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CN101277838A - 用于车辆与地上设备间电力发送与接收的方法以及停车辅助装置 - Google Patents

用于车辆与地上设备间电力发送与接收的方法以及停车辅助装置 Download PDF

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CN101277838A
CN101277838A CNA2006800359554A CN200680035955A CN101277838A CN 101277838 A CN101277838 A CN 101277838A CN A2006800359554 A CNA2006800359554 A CN A2006800359554A CN 200680035955 A CN200680035955 A CN 200680035955A CN 101277838 A CN101277838 A CN 101277838A
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voltage
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中村诚
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Toyota Motor Corp
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Abstract

停车辅助装置具有触摸显示器(58)，并具有控制装置(60)，触摸显示器(58)包含用于显示车辆周围情况的显示单元和用于输入车辆的目标停车位置的输入单元，控制装置(60)通过根据目标停车位置计算路径进行停车辅助控制。控制装置(60)还在预定条件下进行用于位置对准的辅助控制，以便将位于车辆的车辆侧电力发送/接收单元与地上设备的设备侧电力发送/接收单元进行位置对准。优选为，停车辅助装置还具有用于拍摄车辆周围情况的图像的后视照相机(53)。当标识设备侧电力发送/接收单元的标识器在所拍摄的周围情况中位于目标停车位置附近时，控制装置(60)识别出标识器的位置，并进行位置对准辅助控制。

Description

用于车辆与地上设备间电力发送与接收的方法以及停车辅助装置
技术领域
本发明涉及车辆与地上设备之间电力发送与接收的方法。
背景技术
近些年来，混合动力车作为对环境友好的车辆受到很大关注。混合动力车将传统的发动机以及电池、变换器与由变换器驱动的电机用作驱动源。
日本特开No.8-154307公开了具有外部充电功能的混合动力车。该混合动力车包含能由外部充电器进行充电的电池、借助供自电池的电力驱动车轮的电机、用于控制电机运行的控制装置、直接和间接用于驱动车轮的内燃机、计算与外部充电器对电池充电后过去的行驶时间有关的量的行驶时间相关量计算装置。当由行驶时间相关量计算装置计算得到的行驶时间相关量达到预定量时，控制装置限制电机的输出。
当这种混合动力车在没有外部充电的情况下已长时间行驶时，电机的输出受到限制，促使驾驶者进行外部充电。因此，这种混合动力车能减小对内燃机的依赖性。
然而，每当驾驶者回到家中并将车辆停在停车空间时，驾驶者将外部充电器经由充电电缆连接到车辆是麻烦的。另外，当驾驶者将车辆移动到地上的固定充电器附近的位置时，驾驶者必须仔细地将车辆停在正确的位置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使得简单的充电成为可能的停车辅助装置以及用于车辆与地上设备之间电力发送与接收的方法。
简言之，本发明提供了一种停车辅助装置，该装置包含：显示单元，其显示车辆周围情况；输入单元，其用于输入车辆的目标停车位置；控制单元，其通过根据目标停车位置计算路径来进行停车辅助控制。控制单元还在预定条件下进行用于将位于车辆上的车辆侧电力发送/接收单元对准到地上设备的设备侧电力发送/接收单元的位置对准辅助控制。
优选为，停车辅助装置还包含拍照单元，该单元拍摄车辆的周围情况的图像。当标识设备侧电力发送/接收单元的标识器在拍照单元拍摄的周围情况中位于目标停车位置附近时，控制单元通过识别标识器的位置来进行位置对准辅助控制。
优选为，设备向车辆供给电力，车辆具有可通过车辆侧电力发送/接收单元外部充电的电池。控制单元根据电池的充电状态判断充电是否将被执行。
优选为，位于地上的设备包含判断装置，该装置用于判断车辆是否为能够进行电力发送/接收的类型。
进一步优选的是，设备向车辆供给电力，当车辆为可充电类型时，在停车辅助控制结束后，控制单元指示车辆侧电力发送/接收单元到设备侧电力发送/接收单元的连接。
优选为，设备包含可根据控制单元的指示伸展的臂，其用于将设备侧电力发送/接收单元连接到车辆侧电力发送/接收单元。
优选为，车辆包含可根据控制单元的指示伸展的臂，其用于将车辆侧电力发送/接收单元连接到设备侧电力发送/接收单元。
优选为，控制单元进行作为停车辅助控制的、根据车辆在路径上的移动的自动操舵。
根据本发明另一实施形态，用于车辆与地上设备间电力发送与接收的方法包含以下步骤：指示车辆移动的开始；将车辆移动到停车位置；判断车辆是否能发送和接收电力；当在判断步骤中判断为车辆能发送和接收电力时，在车辆被停在停车位置后，在车辆与位于地上的设备之间发送和接收电力。
优选为，用于车辆与地上设备之间的电力发送与接收的方法还包含以下步骤：指示停车辅助执行的开始；设置停车位置；根据车辆与设备的相对位置修正设置步骤中设置的停车位置。
