非接觸式供電系統(tǒng)以及供電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及非接觸式供電裝置以及供電裝置。
[0002]本申請要求2013年3月29日申請的日本國專利申請?zhí)卦?013 — 072228號的優(yōu)先權(quán)，對于承認(rèn)通過文獻(xiàn)的參照的引入的指定國，通過參照將上述的申請中記載的內(nèi)容引入本申請，作為本申請的記載的一部分。
【背景技術(shù)】
[0003]本申請公開了從在地面上設(shè)置的供電裝置向電動汽車以非接觸方式供給電力的電動汽車的電力供給系統(tǒng)，將判定電動汽車是否進(jìn)入了可充電區(qū)域的車輛檢測單元設(shè)置在供電裝置中，在由該傳感器檢測到電動汽車進(jìn)入了充電區(qū)域后，以無線通信方式，使電動汽車和供電裝置建立通信，從供電裝置的供電單元對電動汽車的受電單元進(jìn)行供電。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:國際公開2012 - 42902號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]但是，在上述的系統(tǒng)中，存在如果不是在車輛進(jìn)入可充電區(qū)域之后，則供電裝置的系統(tǒng)不起動，所以在將車輛泊車在可充電區(qū)域之前，用戶不能掌握供電裝置的狀態(tài)的問題。
[0009]本發(fā)明要解決的課題是提供在將車輛泊車在可充電區(qū)域之前，用戶可以掌握電裝置的狀態(tài)的供電裝置或者非接觸式供電系統(tǒng)。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]本發(fā)明通過以下方法解決上述課題，即從行駛中車輛，以無線通信方式接收使供電裝置起動的起動信號，檢測表示能夠從輸電線圈以非接觸方式供給電力的狀態(tài)的可非接觸式供電狀態(tài)，在檢測到可非接觸式供電狀態(tài)的情況下，在第I通知狀態(tài)下，使通知單元通知，在未檢測到該可非接觸式供電狀態(tài)的情況下，使通知單元的通知狀態(tài)成為與所述第I通知狀態(tài)不同的狀態(tài)。
[0012]發(fā)明的效果
[0013]按照本發(fā)明，具有在以無線通信方式使供電裝置起動之后，通知供電裝置的狀態(tài)，所以用戶可以在將車輛泊車在可充電區(qū)域之前掌握供電裝置的狀態(tài)的效果。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的實施方式的非接觸式供電系統(tǒng)的方框圖。
[0015]圖2是圖1的車輛側(cè)的控制器以及供電裝置側(cè)的控制器的方框圖。
[0016]圖3是用于說明分別具有供電裝置的多個停車場與多個車輛的位置關(guān)系的平面圖。
[0017]圖4是在圖1的車輛側(cè)生成的電力模式列表的概要圖。
[0018]圖5是表示圖1的車輛側(cè)的控制器以及供電裝置側(cè)的控制器的控制流程的流程圖。
[0019]圖6是表示圖5的步驟SlOO的控制流程的流程圖。
[0020]圖7是表示圖5的步驟S200以及步驟S300的具體的控制流程的流程圖。
[0021]圖8是表示圖5的步驟S400的具體的控制流程的流程圖。
[0022]圖9是表示圖5的步驟S500的具體的控制流程、和步驟S600的控制中供電裝置側(cè)的控制流程的流程圖。
[0023]圖10是表示圖5的步驟S600的控制中車輛側(cè)的控制流程的流程圖。
[0024]圖11是表示圖5的步驟S700的具體的控制、和步驟S800的控制中車輛側(cè)的控制流程的流程圖。
[0025]圖12是表示圖5的步驟S800的控制中供電裝置側(cè)的控制流程的流程圖。
[0026]圖13是表示作為停車中的車輛中的控制器的控制步驟的、圖5的步驟SlOO的具體的控制流程的流程圖。
