本發(fā)明涉及一種以非接觸的方式向具備電池等電負載的車輛供給電力的非接觸供電系統(tǒng)以及非接觸受電裝置。
背景技術:
以往,作為以非接觸的方式向具備電池(電負載)的車輛供給電力來對該電池進行充電的非接觸充電系統(tǒng),已知一種專利文獻1所公開的系統(tǒng)。在該專利文獻1中公開了以下內容:在存在多個送電裝置的情況下,從送電線圈以弱勵磁的方式產(chǎn)生隨機信號,由車輛檢測該隨機信號,在車輛與送電裝置之間確認出隨機信號一致時,進行車輛與送電裝置之間的配對。
專利文獻1:國際公開2012/042902號
技術實現(xiàn)要素:
然而,上述的專利文獻1所公開的現(xiàn)有例為在車輛進入停車空間且車輛停止的狀態(tài)下從送電線圈發(fā)送具有隨機的ID圖案的信號、在車輛側接收該信號并進行配對的結構,因此產(chǎn)生從使車輛停止于停車空間起直到實際開始充電為止需要長時間這樣的問題。
本發(fā)明是為了解決這樣的以往的問題而完成的,其目的在于提供一種能夠更迅速地針對進入停車空間的車輛進行配對的非接觸供電系統(tǒng)以及非接觸受電裝置。
本發(fā)明的一個方式所涉及的非接觸供電系統(tǒng)具備送電裝置和受電裝置,其中,送電裝置具備:送電線圈,其發(fā)送電力;供電控制部,其對向送電線圈供給的電力進行控制;以及送電側通信部,其與受電裝置之間進行通信。受電裝置具備:受電線圈,其接收從送電線圈發(fā)送的電力,將接收到的電力作為驅動力而向車輛供給;副線圈,其設置在相對于受電線圈而言的車輛的前方側和后方側,將從送電線圈發(fā)送的電力作為勵磁圖案信號而進行接收;受電控制部,其對受電線圈和副線圈的電力的接收進行控制;以及受電側通信部,其與送電裝置之間進行通信。在車輛接近了停車空間時,供電控制部以包含識別數(shù)據(jù)的勵磁圖案信號進行勵磁,受電控制部從由副線圈接收到的勵磁圖案信號中獲取識別數(shù)據(jù),且受電側通信部向送電裝置發(fā)送該識別數(shù)據(jù)。在勵磁圖案信號所包含的識別數(shù)據(jù)與從受電控制部發(fā)送的識別數(shù)據(jù)一致時,供電控制部將送電線圈與受電線圈進行配對,在由設置于前方側的副線圈接收到的識別數(shù)據(jù)與由設置于后方側的副線圈接收到的識別數(shù)據(jù)不同的情況下,供電控制部取消配對。
本發(fā)明的一個方式所涉及的非接觸受電裝置具備:受電線圈,其將接收到的電力作為驅動力而向車輛供給;副線圈,在相對于受電線圈而言的車輛的前方側和后方側分別設置有至少一個該副線圈,該副線圈將從送電裝置的送電線圈發(fā)送的電力作為勵磁圖案信號而進行接收;受電控制部,其對受電線圈和副線圈的電力的接收進行控制;以及受電側通信部,其與送電裝置之間進行通信。在送電裝置被以包含識別數(shù)據(jù)的勵磁圖案信號進行了勵磁時,受電控制部從由副線圈接收的勵磁圖案信號中獲取識別數(shù)據(jù),且將該識別數(shù)據(jù)向送電裝置發(fā)送。
附圖說明
圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的非接觸供電系統(tǒng)的結構的框圖。
圖2是表示車輛與多個停車空間之間的關系的說明圖。
圖3是本發(fā)明的實施方式所涉及的非接觸供電系統(tǒng)的動力單元、送電線圈、受電線圈、副線圈以及整流平滑電路的電路圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的非接觸供電系統(tǒng)的受電線圈和副線圈的配置的說明圖。
圖5是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的非接觸供電系統(tǒng)中所使用的配對信號的數(shù)據(jù)串的說明圖。
圖6是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的非接觸供電系統(tǒng)中所使用的受電線圈和副線圈的結構的立體圖。
圖7是本發(fā)明的實施方式所涉及的表示車輛前進而接近停車空間的情形的說明圖。
圖8是本發(fā)明的實施方式所涉及的表示副線圈的接收電壓和由副線圈獲取到的識別數(shù)據(jù)的波形圖。
圖9是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的非接觸供電系統(tǒng)的處理過程的流程圖的第一分圖。
圖10是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的非接觸供電系統(tǒng)的處理過程的流程圖的第二分圖。
圖11是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的非接觸供電系統(tǒng)的受電電壓判斷處理過程的流程圖。
圖12是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的非接觸供電系統(tǒng)的配對處理過程的流程圖。