进一步优选的是，用于车辆与地上设备之间电力发送与接收的方法还包含以下步骤：询问驾驶者以得到是否基于在修正步骤中修正得到的停车位置执行停车的确认。
根据本发明，驾驶者可简单地进行充电，且在进行充电时有较小的麻烦感。这些有助于需要充电的车辆的普及。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例的车辆100的原理框图；
图2为图1所示控制装置60的功能框图；
图3为图2所示转换器控制单元61的功能框图；
图4为图2所示第一与第二变换器控制单元62与63的功能框图；
图5以简化的形式示出了在图1的电路图中与充电有关的部分；
图6示出了充电操作中晶体管的控制状态；
图7为一流程图，其示出了由车辆100执行的停车辅助控制程序的控制结构；
图8示出了步骤S2中显示的触摸显示器的屏幕内容；
图9示出了步骤S12中进行的臂连接；
图10示出了图7中的步骤S13的充电控制；
图11示出了第二实施例中连接臂的连接；
图12为一流程图，其示出了第二实施例中在车辆侧与设备侧执行的程序的控制结构；
图13示出了停车空间框的发光显示。
具体实施方式
下面参照附图介绍本发明的实施例。在下面的说明和附图中，对应的部分有相同的参考标号，且不重复对其进行介绍。
[第一实施例]
图1为根据本发明的车辆100的原理框图。
参照图1，车辆100包含电池单元BU、升压转换器10、变换器20与30、电源线PL1与PL2、地线SL、U相线UL1与UL2、V相线VL1与VL2、W相线WL1与WL2、电动发电机MG1与MG2、发动机4、动力分配机构3和车轮2。
车辆100为使用电机和发动机驱动车轮的混合动力车。
动力分配机构3被耦合到发动机4以及电动发电机MG1与MG2，以便在它们之间分配动力。例如，具有恒星齿轮、行星齿轮架和环形齿轮的三个旋转轴的行星齿轮机构可被用作动力分配机构。这三个旋转轴分别被连接到发动机4、电动发电机MG1与MG2。例如，电动发电机MG1可具有中空的转子，且发动机4的曲轴可伸过转子的中心。由此，动力分配机构3可被机械连接到发动机4和电动发电机MG1与MG2。
电动发电机MG2的旋转轴经由图中未示出的减速齿轮和差动齿轮被耦合到车轮2。用于电动发电机MG2的旋转轴的另一减速齿轮可被装入动力分配机构3。
电动发电机MG1被装入混合动力车，以便作为由发动机驱动的发电机运行以及作为能够起动发动机的电动机运行。电动发电机MG2被装入混合动力车，以便作为驱动混合动力车的车轮的电动机运行。
电动发电机MG1与MG2分别为例如三相AC同步电机。电动发电机MG1包含作为定子线圈的三相线圈，即U、V、W相线圈U1、V1、W1。电动发电机MG2包含作为定子线圈的三相线圈，即U、V、W相线圈U2、V2、W2。
电动发电机MG1使用发动机输出产生三相AC电压，并将所产生的三相AC电压供给变换器20。电动发电机MG1由接收自变换器20的三相AC电压产生驱动力，并由此起动发动机。
电动发电机MG2由接收自变换器30的三相AC电压产生用于车辆的驱动转矩。在车辆再生制动运行过程中，电动发电机MG2产生三相AC电压并将之提供给变换器30。
电池单元BU包含负极连接到地线SL的电池B1、测量电池B1的电压的电压传感器70、测量电池B1的电流的电流传感器84。车辆负载包含电动发电机MG1与MG2、变换器20与30、向变换器20与30供给升压电压的升压转换器10。
电池B1可为镍氢电池、锂离子电池或铅酸电池等二次电池。或者，电池B1可用大容量电力双层电容器代替。
电池单元BU将供自电池B1的DC电压供给升压转换器10。电池单元BU内的电池B1用供自升压转换器10的DC电压进行充电。
升压转换器10包含电抗器L、npn晶体管Q1与Q2、二极管D1与D2。电抗器L一端连接到电源线PL1，其另一端连接到npn晶体管Q1与Q2之间的节点。Npn晶体管Q1与Q2串联连接在电源线PL2与地线SL之间，并在其基极上接收来自控制装置60的信号PWC。分别为晶体管Q1与Q2提供二极管D1与D2，且其各自连接在对应的晶体管的发射极与集电极之间，用于从发射极向集电极传送电流。
IGBT(绝缘栅型双极型晶体管)可被分别用作上面介绍的npn晶体管以及下面的说明中的npn晶体管。另外，可代替npn晶体管使用例如功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)等功率开关元件。
变换器20包含U、V、W相臂22、24、26，其并联连接在电源线PL2与地线SL之间。
U相臂22包含串联连接的npn晶体管Q11与Q12。U相臂24包含串联连接的npn晶体管Q13与Q14。U相臂26包含串联连接的npn晶体管Q15与Q16。分别为npn晶体管Q11-Q16布置二极管D11-D16，且其各自被连接在对应的晶体管的发射极与集电极之间，以便从发射极向集电极传送电流。各相臂npn晶体管之间的节点经由对应的U、V或W相线UL1、VL1或WL1连接到电动发电机MG1对应相线圈的除其中性点N1的线圈末端。
变换器30包含U、V、W相臂32、34、36，其并联连接在电源线PL2与地线SL之间。
U相臂32包含串联连接的npn晶体管Q21与Q22。V相臂34包含串联连接的npn晶体管Q23与Q24。W相臂36包含串联连接的npn晶体管Q25与Q26。分别为npn晶体管Q21-Q26布置二极管D21-D26，且其各自被连接在对应的晶体管的发射极与集电极之间，以便从发射极向集电极传送电流。在变换器30中，各相臂npn晶体管之间的节点经由对应的U、V或W相线UL2、VL2或WL2连接到电动发电机MG2对应相线圈的除中性点N2的线圈末端。
