非接触供电系统以及送电装置的制造方法
【专利摘要】在车辆接近了停车空间时，地面控制器(13)设为以包含识别数据的励磁模式对送电线圈(11)进行励磁的第一励磁。在送电线圈(11)被设为第一励磁时，车辆控制器(24)从由受电线圈(21)接收到的励磁模式获取识别数据，并且将该识别数据发送到送电装置(101)。而且，地面控制器(13)对在将送电线圈(11)设为第一励磁时包含在励磁模式中的识别数据与从由受电线圈(21)接收到的励磁模式获取到的识别数据是否一致进行判断。在双方的识别数据一致的情况下，将送电线圈(11)设为用于判断车辆是否存在于停车空间的可充电位置的第二励磁。
【专利说明】
非接触供电系统以及送电装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种以非接触的方式向电动汽车等具备电池的车辆供给电力的非接触供电系统以及送电装置。
【背景技术】
[0002]以往，作为以非接触的方式向具备电池的车辆供给电力并对该电池进行充电的非接触充电系统，已知一种专利文献I所公开的系统。在该专利文献I中公开了以下内容:在存在多个送电装置的情况下，从送电线圈以弱励磁的方式产生随机信号，由车辆检测该随机信号，在车辆与送电装置之间确认出随机信号的一致时，进行车辆与送电装置之间的配对。
[0003]专利文献1:国际公开2012/042902
【发明内容】
[0004]然而，上述的专利文献I所公开的现有例构成为:在车辆进入停车空间且车辆停止的状态下，从送电线圈发送具有随机的ID模式的信号，在车辆侧对该信号进行接收并进行配对，因此该现有例产生从使车辆停止于停车空间起直到实际开始充电为止需要长时间这样的问题。
[0005]本发明是为了解决这样的以往的问题而完成的，其目的在于提供一种能够针对进入停车空间的车辆更迅速地进行配对的非接触供电系统以及送电装置。
[0006]在本发明的一个方式所涉及的非接触供电系统中，送电装置具备:接近检测传感器，其检测车辆接近停车空间的情形;供电控制部，其控制向送电线圈供给的电力；以及送电侧通信部，其与受电装置之间进行通信。另外，受电装置具备:受电控制部，其对受电线圈中的电力的接收进行控制；以及受电侧通信部，其与送电装置之间进行通信。而且，在车辆接近了停车空间时，供电控制部设为以包含识别数据的励磁模式对送电线圈进行励磁的第一励磁，在送电线圈被设为第一励磁时，受电控制部从由受电线圈接收到的励磁模式获取识别数据，并且将该识别数据发送到送电装置。而且，供电控制部对在将送电线圈设为第一励磁时包含在励磁模式中的识别数据与从由受电线圈接收到的励磁模式获取到的识别数据是否一致进行判断，在一致的情况下，将送电线圈设为用于判断车辆是否存在于停车空间的可充电位置的第二励磁。
[0007]本发明的一个方式所涉及的送电装置具备:接近检测传感器，其检测车辆接近停车空间的情形;供电控制部，其控制向送电线圈供给的电流；以及通信部，其与车辆之间进行通信。而且，在车辆接近了停车空间时，供电控制部设为以包含识别数据的励磁模式对送电线圈进行励磁的第一励磁，在由通信部接收到从车辆发送的识别数据时，供电控制部对该识别数据与在将送电线圈设为第一励磁时包含在励磁模式中的识别数据是否一致进行判断，在一致的情况下，将送电线圈设为用于判断车辆是否存在于停车空间的可充电位置的第二励磁。
【附图说明】
[0008]图1是表示本发明的实施方式所涉及的非接触供电系统的结构的框图。
[0009]图2是表示车辆与多个停车空间之间的关系的说明图。
[0010]图3是本发明的第一实施方式所涉及的非接触供电系统的动力单元、送电线圈、受电线圈以及整流平滑电路的电路图。
[0011]图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的非接触供电系统的各信号的波形的时序图，(a)表示电流Il，(b)表示电流12，(C)表示电流12的绝对值，(d)表示电流IL，(e)表示输出电压Vout，(f)表示逻辑。
[0012]图5是表示本发明的第二实施方式所涉及的非接触供电系统的各信号的波形的时序图，(a)表示输出电压Vout，(b)表示电流IL，(C)表示逻辑。
[0013]图6是本发明的第三实施方式所涉及的非接触供电系统的动力单元、送电线圈、受电线圈以及整流平滑电路的电路图。
[0014]图7是本发明的第四实施方式所涉及的非接触供电系统的动力单元、送电线圈、受电线圈以及整流平滑电路的电路图。
[0015]图8是表示本发明的第四实施方式所涉及的非接触供电系统的各信号的波形的时序图，(a)表示输出电压Vout，(b)表示电流IL，(C)表示逻辑。
[0016]图9是表示本发明的第四实施方式所涉及的非接触供电系统的各信号的波形的时序图，(a)、(C)表示输出电压Vout，(b)、(d)表示逻辑。
[0017]图10是表示本发明的第五实施方式所涉及的非接触供电系统的各信号的波形的时序图，(a)表示输出电压Vout，(b)表示电流IL，(C)表示逻辑。
[0018]图11是表示本发明的第五实施方式所涉及的非接触供电系统的各信号的波形的时序图，(a)表示输出电压Vout，(b)表示逻辑。
