車輛和非接觸供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛和非接觸供電系統(tǒng),更特定地涉及非接觸供電系統(tǒng)中的送電部與受電部之間的對(duì)位技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]不使用電源線、送電電纜的非接觸的無(wú)線電力傳送近年來(lái)正受到關(guān)注,有人提出了將無(wú)線電力傳送應(yīng)用于能夠利用來(lái)自車輛外部的電源(以下也稱作“外部電源”)的電力對(duì)車載的蓄電裝置進(jìn)行充電的電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車輛等。
[0003]在這樣的非接觸供電系統(tǒng)中,為了提高電力傳送效率,使送電側(cè)與受電側(cè)適當(dāng)對(duì)位是重要的。并且,在某些系統(tǒng)中,有人提出了為了使送電部與受電部接近而設(shè)置能夠使送電部或受電部移動(dòng)的機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
[0004]日本特開(kāi)2011-036107號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)公開(kāi)了如下結(jié)構(gòu):在設(shè)置于車輛的受電側(cè)線圈與設(shè)置于地面的送電側(cè)線圈之間以非接觸方式傳遞電力的充電系統(tǒng)中,設(shè)置位置調(diào)整部,該位置調(diào)整部調(diào)整送電側(cè)線圈的位置,以使送電側(cè)線圈與受電側(cè)線圈成為彼此電磁耦合的位置關(guān)系。
[0005]另外,在日本特開(kāi)2011-120387號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)以及日本特開(kāi)2011-193617號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)中公開(kāi)了如下結(jié)構(gòu):在車輛的非接觸供電系統(tǒng)中,在車輛側(cè)設(shè)置升降裝置,該升降裝置通過(guò)使設(shè)置于車輛的受電線圈升降來(lái)使受電線圈接近送電線圈。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011-036107號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2011-120387號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2011-193617號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0012]在非接觸供電系統(tǒng)中在對(duì)搭載于車輛的蓄電裝置進(jìn)行充電的情況下,在設(shè)置有送電裝置的駐車空間中進(jìn)行駐車以使電力傳送時(shí)的送電部與受電部的位置關(guān)系成為適于電力傳送的位置是重要的。另外,在如上述專利文獻(xiàn)所公開(kāi)的在駐車后送電部或受電部能夠移動(dòng)的結(jié)構(gòu)的情況下,為了得到所期望的電力傳送效率,需要使進(jìn)行電力傳送時(shí)的送電部與受電部的最終位置關(guān)系處于預(yù)定范圍內(nèi)。
[0013]若該送電部與受電部之間的位置關(guān)系不合適,則會(huì)在電力傳送效率降低的狀態(tài)下進(jìn)行電力傳送,因此,會(huì)招致來(lái)自送電裝置的無(wú)用電力的放出以及充電時(shí)間的延長(zhǎng)。
[0014]本發(fā)明是為了解決這樣的問(wèn)題而完成的,其目的在于,在設(shè)置有使送電部或受電部移動(dòng)的移動(dòng)裝置的非接觸供電系統(tǒng)中,確保所期望的電力傳送效率。
[0015]用于解決問(wèn)題的手段
[0016]本發(fā)明的車輛能夠以非接觸方式從送電裝置接受電力。車輛具備:受電部,其以非接觸方式從送電裝置所包含的送電部接受電力;移動(dòng)裝置,其構(gòu)成為能夠從待機(jī)位置向接近送電部的方向移動(dòng)受電部;以及控制裝置。控制裝置能夠進(jìn)行第I檢測(cè)動(dòng)作以及第2檢測(cè)動(dòng)作,第I檢測(cè)動(dòng)作是在受電部位于待機(jī)位置的狀態(tài)下檢測(cè)送電部的位置的動(dòng)作,第2檢測(cè)動(dòng)作是在受電部位于比待機(jī)位置接近送電部的位置的狀態(tài)下檢測(cè)送電部的位置的動(dòng)作??刂蒲b置在第I檢測(cè)動(dòng)作中檢測(cè)到送電部位于第I預(yù)定范圍內(nèi)、且在第2檢測(cè)動(dòng)作中檢測(cè)到送電部位于第2預(yù)定范圍內(nèi)的情況下,使送電裝置開(kāi)始輸送電力。
