專利名稱：充電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充電系統(tǒng)，其用于將來(lái)自家用電源的電力供給充電物或充 電電池。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，混合動(dòng)力車和電動(dòng)車正日益流行，其是與僅由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng) 車不同的車型?；旌蟿?dòng)力車由既采用發(fā)動(dòng)機(jī)又采用馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)，而電動(dòng) 車由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，是與僅由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車不同的車型。在這類電動(dòng)車中，
當(dāng)電池電壓降低時(shí)，必須對(duì)電池執(zhí)行充電。當(dāng)用家用電源(商用電源AC 100V)
執(zhí)行充電時(shí)，通過(guò)將諸如充電線的外部充電裝置輸入端連接到家用插座，并將 外部充電裝置輸出連接到車的充電連接器，執(zhí)行充電。
當(dāng)用家用電源對(duì)電池執(zhí)行充電時(shí)，沒(méi)有任何限制地，僅將外部充電裝置插 入到家用插座中，用從家用插座供應(yīng)的電力就可對(duì)電動(dòng)車的電池執(zhí)行充電。因 此，如果電動(dòng)車被盜，則由于被盜車輛的電池可通過(guò)家用電源采用外部充電裝 置反復(fù)充電，竊賊將能夠繼續(xù)駕駛被盜車輛。據(jù)認(rèn)為，這是導(dǎo)致電動(dòng)車遭竊的 一個(gè)因素。因而，需要提供防盜措施以減少盜車事件的發(fā)生。
專利文件1公開(kāi)了為提高電動(dòng)車的防盜性能而提供的一個(gè)用于電動(dòng)車電池 執(zhí)行充電的充電操作驗(yàn)證系統(tǒng)的實(shí)施例。該技術(shù)采用讀寫(xiě)器，其能夠從用作車
鑰匙的IC卡讀取信息，將信息寫(xiě)入到IC卡中。當(dāng)用充電器執(zhí)行充電時(shí)，授權(quán) 用戶從車中取出IC卡，并將其插入到讀寫(xiě)器中。若IC卡通過(guò)驗(yàn)證，則允許對(duì) 電池執(zhí)行充電操作。
但是，甚至當(dāng)采用通過(guò)ic卡建立驗(yàn)證的限制充電操作技術(shù)時(shí)，若IC卡被
盜，電池仍可被充電。在此情況下，這種技術(shù)是低效的。尤其是，由于IC卡 的持有者通常會(huì)隨身攜帶IC卡，因此若持有者疏忽的話，IC卡可能會(huì)被盜。
因此，就不能充分確保防止車輛被盜，無(wú)論采用的系統(tǒng)在使用家用電源執(zhí)行充 電操作時(shí)是否執(zhí)行驗(yàn)證。日本特開(kāi)專利公報(bào)第10-262303號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種充電系統(tǒng)，其充分提高了充電物的防盜性能。 本發(fā)明的第一方面是提供一種與家用電源配合使用的充電系統(tǒng)。充電系統(tǒng)
包括具有可充電電池的充電物。電力線可連接于充電物的可充電電池和家用電 源之間?？蛇B接到電源的驗(yàn)證管理裝置通過(guò)至少部分電力線對(duì)充電物執(zhí)行驗(yàn) 證。當(dāng)驗(yàn)證管理裝置與充電物之間的驗(yàn)證建立時(shí)，充電物允許使用電源對(duì)可充 電電池充電。
本發(fā)明的第二方面是提供一種與家用電源配合使用的充電系統(tǒng)。充電系統(tǒng) 包括具有可充電電池的充電物。電力線可連接于充電物的可充電電池和家用電 源之間?？蛇B接到電源的驗(yàn)證管理裝置通過(guò)設(shè)置成獨(dú)立于電力線的電力布線對(duì) 可充電物執(zhí)行驗(yàn)證。當(dāng)驗(yàn)證管理裝置與充電物之間的驗(yàn)證建立時(shí)，充電物允許 使用電源對(duì)可充電電池充電。


圖1是示意框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)； 圖2是示意圖，示出了采用車輛充電連接線圈的充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)； 圖3是示意框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的ID盒的結(jié)構(gòu)； 圖4是示意框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例、采用數(shù)據(jù)通信控制線的 充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；
圖5是示意框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的ID盒系統(tǒng)裝置的結(jié)構(gòu)；
以及
圖6是立體示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例、結(jié)合ID盒系統(tǒng)裝置
插頭的車鑰匙的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
[第一實(shí)施例]
以下將參照?qǐng)D1和圖2，描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的充電系統(tǒng)。