[0019]图12是表示本发明的第五实施方式的变形例所涉及的非接触供电系统的各信号的波形的时序图，(a)表示输出电压Vout，(b)表示电流IL，(C)表示逻辑。
[0020]图13是本发明的第六实施方式所涉及的非接触供电系统的动力单元、送电线圈、受电线圈以及整流平滑电路的电路图。
[0021]图14是本发明的第七实施方式所涉及的非接触供电系统的动力单元、送电线圈、受电线圈以及整流平滑电路的电路图。
[0022]图15是本发明的第八实施方式所涉及的非接触供电系统的动力单元、送电线圈、受电线圈以及整流平滑电路的电路图。
[0023]图16是本发明的第九实施方式所涉及的非接触供电系统的动力单元、送电线圈、受电线圈以及整流平滑电路的电路图。
[0024]图17是表示地面控制器和车辆控制器的处理过程的顺序图。
[0025]图18是表示地面控制器和车辆控制器的处理过程的顺序图。
[0026]图19是表示车辆控制器的取消判断的处理过程的流程图。
[0027]图20是表示车辆离开停车空间的情况下的地面控制器和车辆控制器的处理过程的顺序图。
[0028]图21是表示变更停车空间的情况下的地面控制器和车辆控制器的处理过程的顺序图。
[0029]图22是表示地面控制器发送第一励磁的识别用ID的处理的流程图。
[0030]图23是表示车辆控制器接收第一励磁的识别用ID的处理的流程图。
[0031]图24是表示车辆接近了停车空间的情形的说明图。
[0032]图25是表示车辆的一部分进入停车空间内的情形的说明图。
[0033]图26是表示车辆进入停车空间内且受电线圈到达送电线圈的励磁区域内时的情形的说明图。
[0034]图27是表示车辆进入停车空间内且受电线圈到达可充电位置时的情形的说明图。
[0035]图28是表示车辆进入停车空间内并在之后离开的情形的说明图。
[0036]图29是表示车辆变更停车空间的情形的说明图。
【具体实施方式】
[0037]以下，根据【附图说明】本发明的实施方式。
[0038][第一实施方式的说明]
[0039]图1是表示本发明的实施方式所涉及的非接触供电系统的结构的框图。如图1所示，该非接触供电系统包括设置于地面侧的停车设备的送电装置101以及搭载于车辆20的受电装置102。
[0040]送电装置101具备用于对搭载于车辆20的电池进行充电的多个停车空间，并按各停车空间具备地面单元51。此外，在图1中，作为一例，示出了两个地面单元51、51a。本发明并不限定于此，也能够应用于具备三个以上的地面单元的情况。
[0041]地面单元51具备设置于停车空间的地面的送电线圈11、向该送电线圈11流通电流来进行励磁的动力单元12、对该动力单元12的工作进行控制的地面控制器13 (供电控制部)以及与受电装置102之间进行无线通信的通信部14(送电侧通信部)。地面控制器13上连接有在车辆20接近了停车空间时对该情形进行检测的车辆检测传感器33(接近检测传感器)。另外，地面单元51a也具有同样的结构，连接有送电线圈Ila和车辆检测传感器33a。此外，地面单元51、51a例如能够构成为包括中央运算单元(CPU)、RAM、R0M、硬盘等存储单元的一体型的计算机。
[0042]搭载于车辆20的受电装置102具备设置在车辆20的底部适当位置的受电线圈21以及对由该受电线圈21接收的交流电流进行整流且进行平滑化的整流平滑电路22。受电装置102还具备对整流平滑电路22的工作进行控制的车辆控制器24(受电控制部)、充入由受电线圈21接收到的电力的电池23以及与地面单元51之间进行通信的通信部25(受电侧通信部)。受电线圈21被配置在当车辆20被停放在停车空间的规定位置时、与上述的送电线圈11重叠的位置。此外，受电装置102例如能够构成为包括中央运算单元(CPU)、RAM、R0M、硬盘等存储部的一体型的计算机。
[0043]图2是表示车辆20与多个停车空间32、32a之间的关系的说明图。在本实施方式中，进行如下的处理:通过在设置于各停车空间32、32a的地面单元51、51a与搭载于车辆20的受电装置102之间进行无线通信，来对车辆20与该车辆20被停放的停车空间32进行配对。而且，对与车辆20配对的停车空间32的送电线圈11进行通电来对其进行励磁，以非接触的方式向受电装置102供给电力。进而，对搭载于车辆20的电池23充电。
[0044]图3是表示图1所示的动力单元12、送电线圈11、受电线圈21、整流平滑电路22以及其周边设备的详细结构的电路图。如图3所示，动力单元12具备包括多个开关电路(例如MOSFET等)的逆变器电路31。而且，通过地面控制器13(参照图1)的控制来对各开关电路的接通、断开进行控制，从而将从直流电源15提供的直流电压Vin转换为规定频率的交流电压。
[0045]电阻Rl和电容器Cl连接于送电线圈11，通过对该送电线圈11施加从动力单元12输出的交流电压来使电流流通，能够将送电线圈11设为后述的第一励磁和第二励磁。并且，在该送电线圈11和受电线圈21配置在相互重叠的位置的情况下(如图1所示那样各线圈11、21配置为彼此相向的情况下)，通过设为向送电线圈11供给电池充电用的电流的第三励磁，来以非接触的方式向受电线圈21输送电力。