圖13是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的非接觸供電系統(tǒng)的車輛離開時的配對處理過程的流程圖。
圖14是本發(fā)明的實施方式所涉及的表示車輛接近停車空間的情形的說明圖。
圖15是本發(fā)明的實施方式所涉及的表示車輛進入停車空間內的情形的說明圖。
圖16是本發(fā)明的實施方式所涉及的表示車輛進入停車空間內的情形的說明圖。
圖17是本發(fā)明的實施方式所涉及的表示車輛停放在停車空間內的規(guī)定位置的情形的說明圖。
圖18是本發(fā)明的實施方式所涉及的表示送電線圈的勵磁電壓和副線圈的受電電壓的波形圖。
圖19是本發(fā)明的實施方式所涉及的表示由相鄰的兩個副線圈接收配對信號的情形的說明圖。
圖20是本發(fā)明的實施方式所涉及的表示由兩個副線圈接收的電壓的變化的波形圖。
圖21是本發(fā)明的實施方式所涉及的表示將由兩個副線圈接收到的識別數(shù)據(jù)進行合成而生成合成數(shù)據(jù)的過程的波形圖。
圖22是本發(fā)明的實施方式所涉及的表示將由兩個副線圈接收到的接收信號進行合成的情形的說明圖。
圖23是本發(fā)明的實施方式所涉及的表示車輛橫跨著進入兩個停車空間的情形的說明圖。
圖24是本發(fā)明的實施方式所涉及的表示由兩個副線圈接收到的接收數(shù)據(jù)不同的情況下的各接收數(shù)據(jù)和合成數(shù)據(jù)的波形圖。
圖25是本發(fā)明的實施方式所涉及的表示車輛從停車空間離開的情形的說明圖。
圖26是表示副線圈的配置的變形例的說明圖。
具體實施方式
以下,基于附圖來說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的非接觸供電系統(tǒng)的結構的框圖。如圖1所示,該非接觸供電系統(tǒng)具備設置于地面?zhèn)鹊耐\囋O備的多個送電裝置(在圖1中,作為一例,示出了兩個送電裝置101、101a)和搭載于車輛20的受電裝置102。
送電裝置101具備用于停放車輛20的停車空間。另外,送電裝置101還具備地面單元51、設置于停車空間的地面的送電線圈11、以及在車輛20接近了停車空間時對此進行檢測的車輛檢測傳感器33。此外,在圖1中,作為一例,示出了兩個送電裝置101、101a。本發(fā)明并不限定于此,也能夠應用于具備三個以上的送電裝置的情況。
地面單元51具備向送電線圈11流通電流來進行勵磁的動力單元12、對該動力單元12的工作進行控制的地面控制器13(供電控制部)以及與受電裝置102之間進行無線通信的通信部14(送電側通信部)。動力單元12進行從送電線圈11發(fā)送勵磁圖案信號的控制,該勵磁圖案信號是通過以某個圖案進行勵磁而形成的。另外,送電裝置101a也具有同樣的結構,具備地面單元51a、送電線圈11a以及車輛檢測傳感器33a。此外,地面控制器13例如能夠構成為包括中央運算單元(CPU)、RAM、ROM、硬盤等存儲單元的一體型的計算機。
搭載于車輛20的受電裝置102具備設置在車輛20的底部適當位置的受電線圈21以及對由該受電線圈21接收的交流電壓進行直流化且進行平滑化的整流平滑電路22。受電裝置102還具備對整流平滑電路22的工作進行控制的車輛控制器24(受電控制部)、充入由受電線圈21接收到的電壓的電池23(電負載)以及與地面單元51之間進行通信的通信部25(受電側通信部)。在車輛20停放在停車空間的規(guī)定位置時,受電線圈21被配置成處于與上述的送電線圈11相向的位置。而且,該受電線圈21將接收到的電力供給到電池23。即,將接收到的電力作為驅動力而供給到車輛20。
另外,受電裝置102具備設置在車輛20的底部的副線圈SC1、SC2、SC3、SC4。在到車輛20移動而停放于停車空間的規(guī)定位置為止的期間,該副線圈SC1~SC4接收從送電線圈11輸出的勵磁圖案信號,并向車輛控制器24輸出該信號。后面記述各副線圈SC1~SC4的配置結構。此外,車輛控制器24例如能夠構成為包括中央運算單元(CPU)、RAM、ROM、硬盤等存儲部的一體型的計算機。
圖2是表示車輛20與多個停車空間32、32a之間的關系的說明圖。在本實施方式中,進行如下的處理:通過在設置于各停車空間32、32a的地面單元51、51a與搭載于車輛20的受電裝置102之間進行無線通信,來進行將受電裝置102同與該車輛20所停放的停車空間32對應的送電裝置101進行配對的處理。而且,對已與車輛20配對的送電裝置101的送電線圈11進行通電而發(fā)送電力,受電裝置102接收該電力來對搭載于車輛20的電池23(參照圖1)進行充電。
圖3是表示圖1所示的動力單元12、送電線圈11、受電線圈21、整流平滑電路22、副線圈SC1~SC4以及其周邊設備的詳細結構的電路圖。如圖3所示,動力單元12具備包括多個開關電路(例如半導體元件等)的逆變器電路31。而且,通過地面控制器13(參照圖1)的控制來對各開關電路的接通、斷開進行控制,從而將從直流電源15提供的直流電壓Vin轉換為規(guī)定頻率的交流電壓。
