非接觸式供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及非接觸式供電系統(tǒng)。
[0002]本申請要求2013年3月29日提交的日本專利申請的特愿2013-072236的優(yōu)先權(quán)，對于承認(rèn)參照文獻(xiàn)引入的指定國，將上述申請中記載的內(nèi)容通過參照引入到本申請中，成為本申請的記載的一部分。
【背景技術(shù)】
[0003]作為從地面設(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)，公開了使用8比特(256組)的隨機(jī)數(shù)，避免規(guī)定的電力值Ptest和規(guī)定的時間Ttest為相同值，以基于該隨機(jī)數(shù)生成的電力值Ptest及規(guī)定的時間Ttest，進(jìn)行電力供給，通過判定由車輛的接收單元接受的電力在經(jīng)過規(guī)定的時間Ttest后是否為規(guī)定的電力值Ptest，建立車輛和供電裝置之間的通信的系統(tǒng)。(專利文獻(xiàn)I)。
[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(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的問題
[0008]可是，在為了在車輛和供電裝置之間建立通信，而利用了以非接觸方式的電力供給的情況下，無法以高分辨率識別電力值或電力的供給定時(timing)?？墒?，在上述系統(tǒng)中，在基于256組的隨機(jī)數(shù)來設(shè)定規(guī)定的電力值及規(guī)定的時間，利用了以非接觸方式的電力供給的情況下，有錯誤識別車輛和供電裝置之間的通信的建立的可能性較高的問題。
[0009]本發(fā)明要解決的課題是，提供能夠建立車輛和供電裝置之間的通信的非接觸式供電系統(tǒng)。
[0010]解決問題的方案
[0011]本發(fā)明通過將車輛側(cè)通信裝置接收的供電裝置的識別信息，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)貝1J，分別分配給多個電力模式，生成電力模式列表，并根據(jù)將電力模式列表發(fā)送到供電裝置的電力模式列表之中的、對應(yīng)于供電裝置的識別信息的電力模式，使電力從輸電線圈11輸出到受電線圈21，將檢測裝置檢測到的電力模式和電力模式列表中包含的電力模式進(jìn)行比較，基于該比較結(jié)果，判定成對通信的建立，解決上述課題。
[0012]發(fā)明的效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，在多個車輛和多個供電裝置之間，基于同一電力模式列表，輸電線圈和受電線圈通過勵磁，進(jìn)行耦合，所以具有能夠建立車輛和供電裝置之間的通信的效果。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的非接觸式供電系統(tǒng)的框圖。
[0015]圖2是表示圖1的車輛側(cè)的控制器及供電裝置側(cè)的控制器的框圖。
[0016]圖3是用于說明各自包括供電裝置的多個停車場和多個車輛的位置關(guān)系的平面圖。
[0017]圖4是表不在圖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的控制之中的供電裝置側(cè)的控制流程的流程圖。
[0023]圖10是表示圖5的步驟S600的控制之中的車輛側(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的控制之中的車輛側(cè)的控制流程的流程圖。
[0025]圖12是表示圖5的步驟S800的控制之中的供電裝置側(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過程的、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(shí)施方式】
[0028]以下，基于【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0029]《第一實(shí)施方式》
[0030]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的非接觸式供電系統(tǒng)的框圖。本例子的非接觸式供電系統(tǒng)，從地面?zhèn)仍O(shè)置的供電裝置的輸電線圈，至少通過磁耦合，將電力以非接觸方式供給到車輛側(cè)的受電線圈。而且，該系統(tǒng)是通過受電線圈中受電的電力，將車輛的電池充電的系統(tǒng)。此外，非接觸式供電系統(tǒng)是能夠以非接觸式供電的系統(tǒng)和接觸式供電的系統(tǒng)的雙系統(tǒng)方式供電的系統(tǒng)。在依靠接觸式供電的系統(tǒng)方式中，充電用的電纜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)設(shè)置在例如家庭用的停車場、或高速公路的停車場等的公用設(shè)施等的停車設(shè)施中。非接觸式供電系統(tǒng)包括車輛2和供電裝置I。供電裝置I是設(shè)置在將車輛2泊車的停車位中的、車輛2泊車在規(guī)定的停車位置時通過線圈間的非接觸式供電來供給電力的地面?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的、能夠從外部通過電源將車輛內(nèi)設(shè)置的電池充電的車輛2。
