用于车辆的辅助停车系统、非接触电力发送装置以及非接触电力接收装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于车辆停车辅助系统、非接触电力发送装置和非接触电力接收装置的停车辅助系统，并且更具体而言，涉及辅助车辆停车的停车辅助系统，其在停车时非接触地接收电力。
【背景技术】
[0002]近年来，由于用于连接时间和努力的花费更少等，用于向装置非接触地发送电力或者从装置非接触地接收电力的技术成为关注焦点。非接触充电被实际用于对便携式设备、电动车辆等进行充电。
[0003]日本专利申请公开号2008-288889 (JP 2008-288889 A)描述了由多个线圈形状的组件的组合所构成的线圈被布置在用于对电动车辆等进行充电的电源线圈或电力接收线圈的中央空间中。
[0004]多种类型的线圈单元已经被研宄，用于非接触电源的电力发送单元和电力接收单
J L.ο
[0005]在非接触电源中，线圈单元中产生的磁通分布或者适合线圈单元接收电源的磁通分布会依赖于线圈形状、卷绕方法、磁芯形状等而变化。在一对电力发送部和电力接收部的磁通分布互相不同时，不能有效地发送或接收电力。由于电力发送部的磁通分布和电力接收部的磁通分布之间的不匹配而根本无法发送或接收电力，这是不方便的。
[0006]依赖于电力发送单元和电力接收单元的线圈类型的组合，在有位置偏离时比在没有位置偏离时的传输效率可以更高。但是，如果车辆被引导到的位置会随着每种线圈类型而改变，驾驶员应把车辆停在停车场的中央或者把车辆停在与停车场中央略微偏离的位置，从而停车感受会变差。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种用于车辆的停车辅助系统、非接触电力发送装置和非接触电力接收装置，在以多种线圈类型的组合为目标时，其允许驾驶员在停车时以统一的操作将电力发送单元的位置调整为电力接收单元的位置。
[0008]本发明的一个方面提供了一种用于车辆的停车辅助系统，其被配置为非接触地接收电力。所述辅助停车系统包括检测单元和目标位置设定单元。所述检测单元被配置为检测在停车场处安装的电源装置的电力发送部的线圈类型。所述目标位置设定单元被配置为基于所述电力发送部的所述线圈类型和所述电力发送部的位置来设定所述车辆目标停车位置，所述目标位置设定单元被配置为，在由所述检测单元检测到的所述线圈类型是复合线圈时，将所述目标停车位置设定为使得在所述车辆上安装的所述电力接收部的中心位于沿着第二轴与第一轴相距预定距离的位置处，所述复合线圈具有如下配置:环状线圈和螺管线圈彼此串联连接，所述环状线圈被卷绕为围绕所述第一轴，所述螺管线圈被相对于所述环状线圈而定位，以使得所述第一轴延伸经过侧面中央部，并且所述螺管线圈被卷绕为围绕与所述第一轴相交的所述第二轴。
[0009]在上述停车辅助系统中，在所述车辆上安装的所述电力接收部的所述线圈类型可以是所述环状线圈和所述螺管线圈中的一种。
[0010]本发明的另一方面提供了一种停车辅助系统，其包括被包含在车辆中的电力接收部以及目标位置设定单元。所述电力接收部被配置为非接触地接收电力。所述电力接收部包括复合线圈，所述复合线圈具有的配置使得环状线圈和螺管线圈被互相串联连接。所述环状线圈被卷绕为围绕第一轴，并且所述螺管线圈相对于所述环状线圈而定位，以使得所述第一轴延伸经过侧面中央部，所述螺管线圈被卷绕为围绕与所述第一轴相交的第二轴。所述目标位置设定单元被配置为基于在停车场处安装的电源装置的电力发送部的位置来设定所述车辆的目标停车位置，所述目标位置设定单元被配置为，将所述目标停车位置设定为使得所述电力发送部的中心位于沿着所述第二轴与所述第一轴相距预定距离的位置处。
[0011 ] 在上述停车辅助系统中，所述电力发送单元的所述线圈类型是所述环状线圈和所述螺管线圈中的一种。
[0012]在上述停车辅助系统中，所述预定距离小于或等于从所述螺管线圈的所述侧面中央部到所述螺管线圈的侧面端部的距离。
[0013]在上述停车辅助系统中，所述螺管线圈具有的配置使得导电线被卷绕在平板磁性材料周围。所述螺管线圈被配置为相对于所述环状线圈而定位，以使得所述第一轴延伸经过所述复合线圈中的平板的中央部。
[0014]在上述停车辅助系统中，所述电力发送部的固有频率和所述电力接收部的固有频率之间的差在土 10%的范围内。所述电力接收部被配置为通过磁场和电场中的至少一者从所述电力发送部接收电力。所述磁场在所述电力接收部和所述电力发送部之间，并且所述磁场以预定频率振荡。所述电场在所述电力接收部和所述电力发送部之间，并且所述电场以预定频率振荡。
[0015]本发明的又一方面提供了一种非接触电力发送装置。所述非接触电力发送装置包括第一线圈和第二线圈。所述第一线圈是被卷绕为围绕第一轴的线圈。所述第二线圈是与所述第一线圈串联连接的线圈，并被卷绕为围绕与所述第一轴相交的第二轴。所述第二线圈具有的配置使得导电线被卷绕在平板磁性材料周围。所述第二线圈被配置为相对于所述第一线圈而定位，以使得所述第一轴延伸经过所述平板的中央部。
[0016]本发明的再一方面提供了一种非接触电力接收装置。所述非接触电力接收装置包括第一线圈和第二线圈。所述第一线圈是被卷绕为围绕第一轴的线圈。所述第二线圈是与所述第一线圈串联连接的线圈，并被卷绕为围绕与所述第一轴相交的第二轴。所述第二线圈具有的配置使得导电线被卷绕在平板磁性材料周围。所述第二线圈被配置为相对于所述第一线圈而定位，以使得所述第一轴延伸经过所述平板的中央部。