電阻R1和電容器C1連接于送電線圈11,對該送電線圈11施加從動力單元12輸出的交流電壓來使電流流通,由此能夠將送電線圈11設為第一勵磁和第二勵磁,該第一勵磁是后述的配對用的勵磁,該第二勵磁是用于車輛20的位置對準的勵磁。并且,在如圖1所示將送電線圈11與受電線圈21配置在彼此相向的位置的情況下,通過將送電線圈11設為第三勵磁,來以非接觸的方式向受電線圈21發(fā)送用于電池充電的電力,該第三勵磁是用于電池充電的勵磁。
受電線圈21與電容器C2及電阻R2連接,以非接觸的方式接收從送電線圈11發(fā)送的電力。整流平滑電路22具有包括多個二極管的橋電路和電容器C3,將由受電線圈21接收到的交流電壓轉換為直流電壓,再進行平滑化后向電池23提供。
副線圈SC1~SC4在接收到從送電線圈11輸出的勵磁圖案信號的情況下,向圖1所示的車輛控制器24輸出該勵磁圖案信號。即,在車輛20正在進入停車空間32內時,伴隨車輛20的移動而副線圈SC1~SC4中的至少一個副線圈接近送電線圈11,由副線圈SC1~SC4接收到從該送電線圈11輸出的勵磁圖案信號,在該情況下,向車輛控制器24輸出該勵磁圖案信號。
圖4是表示搭載于車輛20的底部的受電線圈21和各副線圈SC1~SC4的配置、以及各副線圈SC1~SC4的能夠接收區(qū)域的說明圖。如圖4所示,在相對于受電線圈21而言的車輛20的前方側設置有副線圈SC2,在相對于受電線圈21而言的車輛20的后方側設置有兩個副線圈SC3、SC4。并且,以重疊于受電線圈21的方式設置副線圈SC1。副線圈SC1卷繞于與受電線圈21同一個芯。即,如圖6所示,受電線圈21以螺旋狀卷繞于平板形狀的鐵氧體芯61,并且,副線圈SC1卷繞于該鐵氧體芯61的大致中央部。
如圖4所示,各副線圈SC1、SC2、SC3、SC4的能夠接收區(qū)域分別設為Q1、Q2、Q3、Q4。也就是說,在能夠接收區(qū)域處于與送電線圈11的勵磁范圍重疊的位置的情況下,能夠接收從該送電線圈11輸出的勵磁圖案信號。此時,彼此相鄰的副線圈的能夠接收區(qū)域有一部分重疊。具體地說,能夠接收區(qū)域Q1與Q2有一部分重疊,同樣地,能夠接收區(qū)域Q1與Q3、Q1與Q4以及Q3與Q4有一部分重疊。使能夠接收區(qū)域的一部分重疊的理由在于,為了防止在車輛20正在朝向停車空間32內的規(guī)定位置移動時送電線圈11與各副線圈SC1~SC4之間的勵磁圖案信號的通信中斷。
在本實施方式中,在車輛20接近了停車空間32時,將送電線圈11設為第一勵磁。在第一勵磁中,如后述那樣輸出包含配對信號的勵磁圖案信號。而且,基于由各副線圈SC1~SC4中的至少一個副線圈接收的勵磁圖案信號所包含的配對信號,在受電裝置102與送電裝置101之間進行配對。并且,在配對完成后,將送電線圈11設為第二勵磁,根據(jù)由副線圈SC1接收的勵磁圖案信號的強度,對車輛20是否停放在停車空間32內的規(guī)定位置進行判斷。之后,在判斷為車輛20已停放在停車空間32內的規(guī)定位置的情況下,將送電線圈11設為第三勵磁,進行非接觸供電。
在此,設為第二勵磁時向送電線圈11供給的電力大于設為第一勵磁時向送電線圈11供給的電力。這是為了防止在送電線圈11被設為第一勵磁時車輛控制器24錯誤地識別為第二勵磁。
下面,參照圖5所示的數(shù)據(jù)串來說明第一勵磁。在第一勵磁中,以包含配對信號的圖案對送電線圈11進行勵磁,該配對信號包括起始位、ID、數(shù)據(jù)長度碼、識別數(shù)據(jù)、縮略值、結束位的數(shù)據(jù)串。因而,從送電線圈11輸出的勵磁圖案信號包含圖5所示的配對信號。
在配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)中,設定有對每個停車空間分配的固有位串。例如,在設為4位的數(shù)據(jù)的情況下,設定“1、0、1、0”。地面控制器13以包含圖5所示的配對信號的方式對送電線圈11中流動的電流進行控制。即,在第一勵磁中,以包含識別數(shù)據(jù)的勵磁圖案信號對送電線圈11進行勵磁。
當利用圖5所示的配對信號的數(shù)據(jù)串進行調制得到的電流向送電線圈11流通時,由各副線圈SC1~SC4中的、能夠接收區(qū)域與送電線圈11的勵磁范圍重疊的副線圈接收配對信號,該配對信號被供給到圖1所示的車輛控制器24。
由車輛控制器24從由副線圈接收到的勵磁圖案信號所包含的配對信號中讀取數(shù)據(jù)串,對識別數(shù)據(jù)進行識別。然后,將識別出的識別數(shù)據(jù)從通信部25向通信部14發(fā)送,地面控制器13在對由送電線圈11發(fā)送的識別數(shù)據(jù)與由通信部14接收到的識別數(shù)據(jù)一致的情況下,將該停車空間與車輛20進行配對。