[0017]優(yōu)選,車輛還具備用于檢測(cè)送電部的檢測(cè)部??刂蒲b置使用檢測(cè)部進(jìn)行第I檢測(cè)動(dòng)作,使用受電部進(jìn)行第2檢測(cè)動(dòng)作。
[0018]優(yōu)選,在車輛被置于能夠從送電裝置向其輸送電力的位置的狀態(tài)下,檢測(cè)部與送電部之間的距離比待機(jī)位置與送電部之間的距離短。
[0019]優(yōu)選,控制裝置在將受電部移動(dòng)到開(kāi)始接受電力的預(yù)定位置之后進(jìn)行第2檢測(cè)動(dòng)作。
[0020]優(yōu)選,檢測(cè)部包括能夠檢測(cè)通過(guò)從送電部輸送電力而生成的電磁場(chǎng)的磁的多個(gè)磁傳感器??刂蒲b置基于由多個(gè)磁傳感器檢測(cè)到的磁的分布來(lái)識(shí)別送電部的位置。
[0021]優(yōu)選,控制裝置按照計(jì)時(shí)器值使送電部開(kāi)始輸送電力,計(jì)時(shí)器值基于與用戶設(shè)定的送電開(kāi)始時(shí)間相關(guān)聯(lián)的信息來(lái)確定。在經(jīng)過(guò)了與計(jì)時(shí)器值對(duì)應(yīng)的時(shí)間時(shí),控制裝置響應(yīng)于此而執(zhí)行第2檢測(cè)動(dòng)作。
[0022]優(yōu)選,送電部的固有頻率與受電部的固有頻率之差為送電部的固有頻率或受電部的固有頻率的±10%以下。
[0023]優(yōu)選,送電部與受電部的耦合系數(shù)為0.6以上且0.8以下。
[0024]優(yōu)選,受電部通過(guò)形成于受電部與送電部之間的以特定頻率振蕩的磁場(chǎng)以及形成于受電部與送電部之間的以特定頻率振蕩的電場(chǎng)的至少一方從送電部接受電力。
[0025]本發(fā)明的非接觸供電系統(tǒng)以非接觸方式從送電部向受電部供給電力。非接觸供電系統(tǒng)具備:移動(dòng)裝置,其構(gòu)成為能夠從待機(jī)位置向送電部和受電部相接近的方向移動(dòng)送電部以及受電部的至少一方;以及控制裝置。控制裝置能夠進(jìn)行第I檢測(cè)動(dòng)作和第2檢測(cè)動(dòng)作,第I檢測(cè)動(dòng)作是在送電部以及受電部位于待機(jī)位置的狀態(tài)下檢測(cè)送電部與受電部之間的位置關(guān)系的動(dòng)作,第2檢測(cè)動(dòng)作是在送電部與受電部之間的距離比送電部以及受電部處于待機(jī)位置時(shí)的送電部與受電部之間的距離小的狀態(tài)下檢測(cè)位置關(guān)系的動(dòng)作??刂蒲b置在第I檢測(cè)動(dòng)作中檢測(cè)到位置關(guān)系滿足第I預(yù)定條件、且在第2檢測(cè)動(dòng)作中檢測(cè)到位置關(guān)系滿足第2預(yù)定條件的情況下,使送電部開(kāi)始輸送電力。
[0026]發(fā)明的效果
[0027]根據(jù)本發(fā)明,在設(shè)置有使送電部或受電部移動(dòng)的移動(dòng)裝置的非接觸供電系統(tǒng)中,在駐車動(dòng)作時(shí)和通過(guò)移動(dòng)裝置使送電部與受電部接近時(shí)確認(rèn)送電部與受電部的位置關(guān)系,在兩次確認(rèn)中都確認(rèn)到送電部與受電部之間的位置關(guān)系滿足預(yù)定條件之后進(jìn)行電力傳送。由此,能夠一邊確保所期望的電力傳送效率,一邊進(jìn)行電力傳送。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的車輛的非接觸供電系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖2是用于說(shuō)明圖1中的升降機(jī)構(gòu)的動(dòng)作的圖。
[0030]圖3是用于說(shuō)明位置檢測(cè)傳感器與送電部的位置關(guān)系的第I圖。
[0031]圖4是用于說(shuō)明位置檢測(cè)傳感器與送電部的位置關(guān)系的第2圖。
[0032]圖5是從送電裝置向車輛傳送電力時(shí)的等價(jià)電路圖。
[0033]圖6是示出電力傳送系統(tǒng)的模擬模型的圖。
[0034]圖7是示出送電部和受電部的固有頻率的偏差與電力傳送效率的關(guān)系的圖。
[0035]圖8是示出在使固有頻率固定的狀態(tài)下使氣隙變化時(shí)的電力傳送效率與向送電部供給的電流的頻率的關(guān)系的圖表。
[0036]圖9是示出距電流源(磁流源)的距離與電磁場(chǎng)的強(qiáng)度的關(guān)系的圖。
[0037]圖10是用于說(shuō)明本實(shí)施方式中的位置確認(rèn)控制的概要的圖。
[0038]圖11是用于說(shuō)明在本實(shí)施方式中使用了計(jì)時(shí)器功能的情況下的位置確認(rèn)控制的概要的圖。
