CN104769807A - 非接触供电装置 - Google Patents

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Abstract

非接触供电装置(A)具备设置于能够停放车辆(M)的驻车空间(Ps)且对车辆(M)的受电线圈(J)进行非接触供电的供电线圈(1)，上述非接触供电装置的特征在于，具备：车轮检测部(2)，其设置于能够停放车辆(M)的驻车空间(Ps)并检测车辆(M)的车轮(Z)；以及行驶辅助机构(3、4)，其基于车轮检测部(2)的检测结果辅助车辆(M)的行驶，以使受电线圈(J)和供电线圈(1)处于能够供电的位置关系。

Description

非接触供电装置
技术领域
本发明涉及非接触供电装置。
本申请主张基于2012年11月13日在日本提出申请的特愿2012-249469号的优先权并在此引用其内容。
背景技术
在下述特许文献1中公开了一种电动车辆，其具备从供电设备的供电线圈进行非接触供电的受电线圈，可进行受电线圈的对准以使供电线圈与受电线圈成为接近正对的位置关系。这种电动车辆具备：拍摄外部的照相机；以及控制装置，其基于照相机拍摄的图像识别供电线圈的位置，对驱动马达等进行控制而使电动车辆移动至供电线圈，并基于受电线圈的受电状况推定受电线圈与供电线圈的距离，基于该距离信息控制驱动马达等进行受电线圈的对准。
现有技术文献
专利文献
特许文献1：国际公开第2010/052785号
发明内容
发明所要解决的课题
但是在上述现有技术中，例如进行受电线圈相对于在十字路口等道路的停车区埋设的供电线圈的对准时，在停车区埋设的供电线圈有可能因被向前方行驶的车辆遮挡而无法使用照相机进行拍摄。尤其是在与前方车辆的距离迫近的情况下难以拍摄供电线圈。上述现有技术的问题在于，在如上所述供电线圈被障碍物遮挡的情况下，无法识别供电线圈而难以进行受电线圈与供电线圈的对准。并且在上述现有技术中，必须将基于照相机或照相机拍摄的图像对驱动马达等进行控制的控制装置搭载于车辆，因此容易导致车辆制造成本大幅上升。
本发明是鉴于上述情况而进行的，其目的是不易受到障碍物的影响且不增加车辆制造成本便能够进行受电线圈与供电线圈的对准。
用于解决课题的方法
本发明的第一方案是一种非接触供电装置，其具备设置于能够停放车辆的场所且对车辆的受电线圈进行非接触供电的供电线圈，该非接触供电装置的特征在于，具备：车轮检测部，其设置于能够停放车辆的场所并检测车辆的车轮；以及行驶辅助机构，其基于车轮检测部的检测结果来辅助车辆的行驶，以使受电线圈和供电线圈处于能够供电的位置关系。
本发明的第二方案基于上述第一方案，其中，行驶辅助机构指示车辆行进，以使受电线圈和供电线圈处于能够供电的位置关系。
本发明的第三方案基于上述第一或第二方案，其中，行驶辅助机构向车辆通知受电线圈和供电线圈是否已处于能够供电的位置关系。
本发明的第四方案基于上述第一～第三的任一方案，其中，车轮检测部由在车辆的行进方向上排列的多个接近传感器构成。
本发明的第五方案基于上述第四方案，其中，接近传感器设置成位于车辆的车轮的侧方。
本发明的第六方案基于上述第四方案，其中，接近传感器埋设于能够停放车辆的场所的行驶面。
本发明的第七方案基于上述第六方案，其中，接近传感器在车辆的行进方向上排列并且还在与行进方向正交的方向上排列而埋设于行驶面。
发明效果