參照?qǐng)D1，若車輛1是電動(dòng)車，則馬達(dá)系統(tǒng)3被安裝在車輛1中用于驅(qū)動(dòng) 控制馬達(dá)2，駕駛電動(dòng)車時(shí)，馬達(dá)2用作車輛動(dòng)力源。當(dāng)變速桿位于停車位置 且制動(dòng)踏板被踩下時(shí)，通過(guò)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的起動(dòng)開(kāi)關(guān)(未示出)，將馬達(dá)系 統(tǒng)3從停用狀態(tài)啟動(dòng)。當(dāng)變速桿位于停車位置且車速是"0"時(shí)，通過(guò)操作起 動(dòng)開(kāi)關(guān)(未示出)，將馬達(dá)系統(tǒng)3從啟動(dòng)狀態(tài)停用。車輛l對(duì)應(yīng)于充電物。
馬達(dá)系統(tǒng)3包括控制車輛1駕駛的馬達(dá)控制ECU4。用作驅(qū)動(dòng)源的馬達(dá)2 經(jīng)由逆變器5連接于馬達(dá)控制ECU4。通過(guò)基于加速器踏板角度、變速位置及 來(lái)自各傳感器的輸出信號(hào)而獲得與操作狀態(tài)相應(yīng)的馬達(dá)力矩，馬達(dá)控制ECU4 驅(qū)動(dòng)控制馬達(dá)2。然后，馬達(dá)控制ECU4通過(guò)生成與計(jì)算得出的馬達(dá)力矩相應(yīng) 的電流來(lái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2。
用作馬達(dá)2電源的電池6安裝在車輛1中。電池6包括具有多個(gè)串聯(lián)電池7a的電池模塊7，以及與電池模塊7的高壓電源電路8串聯(lián)的系統(tǒng)主繼電器9。 逆變器5通過(guò)能夠提供高壓和大電流的電纜10連接到馬達(dá)2。另一條電纜10 將逆變器5連接到電池6。系統(tǒng)主繼電器9通過(guò)電力布線連接到馬達(dá)控制ECU4。 馬達(dá)控制ECU4生成控制命令將系統(tǒng)主繼電器9連接到高壓電源電路8或從 高壓電源電路8斷開(kāi)。電池6對(duì)應(yīng)于充電電池。
用于對(duì)電池6的充電進(jìn)行監(jiān)控的充電控制ECUll，通過(guò)控制器局域網(wǎng) (CAN)通信，連接到馬達(dá)控制ECU4。用于對(duì)流入高壓電源電路8的電流量 進(jìn)行檢測(cè)的電流傳感器12連接到充電控制ECU11。電流傳感器12在高壓電源 電路8的布線中與電池模塊7串聯(lián)，以將與流入高壓電源電路8的電流值相對(duì) 應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)，提供給充電控制ECUll。
將充電監(jiān)控控制程序?qū)懭氤潆娍刂艵CU11中的存儲(chǔ)器13 (包括ROM和 EEPROM)。充電控制ECUll根據(jù)充電監(jiān)控控制程序進(jìn)行操作，以執(zhí)行電池6 的充電狀態(tài)的監(jiān)控(充電是否被執(zhí)行)和充電量的監(jiān)控(充電狀態(tài))之類的處 理。然后，充電控制ECUll提供處理結(jié)果(充電信息)給馬達(dá)控制ECU4。馬 達(dá)控制ECU4基于充電控制ECU11提供的充電信息，識(shí)別電池6的充電狀態(tài)和 充電量。
用于啟動(dòng)和停用高壓電源電路8的開(kāi)關(guān)14與高壓電源電路8串聯(lián)連接。 包括電池6、電流傳感器12和開(kāi)關(guān)14的串聯(lián)電路與充電連接器15并聯(lián)連接。 開(kāi)關(guān)14被控制為常閉。此外，當(dāng)充電控制ECUll執(zhí)行禁止充電的控制時(shí)，開(kāi) 關(guān)14是開(kāi)啟的。在這種情況下，電池6不能被充電。開(kāi)關(guān)14通過(guò)電力布線連 接到充電控制ECUll，并基于充電控制ECUll的命令在開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)之間 切換。
當(dāng)電池6被充電時(shí)用作電入口的充電連接器15，設(shè)置于車輛l內(nèi)。充電連 接器15與電池模塊7和電流傳感器12的串聯(lián)電路串聯(lián)連接。充電電纜18的 一端連接于充電連接器15。充電電纜18的另一端形成為可插入到房屋16的室 外電源插座17。當(dāng)充電電纜18將充電連接器15與室外電源插座17相連接時(shí)， 電流通過(guò)充電電纜18中的電力線，從房屋16的家用電源19 (商用電源，例如 AC100V)流到電池6，以對(duì)電池6執(zhí)行充電。充電電纜18構(gòu)成電力線，并且 家用電源19對(duì)應(yīng)于電源。
室外電源插座17通過(guò)設(shè)置在室內(nèi)作為電流流路的室內(nèi)電力線20，與室內(nèi) 電源插座21相連接。室內(nèi)電源插座21與家用電源19相連接。也就是說(shuō)，第 一個(gè)實(shí)施例的充電系統(tǒng)是直接連接型，其中從室外電源插座17延伸出來(lái)的室 內(nèi)電力線20與室內(nèi)電源插座21直接連接。ID盒22與室內(nèi)電源插座21相連接， 當(dāng)對(duì)電池6執(zhí)行充電時(shí)，ID盒22通過(guò)代碼借助充電控制ECU11執(zhí)行驗(yàn)證。ID 盒22是構(gòu)成單個(gè)獨(dú)立單元的驗(yàn)證器。從ID盒22的盒延伸出來(lái)的連接電線23
可與室內(nèi)電源插座21相連接。室內(nèi)電力線20構(gòu)成電力線(第二電力線或分支 電力線)。室內(nèi)電源插座21對(duì)應(yīng)于電源插座，并且ID盒22構(gòu)成驗(yàn)證管理裝 置。