另外,在由多個副線圈SC1~SC4中的多個副線圈接收到數(shù)據(jù)串的情況下,對各數(shù)據(jù)串的OR進行運算。此時,在由多個副線圈接收到的數(shù)據(jù)串是從同一送電線圈11發(fā)送的配對信號的情況下,即使對OR進行運算也為同一數(shù)據(jù)串。具體地說,在配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)是“1、0、1、0”且由多個副線圈接收到該配對信號的情況下,即使對各配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)“1、0、1、0”的OR進行運算,其結果也是“1、0、1、0”。因而,能夠進行使用了該識別數(shù)據(jù)的配對。
另一方面,例如,在由副線圈SC3接收到的配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)與由副線圈SC4接收到的配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)不同的情況下,當對它們的OR進行運算時,不會成為同一識別數(shù)據(jù)。例如,在由副線圈SC3接收到的配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)為“0、1、0、1”且由副線圈SC4接收到的配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)為“1、0、1、0”的情況下,當對它們的OR進行運算時,成為“1、1、1、1”。該數(shù)據(jù)為沒有意義的數(shù)據(jù),因此縮略值為錯誤。在縮略值為錯誤的情況下,車輛控制器24取消配對。后面進行詳細記述。
接著,參照圖7所示的說明圖和圖8所示的波形圖來說明在車輛20前進而進入停車框34內的停車空間32時的、由副線圈SC2(搭載于車輛20的前方側的副線圈)接收到的電壓的變化。當車輛20進入停車空間32內且副線圈SC2的能夠接收區(qū)域Q2與送電線圈11的勵磁范圍的一部分重疊時,如圖8的(a)所示,在時刻t0由副線圈SC2接收到的電壓逐漸增大,之后轉為減少。而且,當在時刻t1由副線圈SC2接收到的電壓超過第一閾值電壓Vth1時,能夠識別配對信號的數(shù)據(jù)串。即,如圖8的(b)所示,在時刻t1獲取以“0”、“1”變化的配對信號的數(shù)據(jù)串。然后,能夠使用該數(shù)據(jù)串來進行車輛20與停車空間32的配對。
接著,參照圖9、圖10所示的流程圖以及圖14~圖17所示的說明圖來對車輛20接近停車空間32之后直至停放在停車空間32內的規(guī)定位置為止的動作進行說明。
圖14表示車輛20正在接近停車框34內的停車空間32的狀態(tài)。此時,地面控制器13被設為正在待機(圖9的步驟a11),車輛控制器24為正在接近停車空間32(步驟b11)。然后,通過LAN(Local Area Network:局域網(wǎng))等的通信,從通信部25發(fā)送包含車輛ID的無線信號(步驟b12)。
地面單元51的通信部14當接收到該無線信號時,對該無線信號所包含的車輛ID為正規(guī)的車輛ID進行識別(步驟a13)。之后,使地面單元51啟動(步驟a14),用無線信號向車輛控制器24通知地面單元51已啟動(步驟a15)。
車輛控制器24通過顯示器(省略圖示)等來向車輛20的駕駛者通知地面單元51已啟動(步驟b13)。其結果,駕駛者能夠識別地面單元51已啟動。車輛控制器24變?yōu)榈却鋵π盘?步驟b14)。
當?shù)孛鎲卧?1啟動時,地面控制器13使車輛檢測傳感器33啟動(步驟a16)。地面控制器13變?yōu)榈却囕v20接近的狀態(tài)(步驟a17)。
之后,當如圖15所示那樣車輛20的一部分進入停車空間32的停車框內時(步驟b15),由車輛檢測傳感器33檢測出車輛20進入了停車空間32內(步驟a18)。地面控制器13通過包含配對信號的勵磁圖案信號將送電線圈11設為第一勵磁(圖10的步驟a19)。并且,持續(xù)進行第一勵磁(步驟a20)。此時,車輛控制器24變?yōu)榈却鋵π盘柕臓顟B(tài)(步驟b16)。
之后,當如圖16所示那樣車輛20接近停車空間32內的送電線圈11、并且副線圈SC4的能夠接收區(qū)域Q4到達與送電線圈11的勵磁范圍重疊的位置時(步驟b17),由副線圈SC4接收配對信號,車輛控制器24對該配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)進行識別(步驟b18)。
車輛控制器24將識別出的識別數(shù)據(jù)從通信部25發(fā)送,來對地面控制器13請求配對(步驟b19)。地面控制器13接收識別數(shù)據(jù)(步驟a21),對以第一勵磁發(fā)送的配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)與從車輛控制器24發(fā)送的識別數(shù)據(jù)是一致還是不一致進行判斷。而且,在兩者一致的情況下,將受電裝置102與送電裝置101進行配對(步驟a22)。配對處理的詳細內容在后面記述。之后,地面控制器13開始可充電位置判斷控制(步驟a23)。
