”。另外，如果在收费系统10和充电器40之间建立了周期性通信，则收费系统10能够通过该周期性通信读取充电器40的状态。在通过控制器45执行“从属模式”期间保持该周期性通信。
如果选择了“从属模式”，则控制器45在图5的状态S110下，将图7（b）所示的画面显示在触摸面板44上，等待来自收费系统10的READY命令。本实施方式中的图5的状态S110相当于本发明中的第1状态的一个例子。
在该图5的状态S110下，由于控制权处于收费系统10侧，因此充电器40的控制器45直至从收费系统10接受到READY命令为止，无法开始行驶用电池的充电控制。在该状态S110下，例如，管理者能够经由触摸面板44进行充电器40的管理和维护。
具体地说，如果管理者触摸图7（b）所示的触摸面板上的“管理”按钮或“维护”按钮，则能够选择充电完成条件（充电作业完成的充电时间或充电率（SOC：State of Charge）等），或者变更充电完成条件的充电时间（参照图7（c）），或者变更充电完成条件的充电率（参照图7（d））。另外，如果在图7（c）和图7（d）中按下“OK”按钮，则返回至图7（b）的画面。另外，虽未特别地图示，但由1台收费服务器20和1台收费终端30与多台充电器40相对应的情况下，可以在该状态S110下设定各个充电器40的局号。
在本实施方式中，通过设置充电器40的控制器45无法开始充电控制的状态S110，从而能够防止下述情况：在“从属模式”下，虽然IC卡的认证未结束，或者正在设定充电完成条件等，但因随意地按下充电器40的充电开始按钮431而开始充电处理。
在图5的状态S110下，如果经由通信接口46从收费系统10向控制器45输入READY命令，则控制器45转换为图5的状态S120。该READY命令，例如在充电操作者使IC卡触碰收费终端30的读卡器32之后，对在图7（b）所示的触摸面板24上显示的框内进行触摸，从而经由通信接口46从收费系统10向控制器45指示。通过控制器45从收费系统10接受该READY命令，从而控制权从收费系统10转换至控制器45。该READY命令相当于本发明中的第2信号的一个例子。
在该图5的状态S120下，由于控制权处于控制器45，因此充电器40处于随时能够通过充电操作者按下充电开始按钮431而开始对电池充电的状态。在图7（e）中示出该图5的状态S120下的触摸面板44的显示画面的一个例子。本实施方式中的图5的状态S120相当于本发明中的第2状态的一个例子。
并且，如果充电操作者按下充电器40的充电开始按钮431，则执行图5的状态S131～S135下的充电控制。具体地说，首先，在图5的状态S131中，控制器45与车辆50进行通信，从而取得行驶用电池的当前的充电率和有无故障等信息。图8（a）示出该图5的状态S131下的触摸面板44的显示画面的一个例子。
然后，在图5的状态S132中，控制器45施加例如500[V]左右的电压，进行绝缘实验，并且，在图5的状态S133中，对充电器40自身的故障状态进行确认。图8（b）及图8（c）示出该图5的状态S132及状态S133下的触摸面板44的显示画面的一个例子。
并且，如果充电开始条件成立，则控制器45在图5的状态S134下，实际地从充电器40向车辆50供给直流电，对行驶用电池进行充电。图8（d）表示该图5的状态S134下的触摸面板44的显示画面的一个例子。
如果在图5的状态S134下对车辆50的电池进行充电而充电完成条件成立，则控制器45转换至图5的状态S135，使充电停止。图8（e）表示该图5的状态S135下的触摸面板44的显示画面的一个例子。
另外，在图5的状态S131～S134中，在例如充电操作者按下充电停止按钮432等，发生了充电停止事件的情况下，也转换至该图5的状态S135。
并且，如果在图5的状态S135下充电停止作业完成，则控制器45经由通信接口46将充电电量等充电结果发送至收费系统10，控制器45的状态再次转换为图5的状态S110。
收费终端30将从充电器40的控制器45发送来的充电结果发送至收费服务器20，收费服务器20基于该充电结果计算费用，进行结算处理。
在本实施方式中，如果收费系统10从充电器40的控制器45接受到充电结果，则控制权从控制器45转换至收费系统10，充电器40的控制器45再次成为无法开始充电控制的状态。图8（f）表示从图5中的状态S135刚刚转换至状态S110之后的触摸面板44的显示画面的一个例子。另外，经过一定时间后，触摸面板44的显示画面从图8（f）切换至图7（a）。
另外，在图5的任一种状态S100、S110、S120、S131～S135下充电器40发生了故障的情况下，转换至图5的状态S140，提醒充电操作者发生了故障。在图7（f）中示出该图5的状态S140中的触摸面板44的显示画面的一个例子。