[0046]电容器C2和电阻R2连接于受电线圈21，以非接触的方式接收从送电线圈11输送的电力。整流平滑电路22具有包括多个二极管的桥电路以及电容器C3、C4、线圈L、放电电阻R3，将由受电线圈21接收到的交流电压转换为直流电压，再进行平滑化后向电池23(参照图1)提供。另外，整流平滑电路22具有包括电阻R4和开关SWl的放电电路26。在整流平滑电路22的输出端设置有用于测定输出电压Vout的电压传感器27，由该电压传感器27测定的输出电压Vout被输出到车辆控制器24(参照图1)。开关SWl在车辆控制器24的控制下被控制接通、断开。详细地说，在送电线圈11被设为第一励磁时，在输出电压Vout为预先设定的阈值电压Vth以下的情况下，将开关SWl断开，在输出电压Vout超过阈值电压Vth的情况下，将该开关SWl接通，从而将电容器C4中所蓄积的电压放出。
[0047]而且，在本实施方式中，在车辆20接近了停车空间32时，通过将送电线圈11设为第一励磁，来进行车辆20与地面单元51之间的配对。并且，通过在配对完成之后将送电线圈11设为第二励磁，来判断车辆20是否停放在了停车空间32内的规定位置。第二励磁是比第一励磁强的励磁模式。之后，在判断为车辆20被停放在停车空间32内的规定位置的情况下，将送电线圈11设为第三励磁来进行非接触供电。
[0048]接着，参照图4所示的时序图来说明第一励磁。图4的(a)表示流过送电线圈11的电流Il的波形，(b)表示流过受电线圈21的电流12的波形，(C)表示对电流12进行全波整流得到的电流的波形。并且，(d)表示对全波整流后的电流12进行平滑化得到的电流IL，(e)表示整流平滑电路22的输出电压Vout，(f)表示用根据输出电压Vout来识别的以“O”、“I”表示的逻辑。而且，在第一励磁中，利用送电线圈11的励磁模式来设定识别用ID(识别数据)。
[0049]在第一励磁中，作为起始位，如图4的(a)所示那样向送电线圈11流通微弱水平的脉冲状的电流PO。在车辆20接近了停车空间32的情况下，如图4的(b)所示，电流12流过受电线圈21，通过对其进行整流，得到图4的(c)所示的电流112 |。然后，通过对该电流112 I进行平滑化，能够得到图4的(d)所示的电流IL。
[0050]通过电流IL流过整流平滑电路22，如图4的(e)那样，在时刻tO输出电压Vout上升，当该输出电压Vout超过阈值电压Vth时，开关SWl变为接通，输出电压Vout下降。在起始位之后，通过在时刻tl、t2、t3、t4流通脉冲状的电流Pl、P2、P3、P4，来设定4位的识别用ID。即，通过如Pl、P2、P4那样流通电流11来设定T的逻辑，通过如P3那样不流通电流11来设定“O”的逻辑。在图4所示的例子中，产生了 “1、1、0、1”的识别用ID。
[0051]而且，在地面单元51所设定的识别用ID与车辆控制器24根据输出电压Vout识别出的识别用ID—致的情况下，判断为车辆20与地面单元51已配对。也就是说，通过将送电线圈11设为第一励磁，能够使车辆20与停车空间32配对。另外，虽然在图4中省略记载，但是也可以在识别用ID“1、1、0、1”之后发送停止位。另外，关于第一励磁的方法，存在多种方法，在后面记述的第二?第九实施方式中说明详细内容。
[0052]接着，说明第二励磁。在通过如前述的那样将送电线圈11设为第一励磁而完成车辆20与地面单元51的配对的情况下，之后将送电线圈11设为第二励磁来判断车辆20针对停车空间32的停车位置是否为可充电的位置。
[0053]地面控制器13通过向送电线圈11流通比电池充电时(第三励磁时)的电流小的电流，来将该送电线圈11设为比电池充电时的励磁(第三励磁)弱的第二励磁。具体地说，以供给预先设定的电力供给指令值的电力的方式设定向送电线圈11流通的电流来设为第二励磁。车辆控制器24检测此时由受电线圈21接收的受电电力，并且根据上述的电力供给指令值来运算电力的送电效率Q1。而且，根据该送电效率Ql判断车辆20是否到达了可充电位置。换言之，判断受电线圈21是否存在于送电线圈11的可充电范围内。
[0054]S卩，当车辆20进入停车空间32内、送电线圈11与受电线圈21相接近并且送电线圈11与受电线圈21的至少一部分重叠时，送电线圈11所产生的磁通与受电线圈21交链来输送电力，从而能够对电池23充电。并且，当重叠的区域的面积增加时，与受电线圈21交链的磁通增加，因此送电效率提高。相反地，当送电线圈11与受电线圈21重叠的区域减少时，漏磁通变多，因此送电效率下降。因而，设定表示送电效率的下限的阈值效率Qth，通过检测送电效率Ql是否超过阈值效率Qth，能够判断车辆20是否停放在了停车空间32上的能够充电的位置。换言之，能够判断受电线圈21是否存在于可充电范围内。
[0055]另外，在送电线圈11与受电线圈21重叠的区域的面积小的情况下，虽然充电需要的时间变长，但是由于能够进行非接触充电，因此也能够将至少一部分的磁通交链时的送电效率设定为上述的阈值效率Qth。
[0056]此外，送电效率Ql不限定于由车辆控制器24进行运算，也能够由地面控制器13来运算。在该情况下，只要将由受电线圈21接收到的电力的数据经由通信部25和通信部14发送到地面控制器13并由该地面控制器13来运算送电效率Ql即可。