車輛控制器24識別出已配對(步驟b20),開始可充電位置判斷控制(步驟b21)。
地面控制器13對該送電線圈11中流動的電流進行控制,使得將送電線圈11設為第二勵磁(步驟a24)。之后,轉移到非接觸充電(步驟a25)。車輛控制器24對由設置在受電線圈21附近的副線圈SC1接收到的電壓的大小進行判斷(步驟b22)。在后面記述該受電電壓判斷處理的詳細內容。
然后,在如圖17所示那樣車輛20停放在停車空間32內的規(guī)定位置的情況下,即在到達了送電線圈11與受電線圈21彼此相向的位置的情況下,轉移到非接觸充電(步驟b23)。
接著,參照圖11所示的流程圖來對圖10的步驟b22所示的受電電壓判斷處理的詳細的過程進行說明。當開始受電電壓判斷處理時,地面控制器13將送電線圈11設為第二勵磁。即,以高于上述的第一勵磁的電壓對送電線圈11進行勵磁,從該送電線圈11發(fā)送電力。
在圖11的步驟S11中,當與受電線圈21一并設置的副線圈SC1接收到基于第二勵磁的電力時,車輛控制器24對基于該電力的電壓是否達到了預先設定的第二閾值電壓Vth2(>Vth1)進行判斷。
然后,在沒有達到第二閾值電壓Vth2的情況下(在步驟S12中“否”),判斷為車輛20的停車位置沒有到達規(guī)定位置,在步驟S13中向駕駛者通知該意思,將處理返回到步驟S11。
另一方面,在由副線圈SC1接收的電壓達到了閾值電壓Vth2的情況下(在步驟S12中“是”),判斷為車輛20已停放在規(guī)定位置。然后,在步驟S14中,將車輛的停車位置到達了可充電位置這一情況顯示在顯示器(省略圖示)等上,來向駕駛者通知車輛的停車位置到達了可充電位置。駕駛者通過看見該顯示來使車輛20停止。
即,送電線圈11與副線圈SC1重疊的面積越大,則由副線圈SC1接收的電壓增加得越多。因而,通過監(jiān)視由副線圈SC1接收的電壓,能夠判斷車輛20是否停放在停車空間32內的規(guī)定位置(可充電位置)。
在步驟S15中,對是否由駕駛者輸入了充電開始請求進行判斷。然后,在輸入了充電開始請求的情況下(在步驟S15中“是”),在步驟a25、b23中,開始電池23的充電。
參照圖18的(a)、(b)來說明上述的處理。圖18的(a)是表示送電線圈11中被勵磁的電壓變化的波形圖,圖18的(b)是表示由副線圈SC1接收的電壓變化的波形圖。在圖18的(a)所示的時刻t0,將送電線圈11設為第一勵磁。即,以包含配對信號的勵磁圖案信號對送電線圈11進行勵磁。如圖18的(b)所示,在時刻t0由副線圈SC1接收配對信號,并且接收信號的強度增強,在時刻t1進行配對。之后,在時刻t2將送電線圈11從第一勵磁切換為第二勵磁。由于車輛20正在相對于停車空間32移動,因此由受電線圈21接收的電壓如圖18的(b)所示那樣變動。而且,在接收電壓達到了預先設定的第二閾值電壓Vth2的情況下,判斷為車輛20已到達可充電位置。
此外,在本實施方式中,對根據(jù)由副線圈SC1接收的電壓的大小來判斷車輛20是否已停放在可充電位置的例子進行了說明,但是本發(fā)明并不限定于此,也能夠根據(jù)由受電線圈21接收的電壓的大小來判斷車輛20是否已停放在可充電位置。
接著,參照圖12所示的流程圖來說明圖10的步驟a22所示的配對處理的詳細的過程。
首先,在步驟S31中,在由各副線圈SC1~SC4中的任一個副線圈接收到配對信號的情況下,車輛控制器24從該配對信號中獲取識別數(shù)據(jù)。此時,在由兩個以上的副線圈接收到配對信號的情況下,獲取將由各副線圈接收到的配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)進行合成得到的合成數(shù)據(jù)。
下面,參照圖19所示的說明圖和圖20、圖21所示的波形圖來說明合成數(shù)據(jù)的生成方法。圖19是表示車輛20進入停車空間32時的位置關系的說明圖,圖20是表示兩個副線圈SC4、SC1的接收信號的波形圖。如圖19所示,當車輛20一邊后退一邊如圖中箭頭Y1那樣進入停車空間32時,首先副線圈SC4的能夠接收區(qū)域Q4與送電線圈11的勵磁范圍重疊,因此如圖20的(a)所示,由副線圈SC4接收的電壓逐漸上升,在時刻t11達到能夠通信的電壓即第一電壓閾值Vth1。之后,當車輛20進一步進入停車空間32內時,副線圈SC4的能夠接收區(qū)域Q4逐漸遠離送電線圈11,因此由副線圈SC4接收的電壓轉為下降。
另一方面,卷繞于與受電線圈21相同的芯(圖6的鐵氧體芯61)的副線圈SC1的能夠接收區(qū)域Q1比能夠接收區(qū)域Q4相比較晚地與送電線圈11的勵磁范圍重疊,因此如圖20的(b)所示,在時刻t12達到第一電壓閾值Vth1。此時,能夠接收區(qū)域Q1與Q4各自有一部分重疊,因此在比由副線圈SC4接收的電壓低于第一電壓閾值Vth1的時刻t13早的時刻t12,由副線圈SC1接收的電壓超過第一電壓閾值Vth1。因而,能夠將與送電線圈11之間的通信從副線圈SC4承接到副線圈SC1,能夠防止中途通信中斷。