车辆100还包含电容器C1与C2、继电器电路40、连接器50、控制装置60、AC线ACL1与ACL2、电压传感器72-74、电流传感器80与82。
电容器C1连接在电源线PL1与地线SL之间，减小由于电压波动在电池B1与升压转换器10上的影响。电压传感器73测量电源线PL1与地线SL之间的电压VL。
电容器C2连接在电源线PL2与地线SL之间，减小由于电压波动在升压转换器10和变换器20与30上的影响。电压传感器72测量电源线PL2与地线SL之间的电压VH。
升压转换器10对经由电源线PL1供自电池单元BU的DC电压进行升压，并将之提供到电源线PL2。具体而言，升压转换器10基于供自控制装置60的信号PWC将根据npn晶体管Q2的开关操作流动的电流在电抗器L中存储为磁场能量，并通过与npn晶体管Q2的关断同步地经由二极管D1使电流流到电源线PL2来释放所蓄积的能量。由此，升压转换器10进行升压操作。
基于供自控制装置60的信号PWC，升压转换器10通过将经由电源线PL2供自变换器20与30中的一个或二者的DC电压降低到电池单元BU的电压等级，对电池单元BU内的电池进行充电。
基于供自控制装置60的信号PWM1，变换器20将供自电源线PL2的DC电压驱动为三相AC电压以驱动电动发电机MG1。
由此，电动发电机MG1运行为产生由转矩指令值TR1指定的转矩。变换器20基于接收自控制装置60的信号PWM1将接收发动机输出的电动发电机MG1所产生的三相AC电压转换为DC电压，并将所产生的DC电压提供到电源线PL2。
基于供自控制装置60的信号PWM2，变换器30将供自电源线PL2的DC电压驱动为三相AC电压，以便驱动电动发电机MG2。
由此，电动发电机MG2被驱动为产生由转矩指令值TR2指定的转矩。在具有车辆100的混合动力车的再生制动运行期间，变换器30基于供自控制装置60的信号PWM2将接收来自驱动轴的旋转力的电动发电机MG2所产生的三相AC电压转换为DC电压，并将所产生的DC电压提供给电源线PL2。
本说明书中的再生制动包括当混合动力车驾驶者踩下足刹时进行的且伴有再生发电的制动，还包括在进行再生发电的同时，在不操作足刹的情况下通过在行驶中释放加速器踏板进行的车辆减速(或停止加速)。
继电器电路40包含继电器RY1与RY2，其分别可为机械触点继电器，还可为半导体继电器。继电器RY1布置在AC线ACL1与连接器50之间，并响应于来自控制装置60的控制信号CNTL开通/关断。继电器RY2布置在AC线ACL2与连接器50之间，并响应于来自控制装置60的控制信号CNTL开通/关断。
继电器电路40响应于供自控制装置60的控制信号CNTL将AC线ACL1与ACL2连接到连接器50以及从连接器50断开。具体而言，当继电器电路40接收到来自控制装置60的H电平(逻辑高电平)的控制信号CNTL时，其将AC线ACL1与ACL2电气连接到连接器50。当继电器电路40接收到来自控制装置60的L电平(逻辑低电平)的控制信号CNTL时，其将AC线ACL1与ACL2从连接器50电气断开。
连接器50为用于施加电动发电机MG1与MG2的中性点N1与N2之间的外部电源55的AC电压的端子。因此，AC电压可为供自家庭商用电力线的AC 100V。电压传感器74测量供到连接器50的电压，并将测量值传送到控制装置60。
电压传感器70检测电池B1的电池电压VB1，并将检测得到的电池电压VB1提供给控制装置60。电压传感器73检测电容器C1的相对末端之间的电压，即升压转换器10的输入电压VL，并将检测得到的电压VL提供给控制装置60。电压传感器72检测电容器C2的相对末端之间的电压，即升压转换器10的输出电压VH(其对应于本说明书中变换器20与30之间的输入电压)，并将检测得到的电压VH提供给控制装置60。
电流传感器80检测流过电动发电机MG1的电机电流MCRT1，并将检测得到的电机电流MCRT1提供给控制装置60。电流传感器82检测流过电动发电机MG2的电机电流MCRT2，并将检测得到的电机电流MCRT2提供给控制装置60。
基于分别供自电压传感器72与73的电压VL与VH和供自外部ECU(电子控制单元)的、各电动发电机MG1与MG2的电机旋转速度MRN1与MRN2以及转矩指令值TR1与TR2，控制装置60产生用于驱动升压转换器10的信号PWC，并将由此产生的信号PWC提供给升压转换器10。
基于电压VH以及电动发电机MG1的电机电流MCRT1与转矩指令值TR1，控制装置60产生用于驱动电动发电机MG1的信号PWM1，并将由此产生的信号PWM1提供给变换器20。另外，基于电压VH以及电动发电机MG2的电机电流MCRT2与转矩指令值TR2，控制装置60产生用于驱动电动发电机MG2的信号PWM2，并将由此产生的信号PWM2提供给变换器30。
基于来自点火开关或钥匙的信号IG以及电池B1的SOC(充电状态)，控制装置60产生用于控制变换器20与30的信号PWM1与PWM2，使得电池B1可用施加在电动发电机MG1与MG2的中性点N1与N2之间的商用电源的AC电压充电。
控制装置60基于电池B1的SOC判断其是否能被外部充电。当其能被外部充电时，控制装置60向继电器电路40提供H电平的控制信号CNTL。当控制装置60判断为电池B1基本完全充电且不能被充电时，其向继电器电路40提供L电平的控制信号CNTL。当信号IG表示停止状态时，控制装置60停止变换器20与30。