[0057]在此，在设为第二励磁时向送电线圈11流通的电流为比在第一励磁时向送电线圈11流通的电流大的电流。这是为了防止在送电线圈11被设为第一励磁时车辆控制器24错误识别为是第二励磁。
[0058]而且，在通过上述的第二励磁而判断为受电线圈21存在于可充电范围内的情况下，地面控制器13将送电线圈11设为第三励磁来供给电池充电用的电力。
[0059]接着，参照图17?图21所示的顺序图来说明地面控制器13和车辆控制器24的处理过程。首先，在图17的步骤al中，地面控制器13设为待机状态。然后，当在步骤bl中车辆20接近停车空间32时，在步骤b2中，车辆控制器24利用无线通信向送电装置101发送车辆20所具有的认证用ID。该通信方式例如能够使用无线LAN。
[0000] 在步骤a2中，地面控制器13接收认证用ID，在步骤a3中，对接收到的认证用ID进行认证。作为一例，地面控制器13判断接收到的认证用ID是否为对允许电力充入的车辆20赋予的认证用ID，在确认出是允许充电的车辆20的情况下，对该认证用ID进行认证。
[0061]在步骤a4中，地面控制器13启动地面单元51。并且，在步骤a5中，地面控制器13将表示地面单元51已启动的信号利用无线通信发送到车辆控制器24。在步骤a6中，地面控制器13使车辆检测传感器33工作。在步骤a7中，设为等待车辆20接近的状态。
[0062]另一方面，在步骤b3中，车辆控制器24向用户(车辆20的乘用人等)通知地面单元51已启动。在步骤b4中，设为来自地面控制器13的配对信号等待状态。此时，车辆20继续向停车空间32接近。即，如图24所示，是车辆20正向停车空间32接近的状态。
[0063]当在步骤b5中车辆20进入停车空间32内时，在步骤a8中，由车辆检测传感器33检测出车辆20进入。即，如图25所示，当车辆20到达在停车空间32内所设定的车辆检测传感器33的检测区域内时，检测出车辆20进入了停车空间32内。在步骤b6中，车辆控制器24继续配对等待状态。
[0064]在步骤a9中，地面控制器13开始第一励磁。即，如前述的图4的(a)所示，通过以规定的周期向送电线圈11流通脉冲状的电流，流通成为起始位信号的电流PO以及表示4位的识别用ID的电流Pl?P4ο然后，重复进行电流PO、P1?P4的流通。在步骤alO中，地面控制器13设为配对请求等待状态，在步骤al I中继续第一励磁。
[0065]当在步骤b7中搭载于车辆20的受电线圈21进入图26所示的送电线圈11的励磁区域NI内时，在步骤b8中，车辆控制器24接收4位的识别用ID。即，根据图4的(e)所示的输出电压Vout与阈值电压Vth之间的大小关系，来识别如图4的(f)所示那样的识别用ID“1、1、0、I”。
[0066]在步骤b9中，车辆控制器24向地面控制器13发送识别出的识别用ID并进行配对请求。在步骤al2中，地面控制器13接收被发送的识别用ID。在步骤al3中，车辆20与地面单元51被配对。即，在从地面单元51发送的4位的识别用ID与由受电装置102接收到的4位的识别用ID—致的情况下，车辆20与地面单元51被配对。
[0067]之后，在步骤al4中，地面单元51变更送电线圈11的通电电流来将该送电线圈11设为第二励磁。即，开始第二励磁。在步骤b 10中，车辆控制器24开始进行车辆20是否到达了停车空间32内的可充电位置的判断。具体地说，如图27所示，在受电线圈21与送电线圈11重叠的面积变大、送电效率Ql提高且该送电效率Ql超过了预先设定的阈值效率Qth的情况下，判断为车辆20到达了可充电位置。例如，在受电线圈21存在于可供电区域N2内的情况下，能够判断为到达了可充电位置。
[0068]当在图18的步骤b11中车辆20进入停车空间32内的可充电范围且在步骤al5中继续送电线圈11的第二励磁时，在步骤bl2中，车辆控制器24判断送电效率Ql是否超过了阈值效率Qth。该判断能够根据通过励磁而在受电线圈21中产生的电压的大小来进行判断。而且，在Ql>Qth的情况下，在步骤bl3中，车辆控制器24通过显示器(省略图示)等向用户通知是能够进行电池23的充电的状态。
[0069]在步骤bl4中，车辆控制器24执行取消判断处理。该处理根据是否由用户输入了取消操作来进行执行充电还是停止充电的判断。参照图19在后面记述详细内容。
[0070]然后，在未进行取消操作的情况下，在步骤bl5中，车辆控制器24判断车辆20是否处于停车状态，在处于停车状态的情况下，在步骤bl6中将车辆电源断开。接着，在步骤bl7中，车辆控制器24对地面控制器13发送充电开始请求信号。
[0071]在步骤al6中，地面控制器13将送电线圈11设为第三励磁。在步骤al7中，将被供给到送电线圈11的电力以非接触的方式向受电线圈21供给，来对电池23(参照图1)充电。通过这样，将送电线圈11设为第一励磁来使地面单元51与车辆20配对，设为第二励磁来确认车辆20已停放在停车空间32内的可充电位置，之后，以非接触的方式供给电力，由此能够对电池23充电。
[0072]接着，参照图19所示的流程图来说明图18的步骤bl4所示的取消判断处理的详细内容。首先，在步骤b31中，车辆控制器24检测在送电线圈11被设为第二励磁时由受电线圈21接收的电压。在步骤b32中，车辆控制器24根据检测出的电压，判断车辆20是否被停放在停车空间32内的可充电位置。