[0027]圖14是表示圖6的步驟SllO的具體的控制流程的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]以下，根據(jù)【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。
[0029]《第I實施方式》
[0030]圖1是本發(fā)明的實施方式的非接觸式供電系統(tǒng)的方框圖。本例的非接觸式供電系統(tǒng)是，至少通過磁耦合，以非接觸方式將電力從地面?zhèn)仍O(shè)置的供電裝置的輸電線圈提供給車輛側(cè)的受電線圈，然后，通過由受電線圈受電的電力，對車輛的電池充電的系統(tǒng)。而且，非接觸式供電系統(tǒng)能夠以非接觸式供電的系統(tǒng)、接觸式供電的系統(tǒng)的2個系統(tǒng)的方式供電的系統(tǒng)。在接觸式供電的系統(tǒng)方式中，充電用的電纜被連接在供電裝置和車輛的充電端口之間。
[0031]非接觸式供電系統(tǒng)被設(shè)置在例如家庭用的停車場、或者高速路的停車場等共用設(shè)施等的停車設(shè)施中。非接觸式供電系統(tǒng)具有車輛2和供電裝置I。供電裝置I被設(shè)置在停泊車輛2的停車位中，是在車輛2泊車在規(guī)定的泊車位置時，通過線圈間的非接觸式供電供給電力的地面?zhèn)鹊难b置(unit)。車輛2是電動汽車或插電式混合動力車輛等，可以從外部通過電源，對車輛內(nèi)設(shè)置的電池進(jìn)行充電的車輛2。
[0032]以下，說明構(gòu)成非接觸式供電系統(tǒng)的供電裝置I以及車輛2的結(jié)構(gòu)。而且，在本例中，作為電動汽車而說明車輛2。圖1中，虛線的箭頭表示控制器10、20、以及供電裝置I內(nèi)的結(jié)構(gòu)以及車輛2內(nèi)的結(jié)構(gòu)之間各個信號線，粗線表示通過交流電源3的電力對電池24充電時的電力線，表示接觸式供電的系統(tǒng)方式的電力線以及非接觸式供電的系統(tǒng)方式的電力線。
[0033]供電裝置I具有控制器10、輸電線圈11、傳感器12、電源單元13、自我診斷電路14、存儲器15、無線通信單元16、顯示單元17、以及繼電器開關(guān)18。
[0034]控制器10是用于控制供電裝置I的整體的主控制器。控制器10的結(jié)構(gòu)如后所述。
[0035]輸電線圈11是對車輛2側(cè)設(shè)置的受電線圈21，以非接觸方式供給電力的平行的圓形形狀的線圈，被設(shè)置在設(shè)置了本例的非接觸式供電裝置的停車位中。傳感器12是用于檢測受電線圈21相對于輸電線圈11的相對位置的傳感器，例如由相機(jī)等圖像傳感器或者紅外線傳感器等構(gòu)成。傳感器12的檢測值被輸出到控制器10。
[0036]電源單元13是用于將從交流電源3輸電的交流電力變換為高頻的交流電力，并對輸電線圈11輸電的電路，具有整流單元、功率因數(shù)改善電路(PFC (Power FactorCorrect1n)電路)、逆變器、以及用于檢測至輸電線圈11的輸出值的傳感器。電源單元13通過由控制器10對該逆變器中設(shè)置的開關(guān)元件進(jìn)行PffM控制，對輸電線圈11輸出希望的電力。
[0037]自我診斷電路14是用于診斷包含電源單元13、從交流電源3至輸電線圈11的布線等的非接觸式供電用的系統(tǒng)的接地、布線的斷線、傳感器12的檢測不良、接觸式供電的系統(tǒng)的接地等異常的電路。自我診斷電路14的診斷結(jié)果被輸出到控制器10。
[0038]存儲器15是記錄對每個供電裝置I預(yù)先賦予的識別信息(ID)以及從車輛2側(cè)發(fā)送的信息的記錄介質(zhì)。無線通信單元16是與車輛2側(cè)設(shè)置的無線通信單元26進(jìn)行雙方向通信的發(fā)送接收器。對無線通信單元16和無線通信單元26之間的通信頻率，設(shè)定與智能鑰匙等車輛周邊設(shè)備所使用的頻率不同的頻率，即使在無線通信單元16和無線通信單元26之間進(jìn)行通信，車輛周邊設(shè)備也難以受到該通信的干擾。無線通信單元16以及無線通信單元26之間的通信中，例如使用各種無線LAN方式。