ID盒22包括微機(jī)24，其用于通過(guò)電力線通信，對(duì)充電控制ECU11執(zhí)行 數(shù)據(jù)通信處理。微機(jī)24將充電限制程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器25中。微機(jī)24根據(jù)充 電限制程序，在充電控制ECU11和ID盒22之間執(zhí)行驗(yàn)證，并且允許在驗(yàn)證 被建立時(shí)對(duì)電池6執(zhí)行充電。驗(yàn)證用的密鑰在微機(jī)24的存儲(chǔ)器25中注冊(cè)。相 同的密鑰也在充電控制ECUll的存儲(chǔ)器13中注冊(cè)。因而，當(dāng)充電控制ECUll 和ID盒22兩者都是可信的時(shí)，密鑰相匹配。
在執(zhí)行電力線通信時(shí)運(yùn)行的家用電力線通信模塊26與微機(jī)24相連接。家 用電力線通信模塊26包括模擬前端(AFE) 27，其與微機(jī)24相連接并用作信 號(hào)轉(zhuǎn)換器。
傳輸過(guò)濾器28與接收過(guò)濾器29連接到模擬前端27。傳輸過(guò)濾器28對(duì)從 微機(jī)24傳輸?shù)匠潆娍刂艵CU11的各種信號(hào)執(zhí)行傳輸處理。接收過(guò)濾器29對(duì) ID盒22通過(guò)諸如室內(nèi)電力線20之類的電力線接收的各種信號(hào)，執(zhí)行接收處理。 例如，傳輸過(guò)濾器28執(zhí)行傳輸數(shù)據(jù)包的處理。傳輸過(guò)濾器28將必要的數(shù)據(jù)進(jìn) 行整合以生成單個(gè)數(shù)據(jù)單元，并將數(shù)據(jù)單元?jiǎng)澐殖砂哉{(diào)節(jié)傳輸速度和控制多 路傳輸。接收過(guò)濾器29執(zhí)行處理，用于將多個(gè)接收到的包恢復(fù)成數(shù)據(jù)單元， 并從數(shù)據(jù)單元取回必要的數(shù)據(jù)。
線驅(qū)動(dòng)器30與傳輸過(guò)濾器28相連接，其用于將傳輸過(guò)濾器28的輸出信 號(hào)轉(zhuǎn)換成差分輸出。電力線耦合電路31與接收過(guò)濾器29和線驅(qū)動(dòng)器30相連 接，其用于將家用電力線通信模塊26中的各信號(hào)線耦合到電力線系統(tǒng)布線。 從電力線耦合電路31延伸出來(lái)的連接電線23可連接到室內(nèi)電源插座21。
與在ID盒22中注冊(cè)的程序相似的充電限制程序存儲(chǔ)于充電控制ECU11 的存儲(chǔ)器13中。車輛電力線通信模塊32，與設(shè)置在房屋16中的家用電力線通 信模塊26是相類似的，其沿著作為支路從高壓電源電路8分出并導(dǎo)向充電控 制ECUll的路徑設(shè)置在車輛1中。與家用電力線通信模塊26的方式相同，車 輛電力線通信模塊32包括模擬前端33、傳輸過(guò)濾器34、接收過(guò)濾器35、線驅(qū) 動(dòng)器36和電力線耦合電路37。
以下將論述第一實(shí)施例的充電系統(tǒng)的操作。
首先，當(dāng)對(duì)車輛1的電池6充電時(shí)，充電電纜18的一端連接到充電連接 器15，充電電纜18的另一端連接到房屋16的室外電源插座17。然后，電流 開(kāi)始從房屋16的家用電源19，通過(guò)室內(nèi)電力線20和充電電纜18，流至高壓 電源電路8。這樣，系統(tǒng)主繼電器9被停用，并且馬達(dá)系統(tǒng)3是未啟動(dòng)的。當(dāng) 檢測(cè)到電流通過(guò)車輛電力線通信模塊32，流至高壓電源電路8時(shí)，充電控制
ECU11識(shí)別出電池6已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行充電操作。
當(dāng)充電操作開(kāi)始時(shí)，充電控制ECU11將用于啟動(dòng)ID盒22的ID盒啟動(dòng)信 號(hào)Swk，通過(guò)模擬前端33、傳輸過(guò)濾器34、線驅(qū)動(dòng)器36和電力線耦合電路37 發(fā)送至充電電纜18 (例如電力線)。充電控制ECUH通過(guò)采用充電電纜18和 室內(nèi)電力線20的電力線通信，將ID盒啟動(dòng)信號(hào)Swk傳輸給ID盒22。
ID盒22通過(guò)充電電纜18和室內(nèi)電力線20，接收ID盒啟動(dòng)信號(hào)Swk。微 機(jī)24通過(guò)電力線耦合電路31、接收過(guò)濾器29和模擬前端27，獲取ID盒啟動(dòng) 信號(hào)Swk。
作為對(duì)ID盒啟動(dòng)信號(hào)Swk的響應(yīng)，當(dāng)將ID盒啟動(dòng)信號(hào)Swk的數(shù)據(jù)內(nèi)容 解密時(shí)，微機(jī)24被啟動(dòng)。在執(zhí)行諸如初始化之類的各種處理以及識(shí)別出啟動(dòng) 完成之后，微機(jī)24通過(guò)模擬前端27、傳輸過(guò)濾器28、線驅(qū)動(dòng)器30和電力線 耦合電路31，將啟動(dòng)完成信號(hào)Sok發(fā)送給室內(nèi)電力線20。微機(jī)24通過(guò)采用室 內(nèi)電力線20和充電電纜18的電力線通信，傳送啟動(dòng)完成信號(hào)Sok至充電控制 ECUll。
充電控制ECU11通過(guò)電力線耦合電路37、接收過(guò)濾器35和模擬前端33， 接收啟動(dòng)完成信號(hào)Sok。作為對(duì)啟動(dòng)完成信號(hào)Sok的響應(yīng)，充電控制ECU11建 立起加密通信路徑并且通過(guò)加密通信對(duì)ID盒22進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證可采用質(zhì)詢一 響應(yīng)法。這樣，充電控制ECUll生成預(yù)定的隨機(jī)數(shù)R，并通過(guò)電力線通信將隨 機(jī)數(shù)R傳輸?shù)絀D盒22。 ID盒22的微機(jī)24以其自身的密鑰(公鑰)對(duì)接收到 的隨機(jī)數(shù)R加密，生成加密的隨機(jī)數(shù)Ra。然后，微機(jī)24通過(guò)電力線通信將加 密的隨機(jī)數(shù)Ra返回給充電控制ECU11 。
