本发明涉及一种在一次线圈和二次线圈之间传输电功率(electricpower)的非接触电功率传输系统(non-contactpowertransmissionsystem)，尤其是涉及一种为了进行一次线圈与二次线圈的位置对准，而从供电方(powertransmissionside)向受电方(powerreceivingside)传输微弱电功率，并检测在接收到微弱电功率时于电阻的两端产生的lpe(lowpowerexcitation：低功率励磁)电压的非接触电功率传输系统。
背景技术
伴随着电动车辆例如电动汽车、混合动力汽车等的研发，还研发出一种与以非接触方式对电动车辆的蓄电池进行充电的非接触式充电有关的技术。为了有效率地进行非接触式充电，需要准确地进行设置于充电站的一次线圈与设置于电动车辆的二次线圈的位置对准(alignment)。
关于一次线圈与二次线圈的位置对准，例如存在日本发明专利授权公报特许第5966407号([0033]、[0034]、[0053]段)中所示出的那样的装置。该装置对从一次线圈向二次线圈的电功率传输效率进行计算，并根据该电功率传输效率向驾驶员提示电动车辆应该移动的方向。电功率传输效率通过由二次线圈接收到的电能(electricenergy)的信息、和由通信装置通常时接收到的一次线圈的电能的信息来计算。
技术实现要素：
在日本发明专利授权公报特许第5966407号中所示的装置中，例如当通信装置发生故障等时，无法对电功率传输效率进行计算，从而无法进行一次线圈与二次线圈的位置对准。
本发明是考虑这样的问题而完成的，目的在于提供一种非接触电功率传输系统，该非接触电功率传输系统无需进行电功率传输效率的计算就能告知一次线圈与二次线圈的位置对准的状态。
本发明提供一种以非接触方式从设置于充电站的一次线圈向设置于电动车辆的二次线圈传输电功率的非接触电功率传输系统，其特征在于，具有：
一次侧控制装置，其使所述一次线圈传输(transmission)用于进行所述一次线圈与所述二次线圈的位置对准的微弱电功率；
电压检测器，其检测由所述二次线圈接收到的所述微弱电功率所产生的电压；
趋势判定部，其判定伴随着所述电动车辆的行驶而变化的所述电压的值呈增大趋势还是减小趋势；和
告知装置，其在所述电压的值比规定值大且呈增大趋势的情况下，进行第1告知，其在所述电压的值比所述规定值大且呈减小趋势的情况下，进行第2告知。
根据上述结构，在进行一次线圈与二次线圈的位置对准时，在由微弱电功率产生的电压值呈增大趋势的情况下进行第1告知，在电压值呈减小趋势的情况下进行第2告知。因此，无需进行电功率传输效率的计算就能够告知一次线圈与二次线圈的位置对准的状态。
在本发明中，所述告知装置也可以包括音响装置，该音响装置在所述电压的值呈增大趋势的情况下输出第1声音，在所述电压的值呈减小趋势的情况下输出第2声音。
根据上述结构，能够通过声音告知一次线圈与二次线圈的位置对准的状态。
在本发明中，所述告知装置也可以包括显示装置，该显示装置在所述电压的值呈增大趋势的情况下输出第1显示，在所述电压的值呈减小趋势的情况下输出第2显示。
根据上述结构，能够通过显示告知一次线圈与二次线圈的位置对准的状态。
在本发明中，还可以具有用于检测所述电动车辆的行驶距离的距离传感器，所述趋势判定部根据由所述电压检测器检测到的所述电压的值和由所述距离传感器检测到的所述电动车辆的行驶距离，来计算所述电压的值相对于微小的行驶距离的变化量、即位置微分值，并根据所述位置微分值来判定所述电压的值呈增大趋势还是减小趋势。
根据上述结构，能够通过对电压值的位置微分值进行计算这样的容易的方法来判定电压值的变化趋势。
另外，本发明提供一种以非接触方式从设置于充电站的一次线圈向设置于电动车辆的二次线圈传输充电电功率的非接触电功率传输系统，其特征在于，具有：
一次侧控制装置，其使所述一次线圈传输用于进行所述一次线圈与所述二次线圈的位置对准的微弱电功率；
电压检测器，其检测由所述二次线圈接收到的所述微弱电功率所产生的电压；
距离传感器，其检测所述电动车辆的行驶距离；
二次侧控制装置，其根据由所述电压检测器检测到的所述电压的值和由所述距离传感器检测到的所述电动车辆的行驶距离，来计算所述电压的值相对于微小的行驶距离的变化量、即位置微分值；和