另一方面，在图5的状态S100下，充电器40的控制器45没有在规定时间内经由通信接口46接受到来自收费系统10的周期性信号的情况下，跳转至图6所示的“单独模式”。
该“单独模式”除了不具有图5的状态S110这一点以外，与上述的图5所示的“从属模式”相同。因此，在图6中，针对与图5相同的状态，标注与图5相同的标号S100、S120、S131～S135以及S140，省略对图6的“单独模式”的详细说明。
在该“单独模式”中，由于不存在等待来自收费系统10的READY命令的状态S110，因此，如果选择“单独模式”，则在图6中从状态S100转换至状态S120，充电器40的控制器45不等待来自收费系统10的指示，而可以开始进行车辆50的电池的充电控制。
如上所述，在本实施方式中，在来自收费系统10的信号没有输入至控制器45的情况下，充电器40能够单独地动作，因此，例如即使在收费服务器20或收费终端30发生了故障的情况下，也能够通过充电器40对车辆50的电池进行充电。
并且，在本实施方式中，在控制器45执行“单独模式”的期间，经由通信接口46从收费系统10输入了周期性信号的情况下，从“单独模式”转换至“从属模式”。
同样地，在本实施方式中，在控制器45执行“从属模式”期间来自收费系统10的周期性信号中断的情况下，从“从属模式”转换至“单独模式”。
因此，即使将在“单独模式”下使用的充电器40从中途自动地切换至“从属模式”，或者在选择了“从属模式”后收费服务器20或收费终端30发生了故障的情况下，也能够自动地跳转至“单独模式”。
但是，在本实施方式中，在充电器40的控制器45处于充电控制状态（图5中的状态S131～S135）期间，收费系统10无法针对控制器45发出一切指示，仅能够通过上述的周期性通信读取充电器40的状态。
因此，在“单独模式”下控制器45处于充电控制状态期间，从收费系统10输入周期性信号的情况下，在该充电控制状态完成后（即状态S135结束后），转换至“从属模式”（图5）中的状态S110。
同样地，在“从属模式”中控制器45处于充电控制状态期间，来自收费系统10的周期性信号中断的情况下，在该充电控制状态完成后（即状态S135结束后），转换至“单独模式”（图6）。但是，在该情况下，转换至“单独模式”的状态S120。该“单独模式”中的状态S120相当于本发明中的第3状态的一个例子。
另外，在本实施方式中，控制器45具有“从属模式”和“单独模式”这两种模式，但并不特别地限定于此，控制器45也可以仅具有“从属模式”。在该情况下，在图5的状态S100中，只要没有在规定时间内经由通信接口46从收费系统10向控制器45输入周期性信号，充电器40的控制器45就不开始进行行驶用电池的充电控制。
如现有技术所示，在充电器相对于外部系统成为主控侧的情况下，必须分别在充电器上安装与收费系统相对应的协议。具体地说，如图4（b）所示，例如，在与A公司的收费系统相对应的情况下，必须在充电器上安装A公司专用的网关，在与B公司的收费系统相对应的情况下，必须在充电器上设置B公司专用的网关，充电器的通用性差。
与此相对，在本实施方式中，充电器40的控制器45等待经由通信接口46输入来自收费系统10的信号（周期性信号或READY命令）（图5的状态S100和S110），将经由通信接口46从收费系统10输入了信号作为一个条件，开始车辆50的行驶用电池的充电控制（图5的状态S131～S135）。
因此，充电器40相对于收费系统10成为从属侧，如图4（a）所示，不必将与收费系统相对应的协议安装在充电器40上，因此提高针对收费服务器等外部装置的通用性。
另外，在充电开始的命令也经由通信接口46从收费系统10输入至控制器45的情况下，在图5中开始进行行驶用电池的充电控制的条件，仅是从收费系统10经由通信接口46的信号的输入（周期性信号、READY命令、充电开始命令）。
因此，在本实施方式中，充电器40的控制器45将经由通信接口46从收费系统10输入了信号作为至少一个条件（即，至少将经由通信接口46从系统10输入了信号作为条件），开始进行行驶用电池的充电控制。
本实施方式中的充电器40的控制器45相当于本发明中的控制单元的一个例子，本实施方式中的充电器40的通信接口46相当于本发明中的接口的一个例子，本实施方式中的收费系统10相当于本发明中的外部装置的一个例子。
另外，如图9所示，在收费终端30仅由硬币识别器33和纸币识别器34构成的情况下，不需要与收费服务器20连接。在该情况下，也可以在充电系统（收费终端30及充电器40）中设置图10所示的显示灯I/F电路、图11所示的控制I/F电路。
在图10所示的显示灯I/F电路中，收费终端30对充电器40的显示灯434～436的亮灯/熄灯状态进行监视，或者收费终端30能够使该显示灯434～436亮灯/熄灯。