车辆100还包含：停车辅助开关52，其用于输入进行或不进行通过车辆停车辅助装置进行的停车辅助的设置；后视照相机53，其拍摄车辆后方周围情况的图像；触摸显示器58，其显示车辆后方的周围情况，并作为用于指定目标停车位置的输入装置；车轮速度传感器56，其检测车轮2的旋转；EPS致动器54，其驱动操舵装置，即电力操舵装置。通过触摸显示器58指定的目标停车位置被存储在布置在控制装置60中的存储器57中。
后视照相机53被布置在车辆的后部中央，并拍摄车辆后方预定角度的区域的图像。由后视照相机53获得的、关于车辆附近和后方的情况的图像信息被提供给控制装置60。
触摸显示器58被布置在车辆驾驶者可查看、可操作的位置(例如在仪器面板的中央)。例如，当换档装置处于倒车位置时，控制装置60在触摸显示器58上显示由后视照相机53拍摄的实际图像。触摸显示器58根据控制装置60的指示在其屏幕上显示由后视照相机53拍摄的、车辆附近和后方的情况的图像。触摸显示器58显示辅助线、框等等，以便根据控制装置60的指示以它们被叠加在由后视照相机53拍摄的实际图像上的方式对停车进行协助和控制。
触摸显示器58具有可由车辆驾驶者操作的压敏或热敏触摸操作单元。触摸操作单元由多个分级开关构成，并根据来自控制装置60的指示被显示在屏幕上。控制装置60检测车辆驾驶者对触摸操作单元的触摸，并根据触摸操作单元的具体内容执行处理。触摸操作单元包括用于执行停车协助控制的开关，即分别用于启动车库停车模式和纵列(tandem)停车模式的开关，以及用于指示由驾驶者停车的目标停车空间框位置的箭头按键开关等等。
与将转矩施加到操舵轴的EPS致动器54相联系，装置包含转矩传感器，该传感器检测由车辆驾驶者操舵操作施加到操舵轴的操舵转矩以及检测操舵轴的操舵角度的操舵角传感器，但这些传感器没有在图中示出。控制装置60控制电机，以便产生在驾驶者的操舵操作过程中协助操舵转矩的转矩，并控制EPS致动器54，以便在例如车库停车、纵列停车等停车操作在停车协助控制下进行时产生在不需要驾驶者操舵操作的情况下对车辆进行操舵的转矩。
操舵角传感器向控制装置60提供关于操舵轴的操舵角信息。当停车协助控制被执行时，控制装置60计算将达到的操舵轴的目标操舵角度，并控制EPS致动器54，以便根据目标操舵角产生用于停车协助控制的转矩。
控制装置60内部具有存储器57，其用于读写数据。存储器57存储关于由驾驶者的位置设置(将在后文介绍)所设置的目标停车空间框在道路上(在绝对坐标上)的位置的位置信息，并存储关于到目标停车位置的路径并由计算产生的路径信息。存储在存储器57中的信息将在停车辅助控制完成时被擦除，例如，在换档位置由倒车变为停车、空档等等时，或在车辆到达接近目标停车位置的位置时。
控制装置60实现的停车辅助装置包括：触摸显示器58，其包含用于显示车辆周围情况的显示器和用于输入车辆目标停车位置的输入单元；控制装置60，其计算与目标停车位置对应的路径，并进行停车辅助控制。控制装置60还在预定的条件下进行用于对准设置在车辆中的车辆侧电力提供/接收单元与地上设备的设备侧电力供给/接收单元的位置的辅助控制。优选为，停车辅助装置还包含后视照相机53，其拍摄车辆周围情况的图像。当对设备侧电力供给/接收单元进行标识的标识器在所拍摄的周围情况中位于目标停车位置附近时，控制装置60通过识别标识器的位置来进行位置对准辅助控制。
控制装置60可通过多个比较器实现，例如电力操舵比较器、混合控制计算机和停车控制计算机。
图2为与图1所示控制装置60的充电控制和电动发电机控制有关的功能框图。
参照图2，控制装置60包含转换器控制单元61、第一与第二变换器控制单元62与63、AC输入控制单元64。转换器控制单元61基于电池电压VB1、电压Vh、转矩指令值TR1与TR2以及电机旋转速度MRN1与MRN2产生用于开通/关断升压转换器10的npn晶体管Q1与Q2的信号PWC，并将所产生的信号PWC提供给升压转换器10。
第一变换器控制单元62基于电动发电机MG1的转矩指令值TR1和电机电流MCRT1以及电压VH产生用于开通/关断变换器20的npn晶体管Q11-Q16的信号PWM1，并将所产生的信号PWM1提供给变换器20。
第二变换器控制单元63基于电动发电机MG2的转矩指令值TR2和电机电流MCRT2以及电压VH产生用于开通/关断变换器30的npn晶体管Q21-Q26的信号PWM2，并将所产生的信号PWM2提供给变换器30。
AC输入控制单元64基于转矩指令值TR1与TR2以及电机旋转速度MRN1与MRN2判断电动发电机MG1与MG2的驱动状态，并基于信号IG以及电池B1的SOC进行两个变换器的协调控制。由此，AC输入控制单元64将外部提供的AC电压转换为DC，对之进行升压并对电池充电。
H电平的信号IG意味着具有车辆100的混合动力车被运行，L电平的信号IG意味着混合动力车处于停止状态。
在电动发电机MG1与MG2处于停止状态且信号IG同样表示混合动力车处于停止状态的情况下，当电池B1的SOC低于预定等级时，AC输入控制单元64进行充电。具体而言，AC输入控制单元64提供控制信号CNTL以开通继电器RY1与RY2，响应于任何电压VAC的输入产生控制信号CTL1，以便进行变换器20与30的协调控制，将外部提供的AC电压转换为DC电压，对之进行升压，并对电池进行充电。
当电动发电机MG1与MG2当前正在运行或信号IG表示混合动力车正在被驱动时，或当电池B1的SOC高于预定等级时，AC输入控制单元64不进行充电操作。具体而言，AC输入控制单元64通过信号CNTL断开继电器RY1与RY2，并产生控制信号CNTL0以便使升压转换器10和变换器20与30进行用于车辆驱动的正常运行。
图3为图2所示转换器控制单元61的功能框图。
参照图3，转换器控制单元61包括变换器输入电压指令计算单元112、反馈电压指令计算单元114、占空比计算单元116、PWM信号转换单元118。