告知装置，其在所述电压的值比规定值大的情况下，在所述位置微分值成为0之前和之后进行不同的告知。
根据上述结构，当进行一次线圈与二次线圈的位置对准时，在由微弱电功率产生的电压值达到最大值之前和之后进行不同的告知。因此，无需进行电功率传输效率的计算就能够告知一次线圈与二次线圈的位置对准的状态。
根据本发明，无需进行电功率传输效率的计算就能够告知一次线圈与二次线圈的位置对准的状态。
根据参照附图对以下实施方式进行的说明，上述的目的、特征和优点应易于被理解。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的非接触电功率传输系统的系统结构图。
图2是表示电压值-水平距离特性的图。
图3是表示由电动车辆进行的处理的流程图。
图4是表示由电动车辆进行的处理的流程图。
图5是用于说明电动车辆相对于充电站的泊车动作的说明图。
图6a是表示一次线圈与二次线圈靠近状态的状态说明图，图6b是示意性地表示图6a所示状态时的告知状态的示意图。
图7a是表示一次线圈与二次线圈的位置已对准的状态的状态说明图，图7b是示意性地表示图7a所示状态时的告知状态的示意图。
图8a是表示一次线圈与二次线圈远离状态的状态说明图，图8b是示意性地表示图8a所示状态时的告知状态的示意图。
具体实施方式
下面，列举优选的实施方式并参照附图对本发明所涉及的非接触电功率传输系统进行详细说明。
[1非接触电功率传输系统10的结构]
使用图1对本实施方式所涉及的非接触电功率传输系统10的结构进行说明。非接触电功率传输系统10由设置于地面(设置面)的一次侧(供电方)的充电站20、和二次侧(受电方)的电动车辆40构成。在图1中，双点划线下侧的结构要素表示充电站20，双点划线上侧的结构要素表示电动车辆40。在非接触电功率传输系统10中，搭载于电动车辆40的蓄电池56以非接触的方式通过充电站20充电。
充电站20主要具有输电电路22、一次侧控制装置34和一次侧通信装置36。输电电路22具有交流电源24、将从交流电源24供给的交流电功率转换成输电功率(transmittedpower)的电功率转换器26、共振用的一次电容器(未图示)和一次线圈28。一次线圈28被一次板30覆盖，并配置于地面(设置面)。
一次侧控制装置34通过由cpu等处理器(未图示)读出并执行存储于存储装置(未图示)的程序来作为规定的动作部发挥作用。在本实施方式中，一次侧控制装置34作为输电控制部来发挥作用，该输电控制部使一次线圈28传输用于一次线圈28与二次线圈44的位置对准的微弱电功率、和用于对蓄电池56进行充电的充电电功率。
一次侧通信装置36通过通信线连接于一次侧控制装置34。一次侧通信装置36在与电动车辆40的二次侧通信装置74之间进行无线通信。例如可使用wi-fi(无线保真技术)(注册商标)、bluetooth(蓝牙技术)(注册商标)等无线通信。
电动车辆40主要具有受电电路42、蓄电池56、二次侧控制装置60、二次侧通信装置74、显示装置76、音响装置78、距离传感器80和行驶装置90。
受电电路42具有：共振用的二次电容器(未图示)和二次线圈44；整流器50，其对由二次线圈44接收到的交流电功率、即受电功率(receivedpower：接收功率)进行整流；和接触器(contactor)54，其切换受电电路(receivingcircuit：接收电路)42与蓄电池56的电气连接/断开。二次线圈44被二次板46覆盖，且配置于电动车辆40的下表面。
并且，受电电路42具有在整流器50和接触器54之间能够自如连接的电压检测器52。例如如日本发明专利授权公报特许第5937631号所示的那样，电压检测器52具有规定的电阻与电压传感器的并联电路(均未图示)。电压传感器在接收微弱电功率时检测在电阻两端产生的电压。将该电压称为lpe电压。当在接收微弱电功率时开关装置(未图示)接受二次侧控制装置60的控制指示而进行切换动作时，电压检测器52与受电电路42连接。此外，在本实施方式中，利用在充电时使用的受电电路42来检测lpe电压，但是，也可以设置不同于受电电路42的、用于检测lpe电压的电路，在该电路上设置整流器50和电压检测器52。