根据本发明，基于设置在能够停放车辆的场所的车轮检测部的检测结果通过行驶辅助机构辅助车辆的行驶，以使受电线圈和供电线圈处于能够供电的位置关系，因此不易受处于车辆周围的其它车辆等障碍物的影响且不增加车辆制造成本便能够进行受电线圈与供电线圈的对准。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的非接触供电装置的示意结构的模式图。
图2是图1的X-X线的剖视图。
图3是表示本发明的一个实施方式的非接触供电装置的设置例的模式图。
图4A是表示本发明的一个实施方式的非接触供电装置的动作的一个例子的图。
图4B是表示本发明的一个实施方式的非接触供电装置的动作的一个例子的图。
图4C是表示本发明的一个实施方式的非接触供电装置的动作的一个例子的图。
图4D是表示本发明的一个实施方式的非接触供电装置的动作的一个例子的图。
图5是表示本发明的一个实施方式的非接触供电装置的变形例的图。
图6A是表示本发明的一个实施方式的非接触供电装置的变形例的图。
图6B是表示本发明的一个实施方式的非接触供电装置的变形例的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的一个实施方式进行说明。
如图1及图2所示，本实施方式的非接触供电装置A具备：供电线圈1、车轮检测部2、信号机3及控制装置4。这种非接触供电装置A通过供电线圈1向停放于驻车空间Ps的车辆M非接触地供给电力(供电)。另外，信号机3及控制装置4构成本实施方式中的行驶辅助机构。
如图3所示，驻车空间Ps为长方形区域而具有能够停放一台车辆M的面积。该驻车空间Ps如图3所示，一对短边的后方侧设定为车辆M的进入口Sn。即，车辆M前进从进入口Sn进入驻车空间Ps。这种驻车空间Ps例如是如图3所示在道路D的边端设置的路边停车位。另外，虽然驻车空间Ps在图3中设有多个，但是也可以仅设有一个。
并且，车辆M将受电线圈J从供电线圈1非接触地接收的电力向蓄电池充电，并且将在蓄电池中充电的电力作为行驶用马达的动力源利用。该车辆M是以马达驱动车轮行驶的电动汽车或混合动力汽车。受电线圈J是具有规定的线圈直径的螺旋形线圈，其设置于车辆M的底部而使线圈轴处于垂直方向。该受电线圈J具有与地面设备即供电线圈1大致相同的线圈直径，通过与供电线圈1电磁耦合而非接触地接收交流电力。并且，受电线圈J设置成位于车辆M的宽度方向的中心且在车辆M的宽度方向及长度方向上与前轮Z的距离X、Y(参照图3)为规定的数值。
另一方面，供电线圈1是具有规定的线圈直径的螺旋形线圈，其设置于驻车空间Ps的地面(行驶面)中央。即，供电线圈1设为自身的中心与驻车空间Ps的中心线C一致。并且，供电线圈1通过从未图示的供电电路供给规定频率的交流电力而向周围辐射磁场(供电磁场)。这种供电线圈1以上述供电磁场能够作用于车辆M的受电线圈J的方式，以使线圈轴处于上下方向(垂直方向)的姿态，并且以露出于驻车空间Ps的状态或由塑料等非磁性且非导电性材料模塑的状态埋设于驻车空间Ps而使上表面与地表面处于同一高度。并且，供电线圈1设置成在驻车空间Ps的宽度方向及长度方向上与后述的车轮检测部2的接近传感器k13、k23的距离为上述的距离X、Y(参照图3)。
车轮检测部2设置于驻车空间Ps，是检测右侧及左侧的前轮Z的一对传感器。这种车轮检测部2具备用于检测右侧前轮Z的接近传感器k11、k12、k13和用于检测左侧前轮Z的接近传感器k21、k22、k23。接近传感器k11～k13、k21～k23是电容式或利用声波反射的传感器。如图所示，接近传感器k11、k12、k13在车辆M的行进方向上以一定间隔排列地埋设于驻车空间Ps的地面(行驶面)。