這不僅是副線圈SC3與SC1之間的關系,各能夠接收區(qū)域還在SC1與SC2之間、SC1與SC4之間、SC3與SC4之間,即彼此相鄰的副線圈之間有一部分重疊。因而,能夠防止在彼此相鄰的副線圈之間通信中途中斷。
另外,如圖20的(a)所示,副線圈SC4在接收的電壓超過第一閾值電壓Vth1的時間帶(t11~t13),能夠獲取以“0”、“1”變化的識別數(shù)據(jù)。作為其結果,如圖21的(a)所示,在時刻t11~t13的時間帶獲取識別數(shù)據(jù)。另一方面,如圖20的(b)所示,在時刻t12,副線圈SC1的接收電壓達到閾值電壓Vth1,因此能夠在時刻t12以后獲取識別數(shù)據(jù)。其結果,獲取如圖21的(b)所示那樣的識別數(shù)據(jù)。車輛控制器24將兩方的識別數(shù)據(jù)進行合成,生成合成數(shù)據(jù)。具體地說,通過對由副線圈SC4獲取到的識別數(shù)據(jù)(圖21的(a)的波形)與由副線圈SC1獲取到的識別數(shù)據(jù)(圖21的(b)的波形)的OR進行運算,來求出合成數(shù)據(jù)。其結果,得到圖21的(c)所示的合成數(shù)據(jù)。
此外,在本實施方式中,如圖21的(a)~(c)所示,對于對兩個識別數(shù)據(jù)的OR進行運算而求出合成數(shù)據(jù)的例子進行了說明,但是也可以設為根據(jù)將兩個識別數(shù)據(jù)疊加而得到的信號來求出合成數(shù)據(jù)。例如,如圖22所示,在由副線圈SC4得到曲線q13所示的接收信號、由副線圈SC1得到曲線q12所示的接收信號的情況下,能夠將對各接收信號q12、q13進行合成得到的信號q11作為合成數(shù)據(jù)。即,能夠通過求出接收信號q12與q13中的較大一方的信號,來獲取與對OR進行運算同樣的合成數(shù)據(jù)。
在圖12所示的步驟S32中,車輛控制器24對合成數(shù)據(jù)的縮略值進行運算。然后,在步驟S33中,對步驟S32中求出的縮略值是否與從送電線圈11發(fā)送的識別數(shù)據(jù)的縮略值一致進行判斷。而且,在不一致的情況下(步驟S33中“否”),不進行配對,在當前時刻正在進行配對的情況下,在步驟S34中,取消該配對。之后,將處理返回到步驟S31。
另一方面,在縮略值一致的情況下(步驟S33中“是”),在步驟S35中車輛控制器24開始配對。在該處理中,將合成數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)串與從送電線圈11發(fā)送的識別數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)串進行對比,在兩方一致的情況下,使該車輛20的受電裝置102與送電裝置101進行配對。具體地說,在例如合成數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)串是“1、0、1、0”、從送電線圈11發(fā)送的識別數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)串是“1、0、1、0”的情況下,兩方一致,因此使它們進行配對。
在步驟S36中,車輛控制器24對配對是否成功進行判斷。而且,在配對不成功的情況下(步驟S36中“否”),將處理返回到步驟S31。在配對成功的情況下(步驟S36中“是”),在步驟a23中,開始可充電位置判斷控制。
接著,對由車輛控制器24獲取的合成數(shù)據(jù)與從地面控制器13發(fā)送的識別數(shù)據(jù)一致的情況以及不一致的情況詳細地進行說明。如圖19所示,在車輛20正在正常地進入停車空間32的停車框34內的情況下,由各副線圈SC1~SC4獲取的識別數(shù)據(jù)為從相同的送電線圈11發(fā)送的識別數(shù)據(jù)。
因而,在對由各副線圈SC1~SC4獲取的識別數(shù)據(jù)的OR進行運算而生成了合成數(shù)據(jù)的情況下,該合成數(shù)據(jù)與從地面控制器13發(fā)送的識別數(shù)據(jù)一致。即,如圖21的(a)~(c)所說明那樣,當將由副線圈SC4接收到的識別數(shù)據(jù)與由副線圈SC1接收到的識別數(shù)據(jù)進行合成而生成合成數(shù)據(jù)時,該合成數(shù)據(jù)與從送電線圈11發(fā)送的識別數(shù)據(jù)一致。由此,在圖12的步驟S33的處理中,判斷為合成數(shù)據(jù)的縮略值一致,因此進行使用了該合成數(shù)據(jù)的配對。
另一方面,在由各副線圈SC1~SC4獲取的識別數(shù)據(jù)不一致的情況下,從送電線圈11發(fā)送的識別數(shù)據(jù)與由各副線圈SC1~SC4接收的識別數(shù)據(jù)的合成數(shù)據(jù)不一致,因此成為錯誤。下面,參照圖23所示的說明圖和圖24所示的波形圖來說明這一內容。