當(dāng)將隨機(jī)數(shù)R傳送給ID盒22時(shí)，充電控制ECUll以其自身的密鑰(公 鑰)對(duì)接收到的隨機(jī)數(shù)R加密，以生成加密的隨機(jī)數(shù)Rb。通過(guò)將從ID盒22 接收的加密隨機(jī)數(shù)Ra與生成的加密隨機(jī)數(shù)Rb進(jìn)行比較，充電控制ECU11對(duì) ID盒22執(zhí)行驗(yàn)證。
若充電控制ECU11和ID盒22都是可信的，則密鑰相匹配。也就是說(shuō)， 加密的隨機(jī)數(shù)Ra與加密的隨機(jī)數(shù)Rb相匹配。這樣，充電控制ECU11確定通 信目的地的ID盒22是可信的，并識(shí)別驗(yàn)證建立。當(dāng)識(shí)別到驗(yàn)證建立時(shí)，充電 控制ECUll保持開(kāi)關(guān)14啟動(dòng)，以使高壓電源電路8保持閉合狀態(tài)。因而，電 流持續(xù)從房屋16的商用電源流至電池6，以對(duì)電池6充電。
當(dāng)檢測(cè)到加密隨機(jī)數(shù)Ra和Rb不匹配時(shí)，即當(dāng)識(shí)別到驗(yàn)證沒(méi)有建立時(shí)，充 電控制ECU11將開(kāi)關(guān)14從啟動(dòng)狀態(tài)切換到停用狀態(tài)，以斷開(kāi)高壓電源電路8。 結(jié)果，電流不會(huì)從房屋16的商用電源流至電池6。因而，電池6未被充電。隨 后，當(dāng)由于將充電電纜18從充電連接器15等上除去，電流不再流至高壓電源 電路8時(shí)，充電控制ECUll通過(guò)車輛電力線通信模塊32檢測(cè)到這一狀態(tài)，并
使開(kāi)關(guān)14返回到啟動(dòng)狀態(tài)。
如果車輛l被第三方盜竊，為了繼續(xù)駕駛被盜車輛，竊賊必須也盜竊安裝
在房屋16內(nèi)的ID盒22。否則，電池6不能被充電。然而，由于ID盒22位于 房屋16內(nèi)，所以其很難被盜。若將ID盒22設(shè)置在難以發(fā)現(xiàn)的位置，則其就 更難被盜了。因而，竊賊會(huì)考慮盜竊車輛1連同ID盒22的困難。這會(huì)降低竊 賊盜竊車輛的動(dòng)機(jī)，反過(guò)來(lái)有效地提高了車輛1的防盜性能。
車輛1的電池6和房屋16的家用電源19的充電連接不限于采用充電電纜 18的布線。例如，參照?qǐng)D2，充電連接可為采用主線圈38和副線圈39，將車 輛1和家用電源19磁性連接的磁性布線。也就是說(shuō)，連接于室外電源插座17 的主線圈38埋藏在地底，副線圈39設(shè)置在車輛1中。副線圈39連接到電池6， 使得副線圈39的感應(yīng)電流流至電池6。
當(dāng)對(duì)電池6充電時(shí)，用戶將車輛1停放成使得車輛1的副線圈39面向主 線圈38。主線圈38在此狀態(tài)下連接于室外電源插座17，使得電流流向主線圈 38。這在主線圈38中產(chǎn)生了磁通量，磁通量被施加到副線圈39，副線圈39中 產(chǎn)生了感應(yīng)電流。結(jié)果，由流向副線圈39的電流對(duì)電池6執(zhí)行充電。在這種 情況下，當(dāng)執(zhí)行驗(yàn)證時(shí)，數(shù)據(jù)通信期間交換的傳輸和接收信號(hào)的頻率被設(shè)置成 顯著高于充電電流的頻率，從而通過(guò)電流波動(dòng)以顯著高于充電電流頻率的頻率 進(jìn)行通信。
第一實(shí)施例的充電系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1) 電池6必須經(jīng)常充電才能繼續(xù)使用諸如電動(dòng)車之類的車輛1。因此為 了繼續(xù)駕駛盜得的車輛l，竊賊也必須從房屋16盜竊ID盒22，以對(duì)電池6執(zhí) 行充電。但是，很難從房屋16盜竊ID盒22。這降低了竊賊盜竊車輛的動(dòng)機(jī)， 提高了車輛的防盜性能。連接充電控制ECU11和ID盒22及室內(nèi)電力線20的 充電電纜18被用作數(shù)據(jù)通信路徑。因而，不必考慮無(wú)線電波噪聲影響等無(wú)線 連接涉及的問(wèn)題。因此，當(dāng)充電控制ECU11對(duì)ID盒22執(zhí)行驗(yàn)證時(shí)，不大可 能會(huì)出現(xiàn)通信中斷，驗(yàn)證的可靠性得到了保證。
(2) 執(zhí)行電力線通信，以在充電控制ECU11和ID盒22之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通 信。因而，充電電纜18與室內(nèi)電力線20既用作電力系統(tǒng)布線又用作控制系統(tǒng) 布線。因此，當(dāng)在充電控制ECU11和ID盒22之間執(zhí)行驗(yàn)證時(shí)，不需要新增 用作數(shù)據(jù)通信路徑的控制系統(tǒng)布線，因而不需要增加組件的數(shù)量。
(3) 編碼用于在充電控制ECUll和ID盒22之間進(jìn)行的驗(yàn)證。這在確定 是否允許充電時(shí)提高了驗(yàn)證的可靠性。因此，較不可能以非法的方式在充電控 制ECU11和ID盒22之間建立驗(yàn)證。這對(duì)防止未授權(quán)充電十分有效。
(4) 當(dāng)用家用電源19對(duì)車輛1的電池6執(zhí)行充電時(shí)，采用充電電纜18 的布線系統(tǒng)。因而，可用較便宜的現(xiàn)有系統(tǒng)對(duì)電池6執(zhí)行充電。
(5) 充電系統(tǒng)采用直接的方法，其中從室外電源插座17延伸出來(lái)的室內(nèi)