蓄电池56由锂离子电池等构成，当接触器54成为连接状态，一次线圈28与二次线圈44磁耦合时，蓄电池56通过受电电路42被充电。
二次侧控制装置60为ecu(electroniccontrolunit:电子控制单元)，对受电处理进行管理。二次侧控制装置60通过由cpu等处理器(未图示)读出并执行存储在存储装置70中的程序来作为综合管理部62、趋势判定部64和告知控制部68发挥作用。
综合管理部62对受电处理进行综合管理。趋势判定部64根据由电压检测器52检测到的lpe电压的值v_lpe(以下称为“电压值v_lpe”。)和由距离传感器80检测到的电动车辆40的行驶距离x，计算电压值v_lpe相对于微小的行驶距离x(每单位时间的行驶距离x)的变化量、即关于lpe电压的位置微分值dv/dx。而且，根据位置微分值dv/dx来判定电压值v_lpe的变化趋势(增大趋势、减小趋势、无变化)。在二次线圈44靠近一次线圈28的情况下，电压值v_lpe大致增大，因此，位置微分值dv/dx为正。在二次线圈44远离一次线圈28的情况下，电压值v_lpe大致减小，因此，位置微分值dv/dx为负。在一次线圈28与二次线圈44的位置对准的情况下，电压值v_lpe无变化，因此，位置微分值dv/dx为0。告知控制部68输出与由趋势判定部64判定的电压值v_lpe的变化趋势对应的指令信号，由显示装置76和音响装置78来告知二次线圈44正在靠近还是正在远离一次线圈28。
二次侧通信装置74通过通信线与二次侧控制装置60连接。二次侧通信装置74如上述那样在与充电站20的一次侧通信装置36之间进行无线通信。
显示装置76根据从二次侧控制装置60输出的指令信号，将表示一次线圈28与二次线圈44正在靠近还是正在远离的信息显示于画面76a(图6b等)。音响装置78根据从二次侧控制装置60输出的指令信号，从扬声器78a(图6b等)输出表示一次线圈28与二次线圈44正在靠近还是正在远离的信息。
除了根据乘员所进行的加速踏板的操作而产生驱动力的驱动力装置之外，行驶装置90还包括根据乘员所进行的方向盘的操作而操舵的操舵装置、和根据乘员所进行的制动踏板的操作而产生制动力的制动装置。驱动力装置包括被从蓄电池56供给电功率的电动马达来作为驱动源。
[2电压值-水平距离特性]
假定伴随着电动车辆40的行驶，二次线圈44向一次线圈28的上方大致笔直地水平移动的情形。在该情形下，一次线圈28与二次线圈44的水平距离d、和由电压检测器52检测到的电压值v_lpe存在图2所示的关系。
即，当电动车辆40从远方靠近一次线圈28，且到达二次线圈44能够接收到从一次线圈28输送的微弱电功率的位置(水平距离d＝d1)时，电压值v_lpe从第1规定值v_lpe1开始上升。伴随着电动车辆40行驶而水平距离d减小，电压值v_lpe逐渐增大，在水平距离d＝d2的位置达到极大值v_lpe2。伴随着电动车辆40进一步行驶而水平距离d减小，电压值v_lpe逐渐减小，在水平距离d＝d3的位置达到极小值v_lpe3。伴随着电动车辆40进一步行驶而水平距离d减小，电压值v_lpe逐渐增大，在水平距离d＝0的位置即二次线圈44的中心最靠近一次线圈28的中心的上方位置时达到最大值v_lpemax。
[3位置对准处理]
乘员在进行一次线圈28与二次线圈44的位置对准时，通过预先视觉确认一次线圈28的位置，可进行大致的位置对准。但是，当一次线圈28隐藏于电动车辆40的下方时，难以准确地进行一次线圈28与二次线圈44的位置对准，尤其是难以准确地进行电动车辆40的车长方向上的位置对准。本实施方式通过检测电压值v_lpe的变化趋势来判定二次线圈44是正在靠近还是正在远离一次线圈28，并将判定结果告知乘员。
以图3、图4为中心对在本实施方式所涉及的电动车辆40侧所进行的位置对准处理进行说明。下面说明的处理是在电动车辆40的乘员将泊车开始开关(未图示)操作为接通状态的情况下进行的。如图5所示，例如，充电站20由线150来界定。乘员在远离充电站20的位置p1将泊车开始开关操作为接通状态，使电动车辆40向充电站20行驶。泊车开始开关的操作信号被发送给二次侧控制装置60。