[0039]顯示單元17是用于將供電裝置I的狀態(tài)向外部通知的顯示裝置，由燈或者顯示器等構(gòu)成。繼電器開關(guān)18是被設(shè)置在構(gòu)成接觸式供電的系統(tǒng)的布線中，根據(jù)控制器10的控制切換接通、關(guān)斷的開關(guān)。在通過接觸式供電對電池充電的情況下，繼電器開關(guān)18接通。
[0040]接著，說明車輛2的結(jié)構(gòu)。車輛2具有:控制器20、受電線圈21、傳感器22、受電電路單元23、電池24、顯示器25、無線通信單元26、相機(jī)27、GPS28、存儲器29、泊車確認(rèn)按鈕31、充電端口 32、充電器33、以及停車鎖止機(jī)構(gòu)34。
[0041]控制器20不限于對電池24充電時的充電控制，還進(jìn)行車輛的EV系統(tǒng)中的各種控制。
[0042]受電線圈21在車輛2的底面(底盤)等中，被設(shè)置在后方的車輪之間。然后該車輛2泊車在規(guī)定的泊車位置時，受電線圈21在輸電線圈11的上部與輸電線圈11保持距離而定位。受電線圈21是與停車位的表面平行的圓形形狀的線圈。
[0043]傳感器22是檢測從受電線圈21對電池24輸出的電流、電壓的傳感器。傳感器22的檢測值被輸出到控制器20。受電電路單元23具有被連接在受電線圈21和電池24之間、將受電線圈受電的交流電力變換為直流電力的電路以及繼電器開關(guān)。繼電器開關(guān)根據(jù)控制器20的控制而切換接通、關(guān)斷。在通過非接觸式供電對電池24充電的情況下，繼電器開關(guān)接通。
[0044]電池24是經(jīng)由未圖示的逆變器對作為車輛2的動力源的電動機(jī)(未圖示)輸出電力的二次電池。電池24通過將鋰離子電池等多個二次電池串聯(lián)或者并聯(lián)連接而構(gòu)成。電池24經(jīng)由受電電路單元23的繼電器開關(guān)與受電線圈21電連接。而且，電池24與充電器33連接。
[0045]顯示器25例如被設(shè)置在車輛2的儀表板上，顯示導(dǎo)航系統(tǒng)中的地圖、和泊車輔助系統(tǒng)的相機(jī)27的拍攝圖像等。而且，顯示器25還顯示供電裝置I的狀態(tài)、以及在地圖上供電裝置I的位置。而且，顯示器25在由供電裝置I對電池24充電時，還顯示充電的引導(dǎo)畫面。
[0046]無線通信單元26是用于與供電裝置I側(cè)的無線通信單元16進(jìn)行無線通信的通發(fā)送接收器。相機(jī)27是用于拍攝車輛的周圍的攝像裝置。相機(jī)27在車輛2中被設(shè)置在可拍攝車輛2的周圍的位置。相機(jī)27也可以是多個。
[0047]GPS28(全球定位系統(tǒng))是使用接收來自衛(wèi)星的信號的接收器，測量車輛2的當(dāng)前位置的系統(tǒng)。存儲器29是記錄對每個車輛預(yù)先賦予的識別信息(ID)以及從供電裝置I側(cè)發(fā)送的信息的記錄介質(zhì)。泊車確認(rèn)按鈕31是用于確認(rèn)用戶中有泊車的意向的按鈕，是用于通過用戶的操作，啟動泊車輔助系統(tǒng)的開關(guān)。泊車確認(rèn)按鈕31被設(shè)置在儀表板上。
[0048]充電端口 32是用于與充電電纜的插頭連接的端子。在通過接觸式供電對電池24充電的情況下，將與供電裝置I連接的充電電纜連接到充電端口 32。
[0049]充電器33是用于將經(jīng)由充電端口 32以及充電電纜從供電裝置I輸出的電力變換為直流電力的變換電路，具有逆變器、整流器、平滑電路等?？刂破?0根據(jù)電池24的充電狀態(tài)(S0C:State of Charge)，通過控制逆變器中包含的開關(guān)元件，將從供電裝置I輸出的交流電力變換為適于電池24的充電的電力，提供給電池24。而且，電池24的充電狀態(tài)根據(jù)與電池24連接的、檢測電池24的電壓或者電流的傳感器(未圖示)的值進(jìn)行計算。
[0050]停車鎖止機(jī)構(gòu)34是側(cè)向剎車或停車桿等，用于固定車輪的轉(zhuǎn)動的機(jī)械性的機(jī)構(gòu)。