[0032]以下，說明構(gòu)成非接觸式供電系統(tǒng)的供電裝置I及車輛2的結(jié)構(gòu)。再有，在本例子中，將車輛2作為電動汽車來說明。在圖1中，虛線的箭頭表示控制器10、20和供電裝置I內(nèi)的結(jié)構(gòu)及車輛2內(nèi)的結(jié)構(gòu)之間的各自的信號線，粗線表示以交流電源3的電力將電池24充電時的電力線，表示依靠接觸式供電的系統(tǒng)方式的電力線及依靠非接觸式供電的系統(tǒng)方式的電力線。
[0033]供電裝置I包括控制器10、輸電線圈11、傳感器12、電源裝置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?？刂破?0的結(jié)構(gòu)后面論述。
[0035]輸電線圈11是用于對于在車輛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，設(shè)置在設(shè)置了本例子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相對輸電線圈11的相對位置的傳感器，例如由相機(jī)等的圖像傳感器或紅外線傳感器等構(gòu)成。傳感器12的檢測值被輸出到控制器10。
[0036]電源裝置13是用于將從交流電源3供電的交流電力變換為高頻的交流電力，并供電給輸電線圈11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、以及用于檢測對輸電線圈11的輸出值的傳感器。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，電源裝置13對于輸電線圈11輸出期望的電力。
[0037]自我診斷電路14是用于診斷包含了電源裝置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)的接地故障、布線的斷線、傳感器12的檢測不良、接觸式供電的系統(tǒng)的接地故障等的異常的電路。自我診斷電路14產(chǎn)生的診斷結(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)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在雙方向上進(jìn)行通信的收發(fā)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)定與智能鑰匙等的車輛外圍設(shè)備所使用的頻率不同的頻率，即使無線通信單元16和無線通信單元26之間進(jìn)行通信，車輛外圍設(shè)備也不容易受到該通信產(chǎn)生的干擾。在無線通信單元16及無線通信單元26之間的通信中，使用例如各種無線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，由燈或顯示器等構(gòu)成。繼電器開關(guān)18是設(shè)置在構(gòu)成接觸式供電的系統(tǒng)的布線中的、基于控制器10的控制而切換接通、關(guān)斷的開關(guān)。在將電池通過接觸式供電進(jìn)行充電的情況下，繼電器開關(guān)18接通。
[0040]接下來，說明車輛2的結(jié)構(gòu)。車輛2包括控制器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不限于將電池24充電時的充電控制，還進(jìn)行車輛的EV系統(tǒng)中的各種各樣的控制。
[0042]在車輛2的底面(底盤)等中，受電線圈21被設(shè)置后方的車輪之間。而且，該車輛2泊車在規(guī)定的泊車位置時，在輸電線圈11的上部，受電線圈21與輸電線圈11保持距離地被定位。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輸出到電池24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之間的、將受電線圈受電的交流電力變換為直流電力的電路及繼電器開關(guān)。繼電器開關(guān)基于控制器20的控制來切換接通、關(guān)斷。在將電池24通過非接觸式供電進(jìn)行充電的情況下，繼電器開關(guān)為關(guān)斷。
[0044]電池24是通過未圖示的逆變器，對車輛2的動力源即電機(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的多個二次電池串聯(lián)或并聯(lián)地連接而構(gòu)成。電池24通過受電電路單元23的繼電器開關(guān)，電連接受電線圈21。此外，電池24連接到充電器33ο