在步骤s1中，综合管理部62对二次侧通信装置74发出指示，要求传输微弱电功率。二次侧通信装置74进行与一次侧通信装置36的认证等配对(pairing)并发送微弱电功率的传输要求信号。一次侧控制装置34按照由一次侧通信装置36接收到的传输要求信号来控制电功率转换器26使其开始供电(输电)。电功率转换器26将从交流电源24供给的交流电功率转换为规定的微弱电功率并提供给一次线圈28。于是，从一次线圈28向外部传输位置对准用的微弱电功率。
乘员通过目测来掌握一次线圈28与二次线圈44的位置关系，驾驶电动车辆40使一次线圈28和二次线圈44大致靠近。当一次线圈28与二次线圈44靠近时，如图2所示那样，水平距离d按照d1、d2、d3的顺序变化，与此相应，由电压检测器52检测的电压值v_lpe也变化。
在步骤s2中，综合管理部62判定由电压检测器52检测的电压值v_lpe是否大于第1阈值v_lpeth1，即，判定是否进入告知对象范围。在本实施方式中，设定图2所示的第1规定值v_lpe1作为第1阈值v_lpeth1。在电压值v_lpe大于第1阈值v_lpeth1的情况下(步骤s2：是)，处理进入步骤s3。另一方面，在电压值v_lpe在第1阈值v_lpeth1以下的情况下(步骤s2：否)，反复执行步骤s2的处理。
在从步骤s2进入步骤s3的情况下，告知控制部68向显示装置76和音响装置78输出告知一次线圈28与二次线圈44正在靠近的意思的指令信号。如图6b所示，显示装置76在画面76a上输出一次线圈28的图标28a和二次线圈44的图标44a的显示，并且输出表示两者正在靠近的图标110的显示。另外，如图6b所示，音响装置78从扬声器78a输出表示一次线圈28与二次线圈44正在靠近的电子音(例如停顿间隔较长的电子音)。处理进入步骤s4。
在步骤s4中，综合管理部62判定由电压检测器52检测的电压值v_lpe是否比第2阈值v_lpeth2大，即，判定是否进入使用位置微分值dv/dx的判定范围。在本实施方式中，设定图2所示的极大值v_lpe2作为第2阈值v_lpeth2。此外，电压值-水平距离特性因各项条件而发生变化，因此，优选从多个特性中选择达到最大的极大值v_lpe2，来作为阈值v_lpeth预先存储于存储装置70。在电压值v_lpe大于第2阈值v_lpeth2的情况下(步骤s4：是)，处理进入步骤s5。另一方面，当电压值v_lpe在第2阈值v_lpeth2以下的情况下(步骤s4：否)，处理返回步骤s3。
在从步骤s4进入步骤s5的情况下，趋势判定部64根据由电压检测器52检测到的电压值v_lpe和由距离传感器80检测到的每单位时间的行驶距离x，来计算位置微分值dv/dx。处理进入步骤s6。
在步骤s6中，趋势判定部64判定位置微分值dv/dx。例如，如图6a所示，当电动车辆40沿箭线100的方向行驶，而使一次线圈28与二次线圈44靠近时，位置微分值dv/dx为正。在这种情况下(步骤s6：正)，处理进入步骤s7。另外，例如，如图7a所示，当电动车辆40沿箭线100的方向行驶，而使一次线圈28与二次线圈44的位置对准时，位置微分值dv/dx为0。在这种情况下(步骤s6：0)，处理进入步骤s8。另外，例如，如图8a所示，当电动车辆40沿箭线100的方向行驶，而使一次线圈28与二次线圈44远离时，位置微分值dv/dx为负。在这种情况下(步骤s6：负)，处理进入步骤s9。
在从步骤s6进入步骤s7的情况下，告知控制部68向显示装置76和音响装置78输出告知一次线圈28与二次线圈44正在靠近的意思的指令信号。如图6b所示，显示装置76在画面76a上输出一次线圈28的图标28a和二次线圈44的图标44a的显示，并且输出表示两者正在靠近的图标110的显示。另外，如图6b所示，音响装置78从扬声器78a输出表示一次线圈28与二次线圈44正在靠近的电子音(例如停顿间隔较长的电子音)。然后，处理进入步骤s10。
在从步骤s6进入步骤s8的情况下，告知控制部68向显示装置76和音响装置78输出告知一次线圈28与二次线圈44的位置呈对准状态(已彼此对准)的意思的指令信号。如图7b所示，显示装置76在画面76a上重叠地输出一次线圈28的图标28a和二次线圈44的图标44a的显示。另外，如图7b所示，音响装置78从扬声器78a输出表示一次线圈28与二次线圈44的位置呈对准状态的电子音(例如停顿间隔较短的电子音)。然后，处理进入步骤s10。