[0073]如果不是可充电位置，则在步骤b38中，向用户通知车辆20相对于停车空间32的规定位置产生了位置偏移，并使处理返回步骤b31。另一方面，在是可充电位置的情况下，在步骤b33中，车辆控制器24向用户通知车辆20已被停放在可充电位置。并且，在步骤b34中，车辆控制器24在显示器(省略图示)上显示取消按钮。
[0074]在步骤S35中，车辆控制器24判断是否由用户进行了取消操作，在进行了取消操作的情况下，在步骤b39中，车辆控制器24向地面单元51发送第二励磁的停止指令信号。在步骤b40中，车辆控制器24停止与地面控制器13之间的无线通信。
[0075]另一方面，在未进行取消操作的情况下，在步骤b36中判断车辆电源是否被断开，在被断开的情况下，判断为车辆20的充电准备已完备，在步骤b37中，向地面单元51发送充电开始请求。之后，结束本处理。通过这样，能够由车辆20的用户进行取消操作。
[0076]接着，参照图20所示的顺序图来说明车辆20离开可充电位置的情况下的处理。该处理在图17所示的步骤al4以及步骤blO之后执行。当在步骤b32中由于停车空间的变更等理由而车辆20离开停车空间32时，在步骤a32中，地面控制器13根据车辆检测传感器33的检测信号来检测从停车空间32的离开。
[0077]在步骤a33中，地面控制器13发送与车辆20之间的配对解除的请求信号。也就是说，由于地面单元51与车辆20通过第一励磁已配对，因此在之后不进行电池23的充电的情况下，需要解除该配对，地面控制器13发送配对解除的请求信号。
[0078]在步骤b33中，车辆控制器24接收配对解除的请求信号。并且，在步骤b34中，向地面单元51发送表示解除配对的信号。由此，地面控制器13解除与车辆20之间的配对。之后，在步骤b35中，在产生了用户所进行的取消的情况下，在步骤b36中停止无线通信。
[0079]另一方面，在步骤a34中，地面控制器13解除与车辆20之间的配对。在步骤a35中，停止送电线圈11的第二励磁。之后，在步骤a36中，继续进行车辆20是否被停放在停车空间32内的检测。然后，在与车辆控制器24之间的无线已停止的情况下，在步骤a37中，停止车辆检测传感器33对车辆的位置检测。
[0080]图28是表示车辆20离开可充电位置的情况下的动作的说明图。如图28所示，当车辆20离开可充电位置时，该车辆20离开车辆检测传感器33的检测范围，因此配对被解除。通过这样，在由用户进行了充电的取消操作的情况下，将配对解除，并且停止送电线圈11的励磁。
[0081]接着，参照图21所示的顺序图以及图29所示的动作图来说明将车辆20的停车位置从与地面单元51对应的停车空间32变更为与地面单元51a对应的停车空间32a的处理。此夕卜，下面，为了区分地面单元51、51a，而将附图标记51设为第一地面单元，将附图标记51a设为第二地面单元。另外，为了区分停车空间32、32a，而将附图标记32设为第一停车空间，将附图标记32a设为第二停车空间。
[0082 ]图21所示的处理在图17所示的步骤a 14以及步骤b 1之后执行。在步骤b52中，当车辆20离开第一地面单元51的送电线圈11的励磁区域(图29所示的NI)时，在步骤b53中，车辆控制器24检测出受电线圈21中所产生的电压下降。即，当送电线圈11与受电线圈21重叠的面积减少时，在受电线圈21中所产生的电压下降，因此车辆控制器24通过检测电压的下降，能够识别出车辆20离开了励磁区域NI。
[0083]在步骤b54中，车辆控制器24对地面控制器13发送配对解除的请求信号，在步骤b55中，解除配对。即，由于车辆20不在第一停车空间32进行电池23的充电，因此解除第一地面单元51与车辆20之间的配对。另一方面，在步骤a52中，地面控制器13接收配对解除的请求信号，在步骤a53中，解除配对。之后，在步骤a54中，开始第一励磁。也就是说，使第二励磁结束，而开始第一励磁。
[0084]另外，第二地面单元51a在步骤c51中设为待机状态，在步骤c52中接收来自车辆控制器24的无线通信，从而使车辆检测传感器33a工作。
[0085]之后，当在步骤b56中车辆20离开第一停车空间32时，在步骤a55中，第一地面单元51的地面控制器13使第一励磁停止。当在步骤b57中车辆20进入第二停车空间32a内时，在步骤c53中，第二地面单元51a的地面控制器13检测出车辆20已进入。并且，第二地面单元51a的地面控制器13在步骤c54中开始第一励磁。
[0086]之后，执行与前述同样的处理，在步骤b58中，第二地面单元51a与车辆20被配对。另一方面，在步骤a56中，使第一地面单元51的车辆检测传感器33停止。通过这样来进行车辆20的用户将车辆20的停车位置从第一停车空间32变更为第二停车空间32a的情况下的处理，能够使用第二地面单元51a来进行电池23的充电。
[0087]接着，参照图22、图23所示的流程图来说明由本实施方式所涉及的非接触供电系统实施的配对处理的详细的处理过程。图23是表示地面控制器13的控制的处理过程的流程图。该处理在由车辆检测传感器33检测出车辆20接近了停车空间32的期望位置的情况下执行。