電力線20直接與室內(nèi)電源插座21相連接，而不通過(guò)ID盒22。此外，ID盒22 是獨(dú)立組件。因此，當(dāng)將ID盒22安置在房屋中時(shí)，僅需要一個(gè)操作來(lái)將從ID 盒22延伸出來(lái)的連接電線23連接到室內(nèi)電源插座21。這方便了連接。
(6) 電池6可通過(guò)磁性布線用主線圈38和副線圈39執(zhí)行充電。這樣， 當(dāng)對(duì)電池6充電時(shí)，不需要用充電系統(tǒng)電纜組件將車輛1連接到家用電源19。 因而，可以方便地對(duì)電池6充電。
參照?qǐng)D3，描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的充電系統(tǒng)。第二實(shí)施例示出了與 第一實(shí)施例不同的、將室內(nèi)電力線20連接到ID盒22的接線。同一附圖標(biāo)記 用來(lái)表示與第一實(shí)施例相同的部分，這些部分將不再詳細(xì)描述。
參照?qǐng)D3，第二實(shí)施例的充電系統(tǒng)采用分割方式，其中在第二個(gè)實(shí)施例中 采用將室內(nèi)電力線20經(jīng)由ID盒22連接到家用電源19。除第一個(gè)實(shí)施例的ID 盒22 (圖1)中的組件外，第二個(gè)實(shí)施例的ID盒22包括低通濾波器(LPF) 40，其用于消除輸入信號(hào)中的低頻分量。低通濾波器(LPF) 40通過(guò)連接電線 23連接到ID盒22中的電力線耦合電路31和ID盒22外的室內(nèi)電源插座21。 設(shè)置低通濾波器40以防止疊加在室內(nèi)電力線20上的高頻分量被輸出到家用電 源19。
可連接于外部電力線系統(tǒng)布線的連接器41,設(shè)置于ID盒22內(nèi)。連接器 41電連接到ID盒22中的電力線耦合電路31和低通濾波器40。室內(nèi)電力線20 可連接到ID盒22中的連接器41。 ID盒22通過(guò)連接到室內(nèi)電源插座21的連 接繩23接收來(lái)自家用電源19的電力。因而，當(dāng)室內(nèi)電力線20連接到ID盒22 的連接器41時(shí)，電流從家用電源19流至室內(nèi)電力線20。
當(dāng)檢測(cè)到電流通過(guò)連接到車輛1的充電連接器15上的充電電纜18流至電 池6時(shí)，充電控制ECU11通過(guò)與充電電纜18和室內(nèi)電力線20的電力線通信， 將ID盒啟動(dòng)信號(hào)Swk傳輸給ID盒22。作為對(duì)經(jīng)由連接器41接收到的ID盒 啟動(dòng)信號(hào)Swk的響應(yīng)，ID盒22被啟動(dòng)。啟動(dòng)完成信號(hào)Sok的傳輸以及充電控 制ECU11和ID盒22之間的驗(yàn)證處理按與第一個(gè)實(shí)施例相同的方法執(zhí)行，因 而不再詳述。電流通過(guò)ID盒22中的低通濾波器40，從家用電源19流向室內(nèi) 電力線20。然后，電流通過(guò)充電電纜18流至車輛1的電池6。
因此，采用分割方式的第二個(gè)實(shí)施例的充電系統(tǒng)，可通過(guò)將充電電纜18 直接連接到ID盒22的連接器41，對(duì)車輛1的電池6執(zhí)行充電。因而，若ID 盒22就在附近可供使用，即使室外電源插座17不在附近，都可將充電電纜18 連接到ID盒22，而對(duì)電池6執(zhí)行充電。
電系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點(diǎn)。
(7)在采用分割方式的充電系統(tǒng)中，當(dāng)對(duì)電池6執(zhí)行充電時(shí)，即使室外
電源插座17不在附近，也可通過(guò)將充電電纜18連接到ID盒22的連接器41 ， 將電池6連接到家用電源19。因此，即使室外電源插座17不在附近，電池6 也可被充電。
參照?qǐng)D4，描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的充電系統(tǒng)。第三實(shí)施例示出了與 第一實(shí)施例不同的充電控制ECU11和ID盒22之間的通信。同一附圖標(biāo)記表 示與第一實(shí)施例相同的部分，這些部分將不詳細(xì)描述。
在第三實(shí)施例中，通信不是通過(guò)電力線進(jìn)行，而是在充電控制ECU11和 ID盒22之間采用專用于數(shù)據(jù)通信的控制系統(tǒng)布線進(jìn)行通信。用于通過(guò)控制系 統(tǒng)布線執(zhí)行數(shù)據(jù)通信處理的微機(jī)42設(shè)置在ID盒22中。通信電路43連接到微 機(jī)42，其在與微機(jī)42進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的過(guò)程中，執(zhí)行諸如輸出數(shù)據(jù)調(diào)制和輸入 數(shù)據(jù)解調(diào)的各種處理。
用作數(shù)據(jù)通信路徑的室內(nèi)控制線44的一端連接到ID盒22的通信電路43。 室內(nèi)控制線44的另一端連接到室外電源插座17。也就是說(shuō)，室內(nèi)控制線44將 ID盒22連接到室外電源插座17。第三實(shí)施例的室外電源插座17是，除了能 通過(guò)室內(nèi)電力線20進(jìn)行電流傳送之外還能使數(shù)據(jù)通過(guò)內(nèi)控制線44進(jìn)行傳輸?shù)?插座組件。室內(nèi)控制線44構(gòu)成了電氣布線。
充電電纜18由電力線18a和控制線18b構(gòu)成，電力線18a用作電流從家用 電源19流動(dòng)的流路，控制線18b用作充電控制ECU11和ID盒22之間的數(shù)據(jù) 通信路徑。充電電纜18是單電纜組件，其將電力線18a和控制線18b容置于諸 如碳之類的包覆材料中。當(dāng)充電電纜18連接到充電連接器15時(shí)，充電電纜18 中的控制線18b通過(guò)通信線45連接到充電控制ECU11，通信線45連接車輛1 中的充電連接器15和充電控制ECUll。電力線18a構(gòu)成電力線，控制線18b 構(gòu)成電氣布線。