变换器输入电压指令计算单元112基于转矩指令值TR1与TR2以及电机旋转速度MRN1与MRN2计算变换器输入值的最优值(目标值)，即电压指令VH_com，并将由此获得的电压指令VH_com提供到反馈电压指令计算单元114。
基于由电压传感器72检测的升压转换器10的输出电压VH以及供自变换器输入电压指令计算单元112的电压指令VH_com，反馈电压指令计算单元114计算用于控制输出电压VH以达到电压指令VH_com的反馈电压指令VH_com_fb，并将由此得到的反馈电压指令VH_com_fb提供给占空比计算单元116。
基于供自电压传感器70的电池电压VB1和供自反馈电压指令计算单元114的反馈电压指令VH_com_fb，占空比计算单元116计算用于控制升压转换器10的输出电压VH以达到电压指令VH_com的占空比，并将获得的占空比提供给PWM信号转换单元118。
PWM信号转换单元118基于接收自占空比计算单元116的占空比产生用于开通/关断升压转换器10的npn晶体管Q1与Q2的PWM(脉宽调制)信号，并将由此产生的PWM信号作为信号PWC提供给升压转换器10的npn晶体管Q1与Q2。
通过增大升压转换器10的下臂的npn晶体管Q2的晶体管Q2的导通占空，电抗器L的电力存储增大，使得能够获得较高电压的输出。通过增大上臂的npn晶体管Q1的导通占空，电源线PL2的电压降低。因此，通过控制npn晶体管Q1与Q2的占空比，可以控制电源线PL2上的电压，以获得等于或高于电池B1的输出电压的任意电压。
另外，当控制信号CTL1有效时，无论占空比计算单元116如何，PWM信号转换单元118分别将npn晶体管Q1与Q2保持在开通与关断状态。因此，可以使充电电流从电源线PL2流到电源线PL1。
图4为一功能框图，其示出了图2所示第一与第二变换器控制单元62与63。
参照图4，第一与第二变换器控制单元62与63各自包含电机控制相电压(即用于电机控制的相电压)计算单元120和PWM信号转换单元122。
电机控制相电压计算单元120从电压传感器72接收变换器20与30的输入电压VH，从电流传感器80(或82)接收流经电动发电机MG1(或MG2)的各相的电机电流MCRT1(或MCRT2)，并从ECU接收转矩指令值TR1(或TR2)。基于这些输入值，电机控制相电压计算单元120计算将被施加到电动发电机MG1(或MG2)各相线圈的电压，并将由此获得的各相线圈电压提供到PWM信号转换单元122。
当PWM信号转换单元122接收到来自AC输入控制单元64的控制信号CTL0时，基于接收自电机控制相电压计算单元120的各相线圈电压指令，PWM信号转换单元122产生信号PWM1_0——该信号为信号PWM1的一种(或信号PWM2_0(信号PWM2的一种))并实际上开通/关断变换器20(或30)的各个npn晶体管Q11-Q16(或Q22-Q26)——并将由此产生的信号PWM1_0(或PWM2_0)提供给变换器20(或30)的各npn晶体管Q11-Q16(或Q21-Q26)。
通过这种方式，进行各npn晶体管Q11-Q16(或Q21-Q26)的开关控制，且流经电动发电机MG1(或MG2)各相的电流被控制为从电动发电机MG1(或MG2)输出指示的转矩。结果，输出对应于转矩指令值TR1(或TR2)的电机转矩。
当PWM信号转换单元122接收来自AC输入控制单元64的控制信号CTL1时，无论电机控制相电压计算单元120的输出如何，PWM信号转换单元122产生信号PWM1_1——其为信号PWM1的一种(或信号PWM2_1(其为信号PWM2的一种))并开通/关断npn晶体管Q11-Q16(或Q21-Q26)——以便使同相AC电流经过变换器20(或30)的U、V、W相臂22、24、26(或30、32、36)，并将由此产生的信号PWM1_1(或PWM2_1)提供到变换器20(或30)的npn晶体管Q11-Q16(或Q21-Q26)。
当同相AC电流流经U、V、W相线圈时，电动发电机MG1与MG2不产生旋转转矩。变换器20与30经受协调控制，由此将AC电压VAC转换为DC充电电压。
接着，将介绍由商用电源的AC电压VAC在车辆100中产生DC充电电压的方法。
图5示意性地示出了图1的电路图中与充电有关的部分。
作为示例性例子，图5显示出图1所示的变换器20与30的U相臂。另外，在电动发电机的三相线圈中，U相线圈被示为示例性的例子。下面将介绍与U相有关的操作。其他相线圈经过与U相线圈同相的电流，因此，其电路以与U相线圈同样的方式运行。由图5可见，U相线圈U1与U相臂22的组以及U相线圈U2与U相臂32的组各自基本上与升压转换器10具有相同的结构。因此，可以将100V的AC电压转换为DC电压，进一步地，可以对电压进行升压并进行转换，以便提供例如大约200V的电池充电电压。
图6示出了充电操作中晶体管的控制状态。
参照图5与6，当电压VAC大于0时，即当线ACL1上的电压VM1高于线ACL2上的电压VM2时，升压转换器的晶体管Q1开通，晶体管Q2关断。由此，升压转换器10可将充电电流从电源线PL2传送到电源线PL1。
在第一变换器中，晶体管Q12的开关以对应于电压VAC的周期和占空比进行，晶体管Q11被控制为达到关断状态或达到与二极管D11的开通同步地开通的开关状态。同时，第二变换器中的晶体管Q21与Q22受到控制，以便分别达到关断状态和开通状态。
当电压VAC大于0且晶体管Q12开通时，电流以这样的顺序流经线圈U1、晶体管Q12、二极管D22、线圈U2。在这种状态下，线圈U1与U2中蓄积的能量在晶体管Q12被关断时被排放，电流通过二极管D11流到电源线PL2。为了降低二极管D11的损耗，晶体管Q11可与二极管D11的开通周期同步地被开通。基于电压VAC与VH的值，确定升压比被达到的晶体管Q12的开关周期与占空比。