如圖23所示,認為是車輛20橫跨著進入兩個停車空間32、32a的情況。在該情況下,副線圈SC3接收從停車空間32的送電線圈11發(fā)送的配對信號。另一方面,副線圈SC4接收從停車空間32a的送電線圈11a發(fā)送的配對信號。其結果,由副線圈SC3獲取的識別數(shù)據(jù)為圖24的(a)所示的波形,由副線圈SC4獲取的識別數(shù)據(jù)為圖24的(b)所示的波形。
而且,兩方的波形不同,因此當對兩方的OR進行運算而生成合成數(shù)據(jù)時,如圖24的(c)所示,變?yōu)闆]有意義的波形。因而,在圖12的步驟S33的處理中,在判斷為縮略值不一致后,取消配對。
也就是說,如圖23所示,在車輛20橫跨著進入兩個停車空間32、32a的情況下,不與停車空間32、32a中的任一個進行配對。因而,車輛20的駕駛者移動車輛20來進行進入期望的停車空間內的操作。
另外,在圖23中,示出了在由設置于受電線圈21的后方側的副線圈SC3與副線圈SC4獲取的識別數(shù)據(jù)不同的情況下取消配對的例子,但是在由設置于受電線圈21的前方側的副線圈SC2與設置于后方側的副線圈SC3或SC4之間識別數(shù)據(jù)不同的情況下,也取消配對。即,在本實施方式所涉及的非接觸供電裝置中,在由設置于受電線圈21的前方側的副線圈接收的識別數(shù)據(jù)與由設置于受電線圈21的后方側的副線圈接收的識別數(shù)據(jù)不同的情況下,取消配對。
并且,即使沒有將多個識別數(shù)據(jù)進行合成,也能夠在將由各副線圈SC1~SC4獲取的識別數(shù)據(jù)進行對比、至少一個識別數(shù)據(jù)與其它識別數(shù)據(jù)不同的情況下,取消配對。
接著,參照圖13所示的流程圖和圖25所示的說明圖來將受電裝置102與送電裝置101進行配對之后從該停車空間32脫離的情況的動作進行說明。該動作是在車輛20與停車空間32之間的配對完成之后不進行電池23的充電而將車輛20從停車空間32脫離等的情況下進行的。
首先,在圖13的步驟S51中,車輛控制器24處于合成數(shù)據(jù)的等待接收狀態(tài)。在步驟S52中,對是否由各副線圈SC1~SC4接收到配對信號且獲取到識別數(shù)據(jù)進行判斷。而且,在固定時間以上沒有獲取到識別數(shù)據(jù)的情況下(步驟S52中“否”),在步驟S53中,取消配對。之后,將處理返回到步驟S51。
另一方面,在已獲取到識別數(shù)據(jù)的情況下(步驟S52中“是”),在步驟S54中,車輛控制器24對由各副線圈獲取到的識別數(shù)據(jù)的OR進行運算,生成合成數(shù)據(jù)。
在步驟S55中,車輛控制器24對生成的合成數(shù)據(jù)的縮略值進行運算,并且,在步驟S56中,對是否與從地面控制器13發(fā)送的配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)的縮略值一致進行判斷。
其結果,在不一致的情況下(步驟S56中“否”),在步驟S53中取消配對。另一方面,在一致的情況下(步驟S56中“是”),在步驟S57中車輛控制器24開始配對。在步驟S58中,車輛控制器24對配對是否成功進行判斷,在成功的情況下,在步驟a23(參照圖10)中開始可充電位置判斷控制。
這樣,在車輛20從停車空間32脫離的情況下,如果各副線圈SC1~SC4與送電線圈11之間的通信中斷,則立即取消配對。
通過這樣,在本實施方式所涉及的非接觸供電系統(tǒng)中,將多個副線圈SC1~SC4搭載于車輛20的底面。另外,當車輛20接近停車空間32時,將送電線圈11設為第一勵磁來發(fā)送配對信號。然后,當由副線圈SC1~SC4中的至少一個副線圈接收到該配對信號時,對該配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)與從送電線圈11發(fā)送的配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)的一致進行判斷,在一致的情況下,對搭載于該車輛20的受電裝置102與送電裝置101進行配對。
因而,能夠在車輛20停放于停車空間32內的規(guī)定位置之前的時間點,將車輛20與停車空間32進行配對。其結果,能夠迅速地進行要在配對之后執(zhí)行的可充電位置判斷控制和非接觸充電。
另外,在相對于受電線圈21的前方側和后方側分別搭載有至少一個副線圈。具體地說,在受電線圈21的前方側搭載有副線圈SC2,在受電線圈21的后方側搭載有副線圈SC3、SC4。因而,在車輛20前進地接近停車空間32的情況和車輛20后退地接近停車空間32的情況這兩種情況下,能夠由某一個副線圈接收從送電線圈11發(fā)送的識別數(shù)據(jù)。
并且,在受電線圈21的前方側和后方側中的至少一方,設置有兩個以上的副線圈。具體地說,在受電線圈21的后方側,設置有兩個副線圈SC3、SC4。因而,如果一旦配對成立,則能夠持續(xù)接收配對信號直至之后的車輛20移動而到達停車空間32的規(guī)定位置為止。
另外,彼此相鄰的副線圈的能夠接收區(qū)域各自的一部分相互重疊,因此能夠防止與送電線圈11之間的通信中斷。