充電控制ECU11通過(guò)室內(nèi)控制線44、控制線18b和通信線45，從出于待 機(jī)狀態(tài)的ID盒22接收充電電纜18和充電連接器15之間的連接通告。作為對(duì) 電纜連接通告的響應(yīng)，充電控制ECU11通過(guò)通信線45、控制線18b和內(nèi)控制 線44，將用于啟動(dòng)ID盒22的ID盒啟動(dòng)信號(hào)Swk傳輸給ID盒22。微機(jī)24 通過(guò)通信電路43從充電控制ECUll接收ID盒啟動(dòng)信號(hào)Swk，并開(kāi)始啟動(dòng)ID 盒22作為響應(yīng)。
識(shí)別出ID盒22啟動(dòng)完成后，微機(jī)42通過(guò)室內(nèi)控制線44、控制線18b和 通信線45，將啟動(dòng)完成信號(hào)Sok傳輸給充電控制ECUll。充電控制ECUll通 過(guò)室內(nèi)控制線44、控制線18b、通信線45，對(duì)ID盒22執(zhí)行驗(yàn)證。這樣，電流
從家用電源19通過(guò)室內(nèi)電力線20和電力線18a，流至車輛1的電池6。當(dāng)從充 電連接器15拔下充電電纜18并且不再?gòu)碾娎|控制線18b接收到信號(hào)時(shí)，充電 控制ECU11使開(kāi)關(guān)14返回啟動(dòng)狀態(tài)。
電力線本來(lái)不是設(shè)計(jì)用于傳送高頻電信號(hào)。因而，如果電力線用于電力線 通信，無(wú)線電波會(huì)從電力線泄漏，無(wú)線電波的頻率會(huì)與短波帶重疊。這樣會(huì)對(duì) 短波無(wú)線電通信和業(yè)余無(wú)線電廣播造成不利影響。但是，由于在第三個(gè)實(shí)施例 中，數(shù)據(jù)通信控制線18b和44用于充電控制ECU11和ID盒22之間的數(shù)據(jù)通 信，無(wú)需擔(dān)心執(zhí)行電力線通信時(shí)會(huì)出現(xiàn)的各種問(wèn)題。
第三個(gè)實(shí)施例的充電系統(tǒng)，除了第一個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)(1)和優(yōu)點(diǎn)(3)至 (6)以外，具有以下描述的優(yōu)點(diǎn)。
(8)控制線18b和44專門用于充電控制ECU11和ID盒22之間的數(shù)據(jù) 通信路徑。因而，無(wú)需擔(dān)心執(zhí)行電力線通信時(shí)會(huì)出現(xiàn)無(wú)線電波泄漏，并且避免 對(duì)周圍的短波無(wú)線電和業(yè)余無(wú)線電廣播造成不利影響。專用于充電控制ECU11 和ID盒22之間的數(shù)據(jù)通信路徑的控制線18b和44適用于采用直接方式和分 割方式中的任何一種的充電系統(tǒng)。
以下將參照?qǐng)D5描述根據(jù)本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例的充電系統(tǒng)。第四個(gè)實(shí)施例 示出了第一個(gè)實(shí)施例中所述的ID盒22具有不同的結(jié)構(gòu)。相同的附圖標(biāo)記用來(lái) 表示與第一個(gè)實(shí)施例相同的部分，并且不再詳述這些部分。
與圖1中所示的構(gòu)成單個(gè)獨(dú)立驗(yàn)證裝置的ID盒22不同，第四個(gè)實(shí)施例的 ID盒系統(tǒng)裝置包括車鑰匙46和供車鑰匙46可如圖5所示般插入其中的通信盒 47。圖1的微機(jī)24集成在車鑰匙46中，并且用于鑰匙46的唯一密鑰注冊(cè)在 微機(jī)24中。除了常規(guī)的機(jī)械鑰匙之外，車鑰匙46可為電子鑰匙，當(dāng)車輛l被 啟動(dòng)時(shí)，其通過(guò)無(wú)線通信將在電子鑰匙中注冊(cè)的ID碼傳輸給車輛1。若車鑰匙 46是電子鑰匙，則無(wú)線通信機(jī)制可集成在微機(jī)24中。
如圖5所示，通信盒47包括槽47a，其用作車鑰匙46的插口。當(dāng)車鑰匙 46完全插入到槽47a中時(shí)，微機(jī)24以可進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方式，連接到通信盒 47中的家用電力線通信模塊27的模擬前端27。如上所述，數(shù)據(jù)通信可通過(guò)有 線或無(wú)線通信執(zhí)行。若通信盒47用作ID盒系統(tǒng)裝置，則在車鑰匙46的微機(jī) 24和充電控制ECU11之間執(zhí)行用于確定是否允許對(duì)電池6充電的驗(yàn)證通信。 車鑰匙46和通信盒47構(gòu)成驗(yàn)證管理裝置。
當(dāng)用家用電源19對(duì)電池6充電時(shí)，充電電纜18連接到室外電源插座17， 然后連接到車輛1的充電連接器15。然后，操作者進(jìn)入房屋16，并將他或她 的車鑰匙插入到與室內(nèi)電源插座21相連接的通信盒47的槽47a中。當(dāng)車鑰匙 46完全插入到槽47a中時(shí)，車鑰匙46中的微機(jī)24與通信盒47的家用電力線通信模塊26電連接。這樣開(kāi)始啟動(dòng)家用電力線通信模塊26。
在識(shí)別出包括微機(jī)24的家用電力線通信模塊26啟動(dòng)完成后，微機(jī)24通
過(guò)電力線通信(或控制線通信)將啟動(dòng)完成信號(hào)Sok傳輸給充電控制ECUll。
充電控制ECU11核查車鑰匙46對(duì)啟動(dòng)完成信號(hào)Sok的響應(yīng)是否是可信的。驗(yàn)
證處理與第一個(gè)實(shí)施例的驗(yàn)證處理相同，因而不進(jìn)行詳述。