[0088]首先，在步骤Sll中，地面控制器13进行用于设为第一励磁的弱励磁通信的启动处理，并且，在步骤S12中，设为弱励磁开始的接收等待状态。在步骤S13中，判断是否被提供了弱励磁的开始指令，在被提供了开始指令的情况下(步骤S13: “是”)，使处理进入步骤S14。
[0089]在步骤S14中，地面控制器13向送电线圈11提供起始位用的电流来对送电线圈11进行励磁，之后，在步骤S15中，通过提供识别用ID用的电流来进行励磁。并且，在步骤S16中，通过提供停止位用的电流来进行励磁。
[0090]在步骤S17中，地面控制器13判断是否从车辆控制器24接收到了接收确认信号。在步骤S18中，判断是否停止弱励磁。在步骤S18中判断为接收到了接收确认信号的情况下，停止弱励磁。另一方面，在未接收到接收确认信号的情况下，返回步骤S14的处理。在步骤S19中，地面控制器13使弱励磁停止。也就是说，在配对完成的情况下，结束第一励磁。
[0091]接着，参照图23所示的流程图来说明车辆控制器24的处理过程。首先，车辆控制器24在步骤S31中进行弱励磁通信的启动处理，在步骤S32中发送表示开始弱励磁的信号。在步骤S33中清空接收缓存(省略图示)。
[0092]在步骤S34中，车辆控制器24设为起始位等待状态。在步骤S35中，判断是否接收到起始位。然后，在接收到了起始位的情况下(步骤S35: “是”)，在步骤S36中，车辆控制器24进行同步处理。在该处理中，使从送电线圈11发送的起始位与由受电线圈21接收的起始位的定时一致来进行同步。
[0093]在步骤S37中，车辆控制器24进行接收处理。在该处理中，接收从送电线圈11发送的识别用ID。在步骤S38中，车辆控制器24对位数进行计数。在本实施方式中，作为一例而设定4位的识别用ID，因此在步骤S39中判断是否接收到4位的识别用ID。在位数未达到规定数的情况下(步骤S39:“否”)，返回步骤S36的处理。另一方面，在位数达到了规定数的情况下(步骤S39: “是”)，使处理进入步骤S40。
[0094]在步骤S40中，车辆控制器24对接收到的4位的识别用ID进行核查。在步骤S41中，车辆控制器24判断接收到的识别用ID与对停车空间32分配的识别用ID是否一致。然后，在不一致的情况下(步骤S41: “否”)，使处理返回步骤S34。在一致的情况下(步骤S41: “是”)，在步骤S42中，车辆控制器24通过通信部25向地面控制器13发送弱励磁的停止信号。之后，在步骤S43中，利用第一励磁进行的识别用ID的通信处理结束。
[0095]通过这样，在第一实施方式所涉及的非接触供电系统中，在由车辆检测传感器33检测出车辆20接近了停车空间32的情况下，对送电线圈11通电而设为第一励磁，发送识别用ID。然后，由车辆控制器24对识别用ID进行识别，在该识别用ID与从送电线圈11发送的识别用ID—致的情况下，该停车空间32与车辆20的配对完成。也就是说，设置有多个的停车空间32中的一个停车空间与车辆20配对。因而，希望进行电池的充电的车辆20与供给电力的地面单元51之间的对应成立。
[0096]之后，变更送电线圈11的通电电流来将该送电线圈11设为第二励磁，基于此时由受电线圈21接收的电力来求出送电效率QI。而且，在送电效率QI超过阈值效率Qth的情况下，判断为车辆20被停放在可充电范围，将送电线圈11设为第三励磁来开始电池23的充电。
[0097]因而，地面控制器13能够立即识别出车辆20接近了停车空间32，能够缩短将送电线圈11设为第二励磁并在之后设为第三励磁为止所需的时间。其结果，能够防止使车辆的用户长时间等待。
[0098]另外，在将送电线圈11设为第二励磁时，使通电电流比第一励磁时的通电电流大。换言之，使第二励磁比第一励磁强。因而，能够防止第一励磁与第二励磁的错误检测。并且，将送电线圈11设为第二励磁，基于此时向受电线圈21发送的电力来求出送电效率Ql，在该送电效率QI超过了阈值效率Qth的情况下，判断为受电线圈21相对于送电线圈11存在于可充电范围。因而，不对车辆20设置摄像机等传感器就可知已到达可充电范围，因此能够简化装置结构。
[0099]另外，通过在受电装置102的整流平滑电路22设置放电电路26，能够将对识别用ID进行识别时的电压设为固定水平，因此能够提高识别用ID的识别精度。
[0100][第二实施方式的说明]
[0101]接着，说明本发明的第二实施方式。系统结构与前述的图1相同。第二实施方式所涉及的非接触供电系统与前述的第一实施方式进行对比，第一励磁的励磁模式不同。下面，参照图5所示的时序图来说明第二实施方式所涉及的非接触供电系统的作用。在前述的第一实施方式中，在发送了起始位之后，在识别用ID为“I”的情况下，设为使电流Il流通的励磁模式(参照图4的P1、P2、P4)，在识别用ID为“O”的情况下，设为不流通电流Il的励磁模式(参照图4的P3)0
[0102]与此相对，在第二实施方式中，变更对送电线圈11进行励磁的时间间隔来设定识别用ID。具体地说，在“I”的情况下，将在本次通电之后直到下次的通电时刻为止的时间间隔设为图5所示的Tl，在“O”的情况下，将直到下次的通电时刻为止的时间间隔设为比Tl长的TC。而且，车辆控制器24检测图5的(b)所示的电流IL产生的时间间隔，从而能够如图5的(c)所示那样识别出“1、1、O、I”的识别用ID。