[0051]接著，使用圖1以及圖2，說明供電裝置I側(cè)的控制器10的結(jié)構(gòu)以及車輛2側(cè)的控制器20的結(jié)構(gòu)。
[0052]控制器10具有:泊車車輛判定單元101、狀態(tài)檢測單元102、線圈位置檢測單元103、以及非接觸式供電控制單元104。
[0053]泊車車輛判定單元101是用于根據(jù)傳感器12的檢測值，判定車輛是否停車在供電裝置I的停車場中的控制單元。如后所述，控制器10將車輛停車在停車場的情況下的控制、與車輛未停車在停車場的情況下的控制設(shè)為不同的控制。因此，供電裝置I為了確定在哪個控制流程下控制供電裝置1，泊車車輛判定單元101判定車輛是否已泊車在停車場。
[0054]狀態(tài)檢測單元102根據(jù)傳感器12的檢測值以及自我診斷電路14的診斷結(jié)果，檢測供電裝置I的狀態(tài)。供電裝置I的狀態(tài)中包含:可以正常進(jìn)行非接觸式供電的可非接觸式供電狀態(tài)；即使出現(xiàn)了某些異常，也可以由車輛2的用戶去除該異常或者該問題的可恢復(fù)狀態(tài)；僅能夠進(jìn)行基于接觸式供電的充電的可接觸式供電狀態(tài)；以及，表示不能進(jìn)行基于非接觸式供電和接觸式供電這兩種供電的充電的狀態(tài)的不可供電狀態(tài)。
[0055]在通過自我診斷電路14，供電裝置I內(nèi)的電路等中沒有異常，通過傳感器12的檢測值，輸電線圈11上沒有異物的情況下，狀態(tài)檢測單元102檢測為能夠從輸電線圈11至受電線圈21以非接觸方式供給電力的狀態(tài)，即可非接觸式供電狀態(tài)。
[0056]狀態(tài)檢測單元102通過分析從傳感器12取得的輸電線圈11上的拍攝圖像，判定在輸電線圈11上是否存在異物。在輸電線圈11上存在例如空罐等金屬制的異物的情況下，在非接觸式供電時，從輸電線圈11輸出的磁通受到異物的影響，存在線圈間的耦合變差的情況。另一方面，輸電線圈11上的異物能夠被車輛的用戶容易地去除。因此，通過自我診斷電路14檢測供電裝置I正常，并且通過傳感器12在輸電線圈11上檢測到異物的情況下，狀態(tài)檢測單元102檢測為可以通過用戶從不能通過非接觸方式供給電力的狀態(tài)恢復(fù)為可非接觸式供電狀態(tài)的狀態(tài)，即可恢復(fù)狀態(tài)。
[0057]而且，通過自我診斷電路14檢測出供電裝置I的電纜從交流電源3脫落的情況下，狀態(tài)檢測單元102也判定為上述的可恢復(fù)狀態(tài)。在供電裝置I構(gòu)成為可以通過用戶將供電裝置I的電纜連接到交流電源3的情況下，即使該電纜脫落，也是可由用戶去除的故障。并且，電纜脫落可以通過由自我診斷電路14檢測因有無電纜連接所產(chǎn)生的電位差或者阻抗的變化來檢測。因此，狀態(tài)檢測單元102根據(jù)自我診斷電路14的診斷結(jié)果檢測可恢復(fù)狀態(tài)。
[0058]而且，可恢復(fù)狀態(tài)不限于是具有上述的輸電線圈11上的異物導(dǎo)致的、或者由至交流電源3的電纜的未連接導(dǎo)致的故障的狀態(tài)，也可以是具有可由用戶解決的其它故障或者問題的狀態(tài)。例如，也可以是在非接觸式供電系統(tǒng)的維護(hù)時，暫時停止系統(tǒng)，即使用戶泊車在了停車場，也不能馬上進(jìn)行基于非接觸式供電的充電，但是在維護(hù)結(jié)束后可以進(jìn)行充電的情況。在這樣的情況下，用戶通過與維護(hù)的結(jié)束時間相應(yīng)地進(jìn)行定時器設(shè)定，可以解決不能進(jìn)行非接觸式充電的問題。因此，在這樣的情況下，狀態(tài)檢測單元102也可以判斷為可恢復(fù)狀態(tài)。
[0059]而且，狀態(tài)檢測單元102還通過自我診斷電路14，診斷接觸式供電的充電電路內(nèi)的異常。因此，狀態(tài)檢測單元102在不能進(jìn)行非接觸式供電，并且只能進(jìn)行接觸式供電的充電的狀態(tài)中，檢測為可接觸式供電狀態(tài)。而且，狀態(tài)檢測單元102在不能進(jìn)行非接觸式供電以及接觸式供電，而且也不是可恢復(fù)狀態(tài)的情況下，檢測為不可供電狀態(tài)。