除了第一個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)(1)至(6)之外，第四個(gè)實(shí)施例的充電系統(tǒng)具
有如下所述的優(yōu)點(diǎn)。
(9) 竊賊如果要盜竊車輛1并對(duì)被盜車輛的電池6充電的話，除了ID盒 22夕卜，還必須盜竊車鑰匙46。因此，為了對(duì)被盜車輛充電，竊賊必須盜竊兩 個(gè)組件ID盒22和車鑰匙46。這使盜竊難度增加。此外，車鑰匙46通常由 車主隨身攜帶。因而，同時(shí)盜竊這兩個(gè)組件十分困難。這也降低竊賊盜竊車輛 的動(dòng)機(jī)，并且大大提高了防盜性能。
參照?qǐng)D6，描述根據(jù)本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施例的充電系統(tǒng)。第五個(gè)實(shí)施例示出 了具有不同結(jié)構(gòu)的id盒系統(tǒng)裝置。相同的附圖標(biāo)記用來(lái)表示與第一個(gè)實(shí)施例 相同的部分，并且不再詳述這些部分。
不同于圖1中所示的ID盒22和圖5中所示的ID盒系統(tǒng)裝置(車鑰匙46 和通信盒47)，第五個(gè)實(shí)施例的ID盒系統(tǒng)裝置包括如圖6所示的附帶插頭的 車鑰匙48。車鑰匙48包括鑰匙主體48a和插頭49，鑰匙主體48a集成了圖l 的微機(jī)24和家用電力線通信模塊26，插頭49可從鑰匙主體48a延伸出來(lái)。與 車輛1進(jìn)行ID碼無(wú)線通信的無(wú)線通信機(jī)制50集成在鑰匙主體48a內(nèi)。插頭49 可連接到房屋16的室內(nèi)電源插座21，并且在不使用時(shí)容置在鑰匙主體48a中。 附帶插頭的車鑰匙48構(gòu)成了驗(yàn)證管理裝置。
當(dāng)采用家用電源19對(duì)電池6充電時(shí)，充電電纜18連接到室外電源插座17， 其后連接到車輛1的充電連接器15。操作者進(jìn)入房屋16，從他或她的車鑰匙 48中拉出插頭49，并將插頭49連接到室內(nèi)電源插座21。
當(dāng)檢測(cè)到電流通過(guò)與室內(nèi)電源插座21相連接的插頭49流至附帶插頭的車 鑰匙48，車鑰匙48中的微機(jī)24被啟動(dòng)。在識(shí)別出啟動(dòng)完成后，微機(jī)24通過(guò) 電力線通信(或控制線通信)傳輸啟動(dòng)完成信號(hào)Sok給充電控制ECUll。充電 控制ECU11核查車鑰匙48對(duì)啟動(dòng)完成信號(hào)Sok的響應(yīng)是否是可信的。驗(yàn)證處 理與第一個(gè)實(shí)施例中執(zhí)行的處理相同，因而不再詳述。
除了第一個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)(1)至(6)之外，第五個(gè)實(shí)施例的充電系統(tǒng)還 具有如下所述的優(yōu)點(diǎn)。
(10) 即使竊賊盜竊了車輛l，電池6也不能被充電，除非竊賊同時(shí)盜竊 了通常由車主隨身攜帶的車鑰匙48。盜竊車鑰匙48十分困難。這降低了竊賊 盜竊車輛的動(dòng)機(jī)，并且確保了車輛l的防盜性能。當(dāng)圖1的ID盒22被使用時(shí)， 由于ID盒22是一直連接到室內(nèi)電源插座21，因而要消耗待機(jī)能量。但是，在 第五個(gè)實(shí)施例中，插頭49僅在使用時(shí)被連接到室外電源插座17。因而，不會(huì) 消耗待機(jī)能量，從而有效降低了家用電源19的耗電量。 上述實(shí)施例可按如下所述修改。
在第一到第五個(gè)實(shí)施例中，在確定是否允許執(zhí)行充電時(shí)執(zhí)行的驗(yàn)證不限于 質(zhì)詢一響應(yīng)法。將唯一 ID碼賦予充電控制ECU11和ID盒22，可通過(guò)確定碼 是否匹配來(lái)執(zhí)行ID檢驗(yàn)。ID檢驗(yàn)可為生物特征身份驗(yàn)證，其在執(zhí)行充電時(shí)收 集指紋并將指紋與ID盒22中注冊(cè)的指紋數(shù)據(jù)相比較。
在第一至第五個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)以諸如質(zhì)詢一響應(yīng)法中的碼執(zhí)行驗(yàn)證時(shí)，密 鑰不一定是公鑰，也可為私鑰。
在第一至第五個(gè)實(shí)施例中，可在充電控制ECU11和ID盒22之間的數(shù)據(jù) 通信中采用加密通信。在此情形中使用的編碼可為符合DES(數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn))、 AES (高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn))、RC (Rivest碼)等的私鑰編碼；符合Diffie-Hellman 法、RSA、 ElGamal法等的公鑰編碼；或兼有私鑰和公鑰的混合碼。
在第一至第五個(gè)實(shí)施例中，ID盒系統(tǒng)裝置不必限定成當(dāng)連接到家用電源 19時(shí)電流自動(dòng)流動(dòng)的結(jié)構(gòu)。例如，電源開(kāi)關(guān)可設(shè)置在ID盒系統(tǒng)裝置的裝置主 體中，當(dāng)電源開(kāi)關(guān)在與家用電源19相連接的狀態(tài)中被打開(kāi)時(shí)，使得電力從家 用電源19流入裝置主體。
在第三個(gè)實(shí)施例中，電力線18a和控制線18b不必一定包括在相同的電纜 (18)中，而可包括在不同的布線中。
在第一至第五個(gè)實(shí)施例中，車輛l不必限定于電動(dòng)車，也可為采用馬達(dá)和 發(fā)動(dòng)機(jī)作驅(qū)動(dòng)源的混合動(dòng)力車。充電物不限于車輛，也可為依靠電池6作為驅(qū) 動(dòng)源來(lái)工作的設(shè)備或裝置。
權(quán)利要求