[0103]这样，在第二实施方式所涉及的非接触供电系统中，也与前述的第一实施方式同样地，能够使停车空间32与车辆20配对，从而能够缩短直到将送电线圈11设为第二励磁和第三励磁为止所需要的时间。
[0104][第三实施方式的说明]
[0105]接着，说明本发明的第三实施方式。图6是表示第三实施方式所涉及的非接触供电系统的结构的框图。在第三实施方式中，与前述的第一实施方式、第二实施方式所示的图3的电路进行对比，包括电阻R4和开关SWI的放电电路26的安装位置不同。即，放电电路26被连接在电容器C3的两端。除此以外的结构与图3所示的电路相同。
[0106]而且，在第三实施方式所涉及的非接触供电系统中，在输出电压Vout超过阈值电压Vth时，开关SWl变为接通，从而使电容器C3(平滑电容器)中所充入的电压放出。由此，能够降低输出电压Vout。这样，在第三实施方式所涉及的非接触供电系统中，也与前述的第一实施方式、第二实施方式同样地，能够使停车空间32与车辆20配对，从而能够缩短直到将送电线圈11设为第二励磁和第三励磁为止所需的时间。
[0107][第四实施方式的说明]
[0108]接着，说明本发明的第四实施方式。图7是表示第四实施方式所涉及的非接触供电系统的结构的框图。如图7所示，第四实施方式所涉及的非接触供电系统与图3、图6所示的系统进行对比，不同之处在于没有搭载包括电阻R4和开关SWl的放电电路26。即，在前述的第一实施方式?第三实施方式中，在输出电压Vout超过阈值电压Vth时，将开关SWl接通来降低输出电压Vout。与此相对，在第四实施方式中，在不对电容器C3、C4充电的时间段，通过放电电阻R3来将电容器C4中所充入的电压放出，由此降低输出电压Vout。
[0109]接着，参照图8所示的时序图来说明第四实施方式所涉及的非接触供电系统的作用。当在时刻11流过表示起始位的电流IL时，输出电压Vout上升并超过阈值电压Vth。之后，当在时刻t2电流IL下降时，图7所示的电容器C4的电压经由放电电阻R3而放出，因此输出电压Vout下降。然后，当在时刻t3流过用于表示逻辑“I”的电流IL时，输出电压Vout再次上升并超过阈值电压Vth。在时刻t4，输出电压Vout下降，之后通过在时刻t5?t9进行同样的动作，能够识别出“1、1、0、I”的逻辑。之后的处理与前述的第一实施方式?第三实施方式相同。另外，图9的(a)、(b)表示“1、1、1、1”的逻辑的波形，图9的(C)、⑷表示“1、0、1、0”的逻辑的波形。
[0110]这样，在第四实施方式所涉及的非接触供电系统中，也与前述的第一实施方式?第三实施方式同样地，能够使停车空间32与车辆20配对，从而能够缩短直到将送电线圈11设为第二励磁和第三励磁为止所需的时间。另外，由于不需要设置放电电路26，因此能够简化装置结构。
[0111][第五实施方式的说明]
[0112]接着，说明本发明的第五实施方式。系统结构与第四实施方式所示的图7相同，因此省略结构说明。图10是表示第五实施方式所涉及的非接触供电系统的作用的时序图，(a)表示输出电压Vout，(b)表示电流IL，(c)表示逻辑。在图10中示出了发送“1、1、1、0”的逻辑时的例子，在图1O所示的时刻11流过表示起始位的电流IL，之后在时刻t2、t3、t4、t5流过电流IL。而且，在逻辑为“I”的情况下，将直到下次流过电流IL的时刻为止的时间设为Tl，在“O”的情况下，将直到下次流过电流IL的时刻为止的时间设为T0(T0>T1)。通过这样，能够识别出“I”、“O”的逻辑。另外，在逻辑为“1、0、1、0”的情况下，输出电压Vout如图11的(a)那样变化，能够如图11的(b)所示那样识别出“1、O、1、O”的逻辑。
[0113]这样，在第五实施方式所涉及的非接触供电系统中，也与前述的第一实施方式?第四实施方式同样地，能够使停车空间32与车辆20配对，从而能够缩短直到将送电线圈11设为第二励磁和第三励磁为止所需的时间。另外，由于不需要设置放电电路26，因此能够简化装置结构。
[0114]图12是表示第五实施方式的变形例的时序图，在该变形例中，通过使电流IL的间隔以T1、T2、T3、T0这四种方式进行变化，来设定2位的逻辑。其结果，能够设定0、1、2、3这四种逻辑，从而能够设定更多的识别用ID。此外，也能够设为3位以上。
[0115][第六实施方式的说明]
[0116]接着，说明本发明的第六实施方式。图13是表示第六实施方式所涉及的非接触供电系统的结构的框图。如图13所示，在第六实施方式中，与图7所示的电路进行对比，变更了电压传感器27的安装位置。具体地说，在电容器C3的两端安装电压传感器27，将在该电容器C中产生的电压设为输出电压Vout。除此以外的结构与第二实施方式相同。而且，在第六实施方式中，也能够达成与前述的第一实施方式?第五实施方式同样的效果。
[0117][第七实施方式的说明]
[0118]接着，说明本发明的第七实施方式。图14是表示第七实施方式所涉及的非接触供电系统的结构的框图。如图14所示，在第七实施方式中，与图7所示的电路进行对比，不同之处在于代替电压传感器27而设置对流过线圈L的电流进行测定的电流传感器41。在第七实施方式中，根据由电流传感器41测定的电流Ic来检测逻辑。在第七实施方式中也能够达成与前述的第一实施方式?第五实施方式同样的效果。