当电压VAC低于0且因此线ACL1上的电压VM1低于线ACL2上的电压VM2时，升压转换器的晶体管Q1开通，晶体管Q2关断。由此，升压转换器10可将充电电流从电源线PL2传送到电源线PL1。
在第二变换器中，晶体管Q22的开关以对应于电压VAC的占空比和周期进行，晶体管Q21被控制为达到关断状态或达到与二极管D21的开通同步地开通的开关状态。在此时间点上，第一变换器中的晶体管Q11和Q12分别达到关断状态和开通状态。
当电压VAC低于0且晶体管Q22开通时，电流以这样的顺序流经线圈U2、晶体管Q22、二极管D12、线圈U1。在这种状态下，线圈U1、U2中蓄积的能量在晶体管Q22被关断时被排放，此电流经二极管D21流到电源线PL2。为了降低二极管D21的损耗，晶体管Q21可与二极管D21的开通周期同步地被开通。基于电压VAC与VH的值，确定升压比被达到的晶体管Q22的占空比与开关周期。
下面将详细介绍与在预定位置停泊车辆100和将电源55连接到连接器50有关的点。
图7示出了由车辆100执行的停车辅助控制程序的控制结构。
参照图1和7，当处理开始时，在步骤S1中判断停车辅助指示是否被输入。例如，当停车辅助开关52开通且换挡杆位于倒车位置时，判断为停车辅助指示被输入。
当在步骤S1中判断为停车辅助指示未被输入时，处理进行到步骤S17，车辆进入手动操作模式，其中，不进行自动操舵。当在步骤S1中判断为停车辅助指示被输入时，处理进行到步骤S2。
在步骤S2中，触摸显示器58显示目标停车空间框、箭头按钮和确定按钮。
图8示出了在步骤S2中显示的触摸显示器的屏幕内容。
参照图8，触摸显示器58显示车辆后方的周围情况(其图像由后视照相机53拍摄)，并显示与车辆尺寸对应的目标停车空间框151、用于改变目标停车空间框151的位置的箭头按钮161-170、用于选择目标停车空间框位置的左右的左/右选择按钮152、用于指定目标停车空间框的最终决定的确定按钮153。
参照图8，触摸显示器58显示布置在停车空间附近的充电器101。标识器102被附着到充电器101，用于标识充电口。标识器不特别限制于这里提供的其能通过后视照相机53识别，可使用例如黄色的不同颜色、两维度条形码等等。
驾驶者可通过箭头按钮161-168平行于自己移动目标停车空间框151的位置。驾驶者可通过箭头按钮169和170改变目标停车空间框151的角度。
再次参照图7，在触摸显示器58在步骤S2中显示屏幕内容之后，控制装置60在步骤S3中判断由驾驶者进行的具体按钮操作。
当在步骤S3中判断为箭头按钮被操作时，处理进行到步骤S4，与箭头按钮的操作对应地改变目标停车空间框的位置，接着，再次在步骤S2中显示目标停车空间框。
当确定按钮在步骤S3中被按下时，控制装置60判断充电器承载标识器102是否存在于目标停车空间框151附近的预定区域内。
当步骤S5中没有检测到充电器的标识器时，处理进行到步骤S14。当充电器的标识器102在步骤S5中被检测到时，处理进行到步骤S6。
在步骤S6中，判断图1中电池B1的SOC是否小于预定阈值Sth(F)。阈值Sth(F)为用于表示满充电状态的阈值。在当前充电状态超过此满充电状态时，不需要充电，故处理进行到步骤S14。
当在步骤S6中SOC小于Sth(F)时，处理进行到步骤S7。在步骤S7中，控制装置60通过触摸显示器上的显示、扬声器(未示出)的语音或类似物询问驾驶者是否将进行充电。
当步骤S7中驾驶者指示不进行充电时，处理进行到步骤S14。
当在步骤S5中判断为充电器不存在时、当在步骤S6中判断为SOC等于或高于阈值Sth(F)且不需要充电时或当驾驶者在步骤S7中判断为不进行充电时，处理进行到步骤S14，此后将进行普通的停车辅助。
在步骤S14中，控制装置60询问驾驶者以得到驾驶者是否允许车辆向着由驾驶者指定的目标停车空间框的位置移动的确认。当驾驶者允许开始这种移动时，处理进行到步骤S15，进行自动操舵运行。在此操作中，驾驶者查看周围的情况是否安全，并操作制动踏板以进行速度控制。由此，驾驶者可将车辆移动到目标停车空间框，而不操作操舵轮。
当在步骤S16中车辆到达目标停车空间框时，控制装置60停止车辆，并结束停车辅助处理。
当在步骤S1中未输入停车辅助指示时，或在步骤S9或步骤S14中驾驶者不允许开始车辆向着所指定的目标停车空间框的移动时，处理进行到步骤S17，其中，车辆被设置到不进行自动操舵的手动操作模式，且处理结束。
当驾驶者在步骤S7中指示充电时，处理进行到步骤S8。充电和不充电的选择可通过在触摸显示器58上显示的按钮进行，或者可通过例如通过语音识别处理进行处理的语音等进行。
在步骤S8中，执行处理以精密调节在触摸显示器58上显示并被暂时固定的目标停车空间框151的位置。执行这种位置精密调节，以得到相对于充电器101的位置关系，使得充电可在车辆停下后容易地进行。为了促进这种精密调节，可将多个标识器102布置在充电器101附近。
当步骤S8中的处理结束时，控制装置60在步骤S9中询问驾驶者车辆是否能向着目标停车空间框的改变后的位置起动。例如，自行车等障碍物可能在停车空间框内存在，故进行上述询问，以避免与这类障碍物接触。
当驾驶者在步骤S9中允许起动时，控制装置60在步骤S10中计算到目标停车空间框的路径，并操作EPS致动器54，以便沿着计算得到的路径进行自动操舵运行。在这种操作中，驾驶者查看周围情况是否安全，并操作制动踏板以得到速度控制。由此，驾驶者可在不操作操舵轮的情况下将车辆移动到适当的位置。