1.一種使用家用電源的充電系統(tǒng)，所述充電系統(tǒng)包括包含可充電電池的充電物；可連接于所述充電物的所述可充電電池和所述家用電源之間的電力線；以及可連接于所述電源的驗(yàn)證管理裝置，其用于通過(guò)至少一部分所述電力線對(duì)所述充電物執(zhí)行驗(yàn)證；所述充電系統(tǒng)特征在于當(dāng)所述驗(yàn)證管理裝置和所述充電物之間的所述驗(yàn)證建立時(shí)，所述充電物允許使用所述電源對(duì)所述可充電電池執(zhí)行充電。
2. —種使用家用電源的充電系統(tǒng)，所述充電系統(tǒng)包括 包含可充電電池的充電物；可連接于所述充電物的可充電電池和所述家用電源之間的電力線；以及 可連接于所述電源的驗(yàn)證管理裝置，其用于通過(guò)設(shè)置成獨(dú)立于所述電力線的電氣布線對(duì)所述充電物執(zhí)行驗(yàn)證；所述充電系統(tǒng)其特征在于當(dāng)所述驗(yàn)證管理裝置和所述充電物之間的所述驗(yàn)證建立時(shí)，所述充電物允許使用所述電源對(duì)所述可充電電池執(zhí)行充電。
3. 如權(quán)利要求l所述的充電系統(tǒng)，其特征在于所述驗(yàn)證管理裝置使用至少一部分所述電力線作為數(shù)據(jù)通信路徑，通過(guò)電 力線通信對(duì)所述充電物執(zhí)行所述驗(yàn)證。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的充電系統(tǒng)，其特征在于 所述驗(yàn)證管理裝置通過(guò)與所述充電物進(jìn)行采用編碼的通信來(lái)執(zhí)行所述驗(yàn)證。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的充電系統(tǒng)，其特征在于 所述電力線直接連接于所述可充電電池和所述電源。
6. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的充電系統(tǒng)，其特征還在于 可通過(guò)所述電力線連接于所述電源的主線圈；以及 連接于所述可充電電池的副線圈；其中所述可充電電池通過(guò)所述主線圈和所述副線圈磁性連接于所述電源。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的充電系統(tǒng)，其特征在于 所述電力線包括可連接于所述可充電電池的第一電力線，以及設(shè)置在家中、從連接于所述電源的插座延伸出來(lái)并可連接于所述第一電力線的第二電力 線；以及所述驗(yàn)證管理裝置可連接于所述插座，并利用所述第一電力線和所述第二 電力線，對(duì)所述充電物執(zhí)行所述驗(yàn)證。
8. 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的充電系統(tǒng)，其特征在于 所述電力線包括可連接于所述充電電池的第一電力線，以及可連接于所述第一電力線與所述驗(yàn)證管理裝置之間的分支電力線；以及設(shè)置于家中的所述驗(yàn)證管理裝置，其使所述分支電力線經(jīng)由所述驗(yàn)證管理 裝置連接于與所述電源相連接的插座，并利用所述第一電力線和所述分支電力 線對(duì)所述充電物執(zhí)行所述驗(yàn)證。
9. 如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的充電系統(tǒng)，其特征在于 所述驗(yàn)證管理裝置具有唯一的標(biāo)識(shí)符，并設(shè)置成能夠使用所述標(biāo)識(shí)符對(duì)所述充電物執(zhí)行所述驗(yàn)證的單個(gè)ID盒。
10. 如權(quán)利要求9所述的充電系統(tǒng)，其特征在于 所述ID盒是車鑰匙。
11. 如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的充電系統(tǒng)，其特征在于 所述驗(yàn)證管理裝置包括 具有唯一標(biāo)識(shí)符的通信終端；以及裝置主體，所述通信終端可從其移除，其用于從所述通信終端接收所述標(biāo) 識(shí)符，以及能利用所述標(biāo)識(shí)符對(duì)所述充電物執(zhí)行驗(yàn)證。
12. 如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的充電系統(tǒng)，其特征在于所述充電物包括充電控制單元，其用于與所述驗(yàn)證管理裝置協(xié)作執(zhí)行所述 驗(yàn)證，并基于所述驗(yàn)證控制用所述電源對(duì)所述充電電池進(jìn)行的充電。
全文摘要
一種顯著提高充電物防盜性能的充電系統(tǒng)。充電物(1)包括可充電電池(6)。充電物(1)的可充電電池(6)通過(guò)電力線(20，18)連接于房屋的電源(19)。驗(yàn)證管理裝置(22)通過(guò)經(jīng)由電力線(20，18)與充電物(1)通信而對(duì)充電物(1)執(zhí)行驗(yàn)證，并且僅當(dāng)驗(yàn)證建立時(shí)使用房屋電源(19)對(duì)可充電電池(6)執(zhí)行充電。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101356705SQ20078000117
公開(kāi)日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2007年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月31日
發(fā)明者圦本昌之, 山本圭司, 巖下明曉, 水野善之, 清水智巨, 田中賢次, 鹽谷純, 荒木干久 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東海理化電機(jī)制作所;豐田自動(dòng)車株式會(huì)社