在从步骤s6进入步骤s9的情况下，告知控制部68向显示装置76和音响装置78输出告知一次线圈28与二次线圈44正在远离的意思的指令信号。如图8b所示，显示装置76在画面76a上输出一次线圈28的图标28a和二次线圈44的图标44a的显示，并且输出表示两者正在远离的图标112的显示。如图8b所示，音响装置78从扬声器78a输出表示一次线圈28与二次线圈44正在远离的电子音(例如连续的电子音)。然后，处理结束。
在步骤s10中，综合管理部62判定位置对准处理是否结束。驾驶员在一次线圈28与二次线圈44的位置对准结束时对电动车辆40进行泊车。综合管理部62在检测到停车制动器(未图示)等的动作信号时，判定为位置对准处理结束。在这种情况下(步骤s10：是)，一系列的处理结束。另一方面，在位置对准处理未结束的情况下(步骤s10：否)，处理返回步骤s5。
[4实施方式的总结]
上述实施方式所涉及的非接触电功率传输系统10以非接触方式从设置于充电站20的一次线圈28向设置于电动车辆40的二次线圈44传输电功率。非接触电功率传输系统10具有：一次侧控制装置34，其使一次线圈28传输用于进行一次线圈28与二次线圈44的位置对准的微弱电功率；电压检测器52，其检测由二次线圈44接收到的微弱电功率所产生的lpe电压；趋势判定部64，其判定伴随着电动车辆40的行驶而变化的电压值v_lpe是增大趋势还是减小趋势；显示装置76和音响装置78(告知装置)，其在电压值v_lpe比第2阈值v_lpeth2(规定值)大且呈增大趋势的情况下，进行第1告知，其在电压值v_lpe比第2阈值v_lpeth2大且呈减小趋势的情况下，进行第2告知。
根据上述结构，在进行一次线圈28与二次线圈44的位置对准时，在由微弱电功率产生的电压值v_lpe呈增大趋势的情况下进行例如图6b所示的第1告知，在电压值v_lpe呈减小趋势的情况下进行例如图8b所示的第2告知。因此，无需进行电功率传输效率的计算就能够告知一次线圈28与二次线圈44的位置对准的状态。
非接触电功率传输系统10具有用于检测电动车辆40的行驶距离x的距离传感器80。趋势判定部64根据由电压检测器52检测到的电压值v_lpe和由距离传感器80检测到的电动车辆40的行驶距离x，来计算电压值v_lpe相对于微小的行驶距离的变化量、即位置微分值dv/dx，并根据位置微分值dv/dx来判定电压值v_lpe是增大趋势还是减小趋势。根据上述结构，能够通过对电压值v_lpe的位置微分值dv/dx进行计算的这样的容易的方法来判定电压值v_lpe的变化趋势。
另外，还有如下这样的上述实施方式所涉及的非接触电功率传输系统10。即，非接触电功率传输系统10具有：一次侧控制装置34，其使一次线圈28传输用于进行一次线圈28与二次线圈44的位置对准的微弱电功率；电压检测器52，其检测由二次线圈44接收到的微弱电功率所产生的lpe电压；距离传感器80，其检测电动车辆40的行驶距离x；二次侧控制装置60(趋势判定部64)，其根据由电压检测器52检测到的电压值v_lpe和由距离传感器80检测到的电动车辆40的行驶距离x，来计算电压值v_lpe相对于微小的行驶距离的变化量、即位置微分值dv/dx；显示装置76和音响装置78(告知装置)，其在电压值v_lpe比第2阈值v_lpeth2(规定值)大的情况下，在位置微分值dv/dx成为0之前和之后进行不同的告知。
根据上述结构，当进行一次线圈28与二次线圈44的位置对准时，在由微弱电功率产生的电压值v_lpe达到最大值v_lpemax之前和之后进行不同的告知。因此，无需进行电功率传输效率的计算就能够告知一次线圈28与二次线圈44的位置对准的状态。
此外，本发明所涉及的非接触电功率传输系统并不限定于上述实施方式，当然能够在没有脱离本发明的要旨的范围内，采用各种结构。例如，本发明所涉及的非接触电功率传输系统也可以在具有泊车辅助装置或者自动泊车装置(日本发明专利公开公报特开2015-074266号等)的车辆中使用，其中，泊车辅助装置或者自动泊车装置能够自动进行操舵、驱动、制动中的至少一种控制。