并且，如图3所示，接近传感器k21、k22、k23与接近传感器k11、k12、k13间隔“距离X×2”对置，在车辆M的行进方向上以一定间隔排列地埋设于驻车空间Ps的地面(行驶面)。由接近传感器k11～k13、k21～k23构成的车轮检测部2将表示检测结果的检测信号输出至控制装置4。控制装置4基于来自车轮检测部2的检测信号，判断车辆M的前轮Z的位置。
信号机3立设于驻车空间Ps的前方角落，以便在车辆M向前行驶进入驻车空间Ps时车辆M的司机能够进行目视确认，并且在车辆M前进而从驻车空间Ps退出时不会妨碍车辆M的前进。这种信号机3具备行进指示灯3a及可供电灯3b，基于来自控制装置4的控制指令实施行进指示灯3a及可供电灯3b的点灯或闪烁等，由此辅助车辆M的行驶而使受电线圈J和供电线圈1处于能够供电的位置关系。
行进指示灯3a指示车辆M前进(进行)，使受电线圈J和供电线圈1处于能够供电的位置关系。并且，可供电灯3b向车辆M通知受电线圈J和供电线圈1是否已处于能够供电的位置关系。具体而言，行进指示灯3a在车辆M需要前进的情况下点灯或闪烁。并且，可供电灯3b在受电线圈J和供电线圈1处于能够供电的位置关系的情况下点灯。
控制装置4是对本非接触供电装置A进行整体集成控制的控制装置，与包含车轮检测部2及信号机3、供电电路(省略图示)的各种控制对象电连接。虽然对于详细情形将在后面叙述，但这种控制装置4例如具备包含微处理器的电子电路，基于内部的非易失性存储装置储存的控制程序和来自车轮检测部2的检测信号对信号机3进行控制。
接着，对如此构成的本非接触供电装置A的动作进行说明。
在要将车辆M停放于驻车空间Ps的情况下，司机使车辆M前进从驻车空间Ps的进入口Sn直行进入驻车空间Ps。
针对这样的车辆M向驻车空间Ps的进入，在本非接触供电装置A中，车轮检测部2的接近传感器k11、k12、k13和接近传感器k21、k22、k23依次检测车辆M的前轮Z，并将检测信号输出至控制装置4。控制装置4基于从车轮检测部2输入的检测信号以如下所述的方式对信号机3进行控制。
最初如图4A所示，在前轮Z没有进入到车轮检测部2上方、即前轮Z处于未被车轮检测部2检出的位置的情况下，控制装置4没有从车轮检测部2输入表示前轮Z的检出的检测信号，因此使行进指示灯3a及可供电灯3b处于熄灯状态。
接着如图4B所示，在前轮Z前进至最近前的接近传感器k11(k21)上方、即前轮Z进入到能够被最近前的接近传感器k11(k21)检出的位置的情况下，控制装置4从接近传感器k11(k21)输入表示前轮Z的检出的检测信号，因此使行进指示灯3a点灯并使可供电灯3b处于熄灯状态。这样使行进指示灯3a点灯，从而向司机提示车辆M的前进。
接着就控制装置4而言，如图4C所示，前轮Z前进至最中央的接近传感器k12(k22)上方、即前轮Z进入到能够被最中央的接近传感器k12(k22)检出的位置的情况下，控制装置4使行进指示灯3a闪烁并使可供电灯3b处于熄灯状态。这样，控制装置4使行进指示灯3a闪烁，从而提示司机使车辆M稍微前进。
接着如图4D所示，在前轮Z前进至最里侧的接近传感器k13(k23)上方、即前轮Z进入到能够被最里侧的接近传感器k13(k23)检出的位置的情况下，控制装置4使行进指示灯3a熄灯并使可供电灯3b处于点灯状态。这样使可供电灯3b点灯，从而向车辆M的司机通知受电线圈J和供电线圈1处于能够供电的位置关系。
这种情况下，从车辆M的前轮Z到受电线圈J的长度方向的距离、从非接触供电装置A的接近传感器k13、k23到供电线圈1的驻车空间Ps的长度方向的距离均为Y，因此前轮Z被接近传感器k13(k23)检出。即，前轮Z处于接近传感器k13(k23)的正上方或极靠近正上方的位置，因此能够判断为受电线圈J也处于供电线圈1的正上方或极靠近正上方而能够供电。