[0119][第八实施方式的说明]
[0120]接着，说明本发明的第八实施方式。图15是表示第八实施方式所涉及的非接触供电系统的结构的框图。如图15所示，在第八实施方式中，与图7所示的电路进行对比，不同之处在于代替电压传感器27而设置对桥电路的输出电流进行测定的电流传感器41。在第八实施方式中，根据由电流传感器41测定的电流Ic来检测逻辑。在第八实施方式中也能够达成与前述的第一实施方式?第五实施方式同样的效果。
[0121][第九实施方式的说明]
[0122]接着，说明本发明的第九实施方式。图16是表示第九实施方式所涉及的非接触供电系统的结构的框图。如图16所示，在第九实施方式中，与图7所示的电路进行对比，不同之处在于代替电压传感器27而设置对电容器C4的输出电流进行测定的电流传感器41。在第九实施方式中，根据由电流传感器41测定的电流Ic来检测逻辑。而且，在第九实施方式中也能够达成与前述的第一实施方式?第五实施方式同样的效果。
[0123]以上，根据图示的实施方式对本发明的非接触供电系统和送电装置进行了说明，但是本发明并不限于此，各部的结构能够置换为具有同样功能的任意的结构。
[0124]附图标记说明
[0125]11、lla:送电线圈；12、12a:动力单元；13:地面控制器；14:通信部；15:直流电源(电压Vin); 20:车辆;21:受电线圈；22:整流平滑电路;23:电池;24:车辆控制器;25:通信部;26:放电电路;27:电压传感器;31:逆变器电路;32、32a:停车空间；33、33a:车辆检测传感器;41:电流传感器;51、51a:地面单元;101:送电装置;102:受电装置。
【主权项】
1.一种非接触供电系统，具备送电装置和受电装置，以非接触的方式从所述送电装置向所述受电装置输送电力，该送电装置设置于地面侧，具有设置于停车空间的送电线圈，该受电装置设置于车辆，具有受电线圈，该非接触供电系统的特征在于， 所述送电装置具备: 接近检测传感器，其检测车辆接近停车空间的情形； 供电控制部，其控制向所述送电线圈供给的电力；以及 送电侧通信部，其与所述受电装置之间进行通信， 所述受电装置具备: 受电控制部，其对所述受电线圈中的电力的接收进行控制；以及 受电侧通信部，其与所述送电装置之间进行通信， 其中，在所述车辆接近了停车空间时，所述供电控制部设为以包含识别数据的励磁模式对所述送电线圈进行励磁的第一励磁， 在送电线圈被设为第一励磁时，所述受电控制部从由受电线圈接收到的励磁模式获取所述识别数据，并且将该识别数据发送到所述送电装置， 所述供电控制部对在将所述送电线圈设为第一励磁时包含在所述励磁模式中的识别数据与从由所述受电线圈接收到的励磁模式获取到的识别数据是否一致进行判断，在一致的情况下，将所述送电线圈设为用于判断车辆是否存在于停车空间的可充电位置的第二励磁。2.根据权利要求1所述的非接触供电系统，其特征在于， 所述受电控制部检测所述送电线圈被设为第二励磁时的受电电力， 所述受电控制部或所述供电控制部基于所述受电电力和送电装置的电力供给指令值来运算送电效率， 所述供电控制部根据所述送电效率来判断所述车辆是否存在于停车空间的可充电位置。3.根据权利要求1或2所述的非接触供电系统，其特征在于， 所述受电装置具备对由所述受电线圈接收到的电力进行平滑化的平滑电容器，还具有放电电路，该放电电路在该受电装置的输出电压Vout超过预先设定的阈值电压Vth时，将所述平滑电容器中蓄积的电力放出。4.根据权利要求1?3中的任一项所述的非接触供电系统，其特征在于， 所述第二励磁比第一励磁强。5.—种送电装置，具有设置于停车空间的送电线圈，在搭载有受电线圈的车辆停放于该停车空间时，对所述送电线圈进行励磁来以非接触的方式向所述受电线圈供给电力，该送电装置的特征在于，具备: 接近检测传感器，其检测所述车辆接近停车空间的情形； 供电控制部，其控制向所述送电线圈供给的电流；以及 通信部，其与所述车辆之间进行通信， 其中，在所述车辆接近了停车空间时，所述供电控制部设为以包含识别数据的励磁模式对所述送电线圈进行励磁的第一励磁， 在由所述通信部接收到从所述车辆发送的识别数据时，所述供电控制部对该识别数据与在将所述送电线圈设为第一励磁时包含在所述励磁模式中的识别数据是否一致进行判断，在一致的情况下，将所述送电线圈设为用于判断车辆是否存在于停车空间的可充电位置的第二励磁。6.根据权利要求5所述的送电装置，其特征在于， 所述供电控制部获取从所述车辆发送的受电电力，基于所述受电电力和供电控制部的电力供给指令值来运算送电效率，在该送电效率超过阈值效率的情况下，判断为所述车辆存在于停车空间的可充电位置。7.根据权利要求5或6所述的送电装置，其特征在于， 所述第二励磁比第一励磁强。
【文档编号】H02J7/00GK105940590SQ201480074611
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2014年1月31日
【发明人】塚本幸纪
【申请人】日产自动车株式会社