当车辆位置到达目标停车空间框时，车辆在步骤S11中停下，臂在步骤S12中被连接。
图9示出了在步骤S12中执行的臂连接。
参照图9，充电器101具有用于充电插头的插座。自动操舵总是能实现充电器101与车辆100之间同样的关系。因此，充电器101与车辆100之间的距离可非常小。
连接臂103可被配置为从充电器101延伸。或者，其可被配置为从车辆100延伸，由此，充电器101仅需具有被供以普通商用电力的插座。另外，由于充电器101与车辆100之间距离的减小，连接臂103可在尺寸上很小。
在臂连接在步骤S12中进行之后，处理进行到步骤S13，进行充电控制。当充电完成时，处理结束。
图10示出了图7所示步骤S13中的充电控制。
参照图1和10，控制装置60首先在步骤S21中判断信号IG是否关闭。当步骤S21中信号IG未关闭时，将充电电缆连接到车辆进行充电是不适当的。因此，处理进行到步骤S28以进行根据图7中的流程图的控制，处理结束。
当信号IG在步骤S21中关闭时，判断为充电能够适当地进行，处理进行到步骤S22。在步骤S22中，继电器RY1与RY2受到控制以便从关断状态变到开通状态，电压传感器74测量电压VAC。当未检测到AC电压时，可以认为充电电缆未被连接到连接器50的插座，故处理进行到步骤S28，而不进行充电处理，于是，控制根据图7中的流程图进行，以结束处理。
当在步骤S22中检测到作为电压VAC的AC电压时，处理进行到步骤S23。在步骤S23中，判断电池B1的SOC是否小于表示满充电状态的阈值Sth(F)。
当在步骤S23中满足(SOC＜Sth(F))的关系时，允许充电，故处理进行到步骤S24。在步骤S24中，控制装置开通继电器RY1与RY2。在接下来的步骤S25中，控制装置60在两个变换器上进行协调的控制以便对电池B1进行充电。
当在步骤S23中不满足(SOC＜Sth(F))的关系时，电池B1已被完全充电，且不需要充电，故处理进行到步骤S26。在步骤S26中，进行充电停止处理，以便停止变换器20与30。在接下来的步骤S27中，继电器RY1与RY2被关断，以便中断到车辆100的AC电力。在步骤S28中，控制返回到图7中的流程图，处理结束。
在第一实施例中，由于使用停车辅助装置，可准确地对准地上的充电器与车辆的充电口之间的相对位置以获得预定的关系，故可容易地自动实现连接。这使得容易的充电成为可能。
[第二实施例]
结合停车辅助装置与充电控制装置仅布置在车辆侧、不布置在充电器内的实例介绍了第一实施例。下面将结合充电器的控制装置与车辆上的控制装置协作以辅助停车并控制充电的第二实施例。
图11示出了第二实施例中的连接臂的连接。
在图11中，与图9中的结构形成对比的是，连接臂203可从充电器201延伸到车辆200。充电器201在内部具有电源控制装置202(其控制图11中地上侧的设备)以及与例如磁传感器对应的车辆位置检测单元231。
图12为一流程图，其示出了在第二实施例中在车辆侧和设备侧执行的程序的控制结构。
参照图12，当处理在车辆200与地上设备(即充电器201)上开始时，车辆侧的控制装置60在步骤S51中判断驾驶者是否输入了停车辅助指示。例如，当停车辅助开关52被开通且换挡杆处于倒车位置时，判断为停车辅助指示被输入。
当停车辅助指示未被输入时，在步骤S63中设置手动操作模式，驾驶者操作操舵轮，以便控制车辆，而不进行自动操舵。
当在步骤S51中判断为停车辅助指示被输入时，处理进行到步骤S52。在步骤S52中，车辆侧的控制装置60向地上设备侧的控制装置发送停车预告信号。停车预告信号的发送通过例如无线通信执行。应当使用这样的配置，使得从车辆到地上设备的通信在后视照相机53基于标识器认识到停车空间具有充电器201时开始。
当步骤S71中在等待接收停车预告信号的状态下地上设备侧的控制装置接收到停车预告信号时，处理进行到步骤S72。
在步骤S72中，地上设备侧的控制装置进行停车空间框的发光显示。
图13示出了停车空间框的发光显示。
参照图13，在充电器201附近，发光二极管211-218和221-228或其类似物嵌入在预定的停车空间内，并在地面上暴露在外。充电器201中的控制装置开启或闪烁LED 211-218和221-228，使得车辆200的后视照相机53能够容易地识别停车空间框位置。
车辆侧的控制装置60从由后视照相机53拍摄的图像提取发光框，在与发光框匹配的位置显示目标停车空间框，并在其中显示图8所示的箭头按钮161-170以及确定按钮152。
识别停车空间框位置自身不是必要的，车辆可被配置为识别充电器的位置，并由此相对于所识别出的充电器的位置在内部获得目标停车空间框的位置。尽管以举例的方式介绍了LED，可使用发射红外线的其他元件，在这种情况下，后视照相机53被配置为识别红外线。
当步骤S53中的处理结束时，控制装置60在步骤S54中认识到按钮操作。当箭头按钮161-170中的任意一个在步骤S54中被操作时，处理进行到步骤S55。目标停车空间框的位置被改变到通过操作箭头按钮确定的位置。于是，处理返回到步骤S54。
当确定按钮在步骤S54中被按下时，处理进行到步骤S56。在步骤S56中，与第一实施例中类似地进行自动操舵运行。因此，驾驶者查看周围的情况，并操作制动踏板。由此，驾驶者调节车辆速度，并将车辆移动到目标停车空间框。
当车辆已移动到目标停车空间框时，在步骤S57中，车辆停止，控制装置60向地上侧设备的控制装置发送停车完成信号。在步骤S73中，地上侧设备处于等待状态，以便判断是否接收到停车完成信号。当接收到停车完成信号时，处理从步骤S73移动到步骤S74。于是，地上设备侧进入等待状态，以便判断是否接收到充电请求信号。