[0017]通过本申请的发明人的研宄发现，在作为螺管线圈和环状线圈的组合的复合线圈中，不管配对的线圈是螺管线圈还是环状线圈，在中央位置略微互相偏离时比在中央位置互相一致时更为有效(后面如图18所示)。本发明被创建，并且具有当使用复合线圈时将螺管线圈的中央和环状线圈的中央不断引导为位于偏离的位置的特征。
[0018]根据本发明，车辆只需要停放在基本相同的位置，即使配对的线圈类型是不同的，从而驾驶员在停车时不会有复杂的感觉。
【附图说明】
[0019]下面将参考附图来描述本发明的示例性实施例的特征、优势以及技术和行业意义，其中相同的参考标号表示相同的元件，并且其中:
[0020]图1是根据本发明的实施例的示出非接触电力传输系统的总体框图；
[0021]图2是示出通过共振方法来传输电力的原理的示意图；
[0022]图3是示出电力传输系统的仿真模型的图；
[0023]图4是示出如图3所示的电力发送部和电力接收部中每个的固有频率之差与电力传输效率之间的关联性的曲线图；
[0024]图5是示出气隙改变时的电力传输效率和在固有频率固定的状态下向图1所示的电力发送单元中的共振线圈提供的电流的频率之间的关联性的曲线图；
[0025]图6是示出离开电流源(磁流源)的距离与电磁场强度之间的关联性的曲线图；
[0026]图7是示出图1所示的电力传输系统的详细配置的电流图；
[0027]图8是根据本发明的替代实施例的示出电力发送单元和电力接收单元的图；
[0028]图9是根据实施例的示出电力发送装置中的电力发送单元中所包含的线圈结构的透视图；
[0029]图10是示出环状线圈单元的图；
[0030]图11是示出环状线圈单元中的磁通通路的图；
[0031]图12是示出螺管线圈的图；
[0032]图13是示出螺管线圈中的磁通通路的图；
[0033]图14是示出车辆被停放的情形的图；
[0034]图15是示出在电力发送单元的线圈类型是环状类型的情形下的停车位置偏离和耦合效率之间的关联性的曲线图；
[0035]图16是示出在车辆侧的线圈类型和电力发送装置侧的线圈类型都是环状类型的情形下的最优停车位置的图；
[0036]图17是示出在车辆侧的线圈类型是螺管类型而电力发送装置侧的线圈类型是环状类型的情形下的最优停车位置的图；
[0037]图18是示出在电力发送单元(一次侧)的线圈类型是复合类型而电力接收单元(二次侧)的线圈类型是环状类型的情形下的停车位置偏离和耦合效率之间的关联性的曲线图；
[0038]图19是在与图18对应的线圈类型的组合的情形下的最优停车位置的图；
[0039]图20是示出在电力发送单元(一次侧)的线圈类型是复合类型而电力接收单元(二次侧)的线圈类型是螺管类型的情形下的停车位置偏离和耦合效率之间的关联性的曲线图；
[0040]图21是示出与图20对应的线圈类型的组合的情形下的最优停车位置的图；
[0041]图22是根据本发明的第一实施例的示出在车辆和电力发送装置中执行的控制的流程图；
[0042]图23是根据本发明的第二实施例的示出非接触电力传输系统的操作的图；
[0043]图24是根据本发明的第二实施例的示出在车辆和电力发送装置中执行的控制的流程图。
【具体实施方式】
[0044]下面将参考附图来详细描述本发明的实施例。相同的参考元件表示相同或相应的组件，并且其描述不会被重复。
[0045]非接触电力传输系统的总体配置将被描述。图1是总体框图，其示出了非接触电力传输系统的实例。使用旋转电机作为驱动源的电动车辆被表示为车辆100 ;但是，车辆100可以是另一汽车，只要它非接触地接收电力，并且此外，电力接收对象可以不是车辆。
[0046]如图1所示，非接触电力传输系统包括电力发送装置200和车辆100。电力发送装置200包括电源单元250、电力发送单元220和通信单元230。车辆100包括电力接收单元110、整流器180、电存储装置190和动力生成装置118。
[0047]电源单元250在从电源12接收到电能时产生高频交流电力。电源12可以是商用电源或者可以是独立的电源装置。电力发送单元220接收从电源250提供的高频交流电力，并且将电力非接触地传输到电力接收单元110。例如，电力发送单元220由包含线圈和电容器的共振电路构成。
[0048]另一方面，在车辆100中，电力接收单元110非接触地接收从电力发送装置200的电力发送单元220发送的电力，并将接收到的电力输出到整流器180。例如，电力接收单元110也由包含线圈和电容器的共振电路构成。
[0049]整流器180将从电力接收单元110接收的交流电力转换为直流电力，并将转换的直流电力输出到电存储装置190。于是，整流器180对电存储装置190充电。电存储装置190存储从整流器180输出的电力，并且还存储由动力生成装置118生成的电力。电存储装置190将存储的电力提供给动力生成装置118。除了二次电池，大容量电容器可被用作电存储装置190。
[0050]动力生成装置118通过使用在电存储装置190中存储的电力来产生用于驱动车辆100的驱动力。尽管在图1中没有特别示出，动力生成装置118例如包括从电存储装置190接收电力的逆变器、逆变器所驱动的发动机、发动机所驱动的驱动轮等。动力生成装置118可以包括用于对电存储装置190进行充电的发电机以及能够驱动发电机的引擎。
[0051]在非接触电力传输系统中，电力发送装置200的电力发送单元220的固有频率与