然后司机使车辆M停车，通过操作未图示的充电指示按钮向控制装置4输入充电指示，使车辆M开始充电动作。另一方面，非接触供电装置A使供电电路(省略图示)开始供电动作。其后，在充电结束而使车辆M从驻车空间Ps出发的情况下，司机使车辆M前进或后退而退出驻车空间Ps。针对这样的驻车时的车辆M从驻车空间Ps的退出，在本非接触供电装置A中，控制装置4在进行非接触供电的状态下前轮Z未被车轮检测部2检出时，则判断为车辆M已从驻车空间Ps出发而停止非接触供电。
根据这样的本实施方式，埋设于驻车空间Ps的车轮检测部2的接近传感器k11～k13、k21～k23检测车辆M的前轮Z(与地面接触)，基于检测结果利用信号机3辅助车辆M的行驶而使受电线圈J和供电线圈1处于能够供电的位置关系。因此，不易受处于车辆M周围的其它车辆等障碍物影响，并且不增加车辆M的制造成本便能够进行受电线圈J与供电线圈1的对准。并且，由于埋设了车轮检测部2的接近传感器，因此不会妨碍车辆M进入、退出驻车空间Ps、或者未停放车辆M时在驻车空间Ps改停其它车辆或步行者的移动。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式，例如可以考虑如下变形。
(1)虽然在上述实施方式中，是通过在车辆M的行进方向上排列的接近传感器k11～k13、k21～k23检测前轮Z，但是本发明不限于此。例如也可以如图5所示，将接近传感器排列在车辆M的行进方向上同时还排列在与行进方向正交的方向上而埋设于驻车空间Ps。其结果，即使在车辆M的位置发生左右偏移的情况下，也能够检测车辆M的前轮Z。
此时如图5所示，使供电线圈1的宽度增大，从而能够使受电线圈J与供电线圈1相对。并且，虽然为了检测右侧及左侧的前轮Z而设置有一对车轮检测部2，但是也可以仅设置一方而仅检测一方的前轮Z。
(2)虽然在上述实施方式中，是将车轮检测部2埋设于驻车空间Ps，但是也可以如图6A及图6B所示，将车轮检测部2设置成位于车辆M的车轮Z的侧方。优选车轮检测部2的高度较低而使车辆M能够越过，尽量不对车辆M的行驶造成妨碍。
(3)虽然上述实施方式是非接触供电装置A设置于作为路边停车位利用的驻车空间Ps的情况的例子，但是除了路边停车以外也可以将非接触供电装置A设置于十字路口等道路的停车区或进入驻车场前的停车区等通过并临时停止的场所。
并且，也能够将非接触供电装置A设置于堵头型的驻车空间Ps。另外，除了将非接触供电装置A设置于地面的驻车空间Ps以外，也可以广泛设置于多楼层驻车场的2层以上的驻车空间、或机械式驻车场的载车板上表面等支撑车的构造。
(4)虽然在上述实施方式中，是设想通过车辆M的前进行驶而进入驻车空间Ps，但是本申请发明不限于此。即，在车辆M中的受电线圈J设置成在车辆M的宽度方向及长度方向上与后轮的距离为规定的数值(距离X、Y)的情况下，也可以设想通过车辆M的倒车行驶而进入驻车空间Ps。
(5)在上述实施方式中，只要是不会妨碍车辆M越过的高度，则供电线圈1既可以突出于地面或者也可以设置为比地表面靠上。
(6)虽然在上述实施方式中，是通过信号机3视觉地通知车辆M的驾驶员，但是也可以使用扬声器以声音进行通知。并且，还可以利用无线或光(可以并用有线)向置于车内或驾驶员随身佩戴的通知装置传达，以视觉、声音或者触觉(振动器有无振动、振动的大小、振动的频率)进行通知。例如，也可以将智能手机固定于车内置物台，从控制装置4经由无线向智能手机发出与针对信号机3的控制指令相同的指令，在智能手机的画面上进行与行进指示灯3a及可供电灯3b同等的显示。另外，也可以将智能手机置于驾驶员身上，通过智能手机内置的振动器的振动向驾驶员通知行进指示、能否供电。