当步骤S57中的处理在车辆侧结束时，在步骤S58中进行SOC与预定阈值Sth(F)之间的大小或值的比较。当SOC小于阈值Sth(F)时，处理进行到步骤S59。否则，处理结束。在步骤S59中，充电请求信号从车辆侧被发送到地上设备侧。于是，处理进行到步骤S60。
当步骤S74中地上设备侧接收到充电请求信号时，处理进行到步骤S75，其中，判断车辆的当前停泊位置是否适合于充电。
这种判断可使用例如磁传感器进行，其为嵌入在图12中的停车空间框中的位置检测单元231和布置在车辆侧的对应位置的磁体230。如果停车辅助装置正确运行，且驾驶者没有移动停车空间框，当停车完成时，磁体230恰好位于车辆位置检测单元231上方，车辆检测单元231检测到磁体230的磁性。
例如，当自行车等障碍物位于预定停车位置时，在步骤S54和S55中移动目标停车空间。当驾驶者在移动后的停车空间中停泊车辆时，车辆位置检测单元231不能检测到磁性。
如上所述，当车辆位置检测单元231检测到磁性时，判断为车辆处于适当的位置。当车辆位置检测单元231没有检测到磁性时，判断为车辆处于不适当的位置。当步骤S75中车辆处于适当位置时(步骤S75中的OK)，在步骤S76中，充电可行信号从地上设备侧被发送到车辆侧。当步骤S75中车辆处于不适当的位置时(步骤S75中的NG)，在步骤S80中，从地上设备侧向车辆侧发送充电不可行信号。
在步骤S60中，在车辆侧判断接收到充电可行信号或充电不可行信号中的哪一个。当在步骤S60中判断为充电可行信号时，处理进行到步骤S61。当判断为充电不可行信号时，处理在步骤S64中结束。
在步骤S61中，车辆侧控制装置打开充电盖子，并将盖子打开信号发送到地上设备侧。在步骤S76后的步骤S77中，地上设备侧根据此盖子打开信号的接收或未接收判断充电盖子是否被打开。
当检测到盖子打开信号时，处理从步骤S77进行到步骤S78，其中，图11中的连接臂203被连接。与图9中的情况形成对比的是，图13中的连接臂203从充电器201延伸到车辆200。
当连接臂在步骤S78中被连接时，充电器201在步骤S79中供给电力。与此并行的是，如图10所示，通过执行步骤S62中的充电控制在车辆侧检测到电力被供给，充电通过变换器20与30的协调控制执行。
当步骤S62与S79中的处理结束时，充电处理与电力供给处理在步骤S64和S81中分别结束。
在第二实施例中，由于连接臂被布置在地上设备侧，车辆结构可以是简单的，车辆重量和成本能够得到降低。
本发明不限于车辆的充电，还可适用于车辆向设备供给电力的情况。
车辆与充电器之间的连接不限于使用具有例如插头的电缆的接触连接，可通过经由线圈等等发送和接收电力的非接触连接进行。
尽管详细介绍和示出了本发明，可以明了，其仅仅是通过说明和举例，不是进行限制。本发明的范围由所附权利要求的条款解释。

Claims (11)

1.一种停车辅助装置，其包含：
显示单元，其显示车辆周围情况；
输入单元，其用于输入所述车辆的目标停车位置；以及
控制单元，其通过根据所述目标停车位置计算路径来进行停车辅助控制，其中，
所述控制单元进一步在预定条件下进行位置对准辅助控制，所述位置对准辅助控制用于使设置在车辆上的车辆侧电力发送/接收单元与设置在地上的设备的设备侧电力发送/接收单元对准。
2.根据权利要求1的停车辅助装置，其还包含：
图像拍摄单元，其拍摄所述车辆的所述周围情况的图像，其中，
当标识所述设备侧电力发送/接收单元的标识器在由所述图像拍摄单元拍摄的所述周围情况中位于所述目标停车位置附近时，所述控制单元通过识别所述标识器的位置来进行所述位置对准辅助控制。
3.根据权利要求1的停车辅助装置，其中，
所述设备向所述车辆供给电力，
所述车辆具有可通过所述车辆侧电力发送/接收单元从外部充电的电池，且
所述控制单元根据所述电池的充电状态判断是否将进行充电。
4.根据权利要求1的停车辅助装置，其中，
设置在地上的所述设备包括判断装置，该装置用于判断所述车辆是否为能够进行电力发送/接收的类型。
5.根据权利要求4的停车辅助装置，其中，
所述设备向所述车辆供给电力，且
在所述车辆为可充电类型时，在所述停车辅助控制结束后，所述控制单元指示所述车辆侧电力发送/接收单元到所述设备侧电力发送/接收单元的连接。
6.根据权利要求1的停车辅助装置，其中，
所述设备包含可根据所述控制单元的指示延伸以便将所述设备侧电力发送/接收单元连接到所述车辆侧电力发送/接收单元的臂。
7.根据权利要求1的停车辅助装置，其中，
所述车辆包含可根据所述控制单元的指示延伸以便将所述车辆侧电力发送/接收单元连接到所述设备侧电力发送/接收单元的臂。
8.根据权利要求1的停车辅助装置，其中，
作为所述停车辅助控制，所述控制单元根据车辆在所述路径上的移动进行自动操舵。
9.一种用于车辆与地上设备间的电力发送与接收的方法，其包含以下步骤：
指示车辆移动的开始；
将所述车辆移动到停车位置；
判断所述车辆是否能发送和接收电力；以及
当在所述判断步骤中判断为所述车辆能够发送和接收电力时，在所述车辆被停在停车位置之后，在车辆与设置在地上的设备之间发送和接收电力。
10.根据权利要求9的用于车辆与地上设备间的电力发送与接收的方法，其还包含以下步骤：
指示停车辅助执行的开始；
设置所述停车位置；以及
根据所述车辆与所述设备的相对位置校正在所述设置步骤中设置的所述停车位置。
11.根据权利要求10的用于车辆与地上设备间的电力发送与接收的方法，其还包含以下步骤：
询问驾驶者以得到关于是否基于在所述校正步骤中校正的所述停车位置执行停车的确认。
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