具体地说，在图10所示的显示灯I/F电路中，通过将开关S1闭合，使接点J2和接点J3成为导通状态，从而收费终端30能够取得充电器40的显示灯PL（相当于上述的显示灯434～436）的亮灯/熄灯状态。
另外，通过将开关S1闭合，使接点J1和接点J5短路，从而收费终端30和充电器40这两者均能够使显示灯PL亮灯/熄灯。
与此相对，通过将开关S1断开，使接点J2和接点J3成为导通状态，从而收费终端30能够取得充电器40的显示灯PL的亮灯/熄灯状态，通过使接点J1和接点J5短路，从而阻止充电器40侧的控制，并且收费终端30能够使显示灯PL亮灯/熄灯。
另一方面，在图11所示的控制I/F电路中，收费终端30使充电器40的充电开始，或者收费终端30对充电开始按钮431的按下进行检测。
具体地说，在图11所示的控制I/F电路中，通过使接点J6和接点J8短路，从而能够通过收费终端30开始对车辆50的电池充电。
另外，通过将开关S2闭合，使接点J7和接点J8成为导通状态，从而能够对充电器40的充电开始按钮431的按下进行检测。另外，开关S2例如与设置在硬币识别器33的硬币投入部上的继电器联动。
另外，以上说明的实施方式是为了容易理解本发明而记载的，并不是为了限定本发明而进行记载的。因此，在上述的实施方式中公开的各要素，也包含属于本发明的技术范围内的全部的设计变更和均等物。
例如，在上述的实施方式中，针对在充电器40的控制器45上连接收费系统10的例子进行了说明，但与充电器的连接器连接的外部装置并不特别地限定于此。例如，也可以经由通信接口，将远程操作装置连接在充电器的控制器上，该远程操作装置在远距离下对设置在充电器内的加热器进行打开/关闭的操作。
标号的说明
1…充电系统
10…收费系统
20…收费服务器
30…收费终端
31…触摸面板
32…读卡器
33…硬币识别器
34…纸币识别器
40…充电器
41…充电线缆
42…充电连接器
43…框体
431…充电开始按钮
432…充电停止按钮
433…紧急停止按钮
434…准备指示灯
435…充电指示灯
436…警报指示灯
44…触摸面板
45…控制器
46…通信接口
50…车辆
51…供电口

Claims (9)

1.一种充电器，其对电池进行充电，其特征在于，具有：
控制单元，其对所述电池的充电进行控制；以及
接口，其介于所述控制单元和外部装置之间，
所述控制单元等待从所述外部装置经由所述接口的信号的输入，将经由所述接口从所述外部装置输入了信号作为条件，开始所述电池的充电控制。
2.根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，
所述控制单元基于经由所述接口输入的来自所述外部装置的信号，选择第1模式或者第2模式中的某一个，其中，该第1模式是所述充电器按照来自所述外部装置的信号进行动作的模式，该第2模式是所述充电器单独进行动作的模式。
3.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于，
所述控制单元，在规定时间内经由所述接口从所述外部装置输入了信号的情况下，选择所述第1模式，
在所述规定时间内未经由所述接口从所述外部装置输入信号的情况下，选择所述第2模式。
4.根据权利要求3所述的充电器，其特征在于，
所述控制单元，在经由所述接口从所述外部装置输入了第1信号的情况下，在所述第1模式下，转换至等待来自所述外部装置的第2信号的第1状态，
在经由所述接口从所述外部装置输入了所述第2信号的情况下，在所述第1模式下，转换至能够开始所述电池的充电的第2状态。
5.根据权利要求3或4所述的充电器，其特征在于，
所述控制单元，在所述规定时间内未经由所述接口从所述外部装置输入信号的情况下，在所述第2模式下，转换为能够开始对所述电池充电的第3状态。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的充电器，其特征在于，
所述控制单元，在所述第2模式下经由所述接口从所述外部装置输入了信号的情况下，从所述第2模式转换为所述第1模式。
7.根据权利要求6所述的充电器，其特征在于，
所述控制单元，在所述电池充电结束后，从所述第2模式转换为所述第1模式。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的充电器，其特征在于，
所述控制单元，在经由所述接口输入的来自所述外部装置的信号中断的情况下，从所述第1模式转换为所述第2模式。
9.一种充电器的控制方法，该充电器对电池进行充电，其特征在于，
等待从外部装置经由所述充电器的接口的信号的输入，将经由所述接口从所述外部装置向所述充电器的控制单元输入了信号作为条件，开始所述电池的充电控制。
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