[0039]圖12是用于說(shuō)明本實(shí)施方式中的位置確認(rèn)控制處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下,關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式,參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此外,對(duì)圖中相同或相當(dāng)部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)而不反復(fù)對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明。
[0041](非接觸供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu))
[0042]圖1是本實(shí)施方式的非接觸供電系統(tǒng)10的整體結(jié)構(gòu)圖。參照?qǐng)D1,非接觸供電系統(tǒng)10具備車輛100和送電裝置200。
[0043]送電裝置200包括電源裝置210和送電部220。電源裝置210產(chǎn)生具有預(yù)定頻率的交流電力。作為一例,電源裝置210從商用電源400接受電力而產(chǎn)生高頻的交流電力,將該產(chǎn)生的交流電力向送電部220供給。然后,送電部220經(jīng)由在送電部220的周圍產(chǎn)生的電磁場(chǎng)而以非接觸方式向車輛100的受電部110輸出電力。
[0044]電源裝置210包括通信部230、作為控制裝置的送電E⑶240、電源部250、以及阻抗調(diào)整部260。另外,送電部220包括諧振線圈221和電容器222。
[0045]電源部250由來(lái)自送電E⑶240的控制信號(hào)MOD控制,將從商用電源400等交流電源接受的電力變換為高頻電力。然后,電源部250將該變換后的高頻電力經(jīng)由阻抗調(diào)整部260向諧振線圈221供給。
[0046]另外,電源部250將由未圖示的電壓傳感器、電流傳感器分別檢測(cè)出的送電電壓Vtr以及送電電流Itr向送電E⑶240輸出。
[0047]阻抗調(diào)整部260是用于調(diào)整送電部220的輸入阻抗的部件,典型地構(gòu)成為包括電抗器和電容器。阻抗調(diào)整部260由來(lái)自送電E⑶240的控制信號(hào)SElO控制。
[0048]諧振線圈221以非接觸方式將從電源部250傳遞出的電力向車輛100的受電部110所包含的諧振線圈111轉(zhuǎn)送。諧振線圈221與電容器222 —起構(gòu)成LC諧振電路。此夕卜,關(guān)于受電部110與送電部220之間的電力傳送,將使用圖4在后面進(jìn)行闡述。
[0049]通信部230是用于在送電裝置200與車輛100之間進(jìn)行無(wú)線通信的通信接口,與車輛100側(cè)的通信部160進(jìn)行信息INFO的授受。通信部230接收從車輛100側(cè)的通信部160發(fā)送的車輛信息以及指示送電的開(kāi)始和停止的信號(hào)等,并將所接收的這些信息向送電E⑶240輸出。另外,通信部230將來(lái)自送電E⑶240的送電電壓Vtr以及送電電流Itr等信息向車輛100發(fā)送。
[0050]送電ECU240包括均未在圖1中圖不的CPU (Central Processing Unit:中央處理單元)、存儲(chǔ)裝置以及輸入輸出緩沖器,進(jìn)行來(lái)自各傳感器等的信號(hào)的輸入和/或向各設(shè)備的控制信號(hào)的輸出,并且進(jìn)行電源裝置210中的各設(shè)備的控制。此外,這些控制不限于通過(guò)軟件進(jìn)行的處理,也可以通過(guò)專用的硬件(電子電路)進(jìn)行處理。
[0051]車輛100包括升降機(jī)構(gòu)105、受電部110、匹配器170、整流器180、充電繼電器(:冊(cè)185、蓄電裝置190、系統(tǒng)主繼電器5]\?115、功率控制單元?0](?0¥61 Control Unit) 120、電動(dòng)發(fā)電機(jī)130、動(dòng)力傳遞裝置140、驅(qū)動(dòng)輪150、作為控制裝置的車輛E⑶(ElectronicControl Unit:電子控制單元)300、通信部160、電壓傳感器195、電流傳感器196、以及位置檢測(cè)傳感器165。
[0052]此外,在本實(shí)施方式中,雖然以電動(dòng)汽車為例來(lái)說(shuō)明車輛100,但只要是能夠使用儲(chǔ)存于蓄電裝置的電力進(jìn)行行駛的車輛即可,車輛100的結(jié)構(gòu)不限于此。作為車輛100的其他例子,包括搭載有發(fā)動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力車輛、搭載有燃料電池的燃料電池車等。
[0053]受電部110設(shè)置于車輛100