[0045]顯示器25例如設(shè)置在車輛2的儀表板中，顯示導(dǎo)航系統(tǒng)中的地圖、以及泊車輔助系統(tǒng)中的相機(jī)27的拍攝圖像等。此外，顯示器25還顯示供電裝置I的狀態(tài)、在地圖上供電裝置I的位置。而且，在通過供電裝置I對電池24充電時，顯示器25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)行無線通信的收發(fā)器。相機(jī)27是用于拍攝車輛的周圍的拍攝裝置。在能夠拍攝車輛2的周圍的位置，相機(jī)27設(shè)置在車輛2中。相機(jī)27也可以為多個。
[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)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)用戶有泊車的意向的按鈕，是用于通過用戶的操作使泊車輔助系統(tǒng)起動的開關(guān)。泊車確認(rèn)按鈕31被設(shè)置在儀表板中。
[0048]充電端口 32是用于與充電電纜的插頭連接的端子。在將電池24通過接觸式供電進(jìn)行充電的情況下，將供電裝置I上連接的充電電纜連接到充電端口 32。
[0049]充電器33是用于將通過充電端口 32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，包括逆變器、整流器、平滑電路等?？刂破?0基于電池24的充電狀態(tài)(S0C:State of Charge)，通過控制在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合電池24的充電的電力，并供給到電池24。再有，基于電池24上連接的、檢測電池24的電壓或電流的傳感器(未圖示)的值計(jì)算電池24的充電狀態(tài)。
[0050]停車鎖止機(jī)構(gòu)34是側(cè)向制動和停車桿(paking lot)等的、用于固定車輪的轉(zhuǎn)動的機(jī)械機(jī)構(gòu)。
[0051]接下來，使用圖1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是用于基于傳感器12的檢測值，判定車輛是否在供電裝置I的停車場中停車的控制單元。如后所述，控制器10使車輛停車在停車場中的情況下的控制和車輛不在停車場中停車的情況下的控制為不同的控制。因此，為了供電裝置I確定以哪個控制流程來控制供電裝置1，泊車車輛判定單元101判定車輛是否已在停車場中泊車。
[0054]狀態(tài)檢測單元102基于傳感器12的檢測值及自我診斷電路14的診斷結(jié)果，檢測供電裝置I的狀態(tài)。在供電裝置I的狀態(tài)中，包含能夠正常地進(jìn)行非接觸式供電的可非接觸式供電狀態(tài)、即使有某些異常但通過車輛2的用戶可除去該異常或該問題的可恢復(fù)狀態(tài)、僅可進(jìn)行接觸式供電的充電的可接觸式供電狀態(tài)、以及表示無法進(jìn)行非接觸式供電和接觸式供電兩者供電的充電的狀態(tài)的不可供電狀態(tài)。
[0055]在供電裝置I內(nèi)的電路等中通過自我診斷電路14無異常，在輸電線圈11上根據(jù)傳感器12的檢測值無異物的情況下，狀態(tài)檢測單元102檢測為處于從輸電線圈11向受電線圈21以非接觸方式可供給電力的狀態(tài)、即處于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獲取的輸電線圈11上的拍攝圖像，判定在輸電線圈11上是否有異物。在輸電線圈11上，例如有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輸出的磁通量受到異物造成的影響，有線圈間的耦合變差的情況。另一方面，通過車輛的用戶，能夠容易地除去輸電線圈11上的異物。因此，狀態(tài)檢測單元102在通過自我診斷電路14檢測到供電裝置I為正常，通過傳感器12在輸電線圈11上檢測到異物的情況下，檢測為能夠通過用戶從不能以非接觸方式供給電力的狀態(tài)恢復(fù)到可非接觸式供電狀態(tài)、即可恢復(fù)狀態(tài)。
[0057]此外，在通過自我診斷電路14，即使檢測到供電裝置I的電纜從交流電源3脫落的情況下，狀態(tài)檢測單元102也判定為處于上述可恢復(fù)狀態(tài)。在供電裝置I被構(gòu)成為通過用戶能夠?qū)⒐╇娧b置I的電纜連接到交流電源3的情況下，即使該電纜脫落，也是能夠由用戶除掉的不佳情況。而且，通過自我診斷電路14檢測電纜連接的有無造成的電位差、或阻抗變化，能夠檢測電纜脫落。因此，狀態(tài)檢測單元102基于自我診斷電路14的診斷結(jié)果，檢測可恢復(fù)狀態(tài)。
[0058]再有，可恢復(fù)狀態(tài)不限于上述輸電線圈11上的異物造成的、或通往交流電源3的電纜的未連接造成的不佳情況，也可以是通過用戶能夠解決的其他不佳情況或有問題的狀態(tài)。例如，在非接觸