另外,在由副線圈接收的識別數(shù)據(jù)或它們的合成數(shù)據(jù)的縮略值與從送電線圈發(fā)送的識別數(shù)據(jù)的縮略值不一致的情況下,不發(fā)送識別數(shù)據(jù)。即,車輛控制器24對合成后的識別數(shù)據(jù)的健全性進行判斷,如果不健全,則不向地面單元51發(fā)送合成后的識別數(shù)據(jù),因此例如能夠避免在從多個停車空間發(fā)送的識別數(shù)據(jù)混在一起的情況下進行配對,能夠使駕駛者識別出車輛20的停車位置不適當。
并且,在由全部的副線圈SC1~SC4接收的配對信號中斷的情況或配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)與從地面單元51發(fā)送的配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)不一致的情況下,取消配對。因而,在車輛20從停車空間32脫離的情況下,在各副線圈SC1~SC4與送電線圈11之間的通信中斷時,立即取消配對。因此,車輛20能夠立即轉移到與其它停車空間之間的配對動作。并且,被取消了配對的停車空間32能夠轉移到與其它車輛之間的配對。
[本實施方式的變形例的說明]
在上述的實施方式中,對搭載有圖4所示的副線圈SC1~SC4來作為設置于車輛20的底部的副線圈的例子進行了說明。即,對搭載有卷繞于與受電線圈21相同的芯的副線圈SC1、設置于該副線圈SC1的前方側的副線圈SC2、分別設置于副線圈SC1的后方側的左右的副線圈SC3、SC4的例子進行了說明。
關于本發(fā)明,只要在受電線圈21的前方側和后方側分別搭載有至少一個副線圈即可,除了圖4所示的副線圈的配置以外還可以設為例如圖26的(a)~(d)所示那樣。圖26的(a)具備設置于受電線圈21的前方側的副線圈SC2和設置于受電線圈21的后方側的副線圈SC5。另外,在受電線圈21的附近沒有搭載副線圈。即,沒有搭載圖4所示的副線圈SC1。而且,在受電線圈21的周圍設定有能夠接收區(qū)域Q0,在副線圈SC2的周圍設定有能夠接收區(qū)域Q2,在副線圈SC5的周圍設定有能夠受電區(qū)域Q5。
在該情況下,由受電線圈21接收從送電線圈11發(fā)送的配對信號,獲取識別數(shù)據(jù)。也就是說,在受電線圈21的能夠接收區(qū)域Q0與送電線圈11的勵磁范圍重疊時,由受電線圈21接收從該送電線圈11發(fā)送的配對信號,因此獲取由該受電線圈21接收到的配對信號所包含的識別數(shù)據(jù)來進行配對。而且,在設為這種副線圈的配置結構的情況下,也能夠達到與上述的實施方式同樣的效果。另外,使用受電線圈21來獲取識別數(shù)據(jù),因此能夠縮減副線圈的個數(shù)。
圖26的(b)具備卷繞于與受電線圈21相同的芯的副線圈SC1、設置于受電線圈21的前方側的副線圈SC2以及設置于受電線圈21的后方側的副線圈SC5。而且,在副線圈SC1的周圍設定有能夠接收區(qū)域Q1,在副線圈SC2的周圍設定有能夠接收區(qū)域Q2,在副線圈SC5的周圍設定有能夠受電區(qū)域Q5。在設為這種副線圈的配置結構的情況下,也能夠得到與上述的實施方式同樣的效果。
圖26的(c)具備設置于受電線圈21的前方側的副線圈SC2、分別設置于受電線圈21的后方側的左右的副線圈SC3、SC4以及設置于比該副線圈SC3、SC4更靠后方側的副線圈SC6。而且,在受電線圈21的周圍設定有能夠接收區(qū)域Q0,在副線圈SC2的周圍設定有能夠接收區(qū)域Q2,在副線圈SC3的周圍設定有能夠接收區(qū)域Q3,在副線圈SC4的周圍設定有能夠接收區(qū)域Q4,在副線圈SC6的周圍設定有能夠接收區(qū)域Q6。在設為這種副線圈的配置結構的情況下,也能夠得到與上述的實施方式同樣的效果。
圖26的(d)具備設置于受電線圈21的前方側的副線圈SC2、以及分別設置于受電線圈21的后方側的左右的副線圈SC3、SC4。而且,在受電線圈21的周圍設定有能夠接收區(qū)域Q0,在副線圈SC2的周圍設定有能夠接收區(qū)域Q2,在副線圈SC3的周圍設定有能夠接收區(qū)域Q3,在副線圈SC4的周圍設定有能夠接收區(qū)域Q4。在設為這種副線圈的配置結構的情況下,也能夠得到與上述的實施方式同樣的效果。
以上,基于圖示的實施方式,對本發(fā)明的非接觸供電系統(tǒng)和非接觸受電裝置進行了說明,但是本發(fā)明并不限定于此,能夠將各部的結構置換為具有同樣的功能的任意的結構。
例如,在上述的實施方式中,作為電負載,以電池23為例進行了說明,但是本發(fā)明并不限定于此,例如能夠將電動機作為電負載。
附圖標記說明
11、11a:送電線圈;12:動力單元;13:地面控制器;14:通信部;15:直流電源;20:車輛;21:受電線圈;22:整流平滑電路;23:電池;24:車輛控制器;25:通信部;31:逆變器電路;32、32a:停車空間;33、33a:車輛檢測傳感器;51、51a:地面單元;61:鐵氧體芯;101:送電裝置;102:受電裝置。