(7)虽然在上述实施方式中，作为车轮检测部2使用了接近传感器k11～k13、k21～k23，但是本发明不限于此。例如，可以取代接近传感器k11～k13、k21～k23而使用光传感器等来检测前轮Z轮胎(斜向投射光点并通过阵列传感器测定光点的反射位置)。
(8)在上述实施方式中，优选接近传感器k11～k13、k21～k23具有一定程度的指向性而不会检测地面，或者也可以对检测的阈值进行调节。例如在图1～图5所示的例子中，优选接近传感器具有向上的指向性，并以检测地表面略微上方有无物体的方式调节阈值。并且在图6A及图6B所示的例子中，优选接近传感器具有朝向水平方向略微上方且中心线C方向的指向性而不会检测地面，并且以左侧与右侧的接近传感器不会干涉的方式调节检测的阈值。
并且，为了避免信号机3对开过头的车辆M进行通知，控制装置4也可以仅当接近传感器k11～k13、k21～k23的检测结果在一定时间以上为相同值时使信号机3进行通知。另外，在排列多个接近传感器并使它们同时动作而会导致相互干涉的情况下，也可以按照来自控制装置4的信号使接近传感器轮流进行感应动作。
(9)虽然在上述实施方式中，作为非接触供电的方法采用了磁场共振方式，但是也可以采用电磁感应方式。
(10)供电线圈1或受电线圈J不限于螺旋形线圈。只要能够在供电线圈1与受电线圈J之间进行非接触供电，则也可以是螺线管状等任意的形式或形状的线圈，并且两个线圈的形式、形状、大小也可以不同。
(11)通过上述实施方式的车轮检测部2检测的车轮不限于橡胶轮胎，而是包含与车辆M行驶的行驶面(道路面、地表面)接触并旋转的用于车辆行驶的各种车轮。
工业上的利用可能性
本发明的非接触供电装置不易受到障碍物的影响且不增加车辆制造成本便能够进行受电线圈与供电线圈的对准。
符号说明
A—非接触供电装置；1—供电线圈；2—车轮检测部；3—信号机(行驶辅助机构)；4—控制装置(行驶辅助机构)；Ps—驻车空间；M—车辆；J—受电线圈；Z—前轮；X、Y—距离；C—中心线；3a—行进指示灯；3b—可供电灯；D—道路。

Claims (7)

1.一种非接触供电装置，其具备设置于能够停放车辆的场所且对上述车辆的受电线圈进行非接触供电的供电线圈，
上述非接触供电装置的特征在于，具备：
车轮检测部，其设置于能够停放上述车辆的场所并检测上述车辆的车轮；以及
行驶辅助机构，其基于上述车轮检测部的检测结果来辅助上述车辆的行驶，以使上述受电线圈和上述供电线圈处于能够供电的位置关系。
2.根据权利要求1所述的非接触供电装置，其特征在于，
上述行驶辅助机构指示上述车辆行进，以使上述受电线圈和上述供电线圈处于能够供电的位置关系。
3.根据权利要求1或2所述的非接触供电装置，其特征在于，
上述行驶辅助机构向车辆通知上述受电线圈和上述供电线圈是否已处于能够供电的位置关系。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的非接触供电装置，其特征在于，
上述车轮检测部由在上述车辆的行进方向上排列的多个接近传感器构成。
5.根据权利要求4所述的非接触供电装置，其特征在于，
上述接近传感器设置成位于上述车辆的上述车轮的侧方。
6.根据权利要求4所述的非接触供电装置，其特征在于，
上述接近传感器埋设于能够停放上述车辆的场所的行驶面。
7.根据权利要求6所述的非接触供电装置，其特征在于，
上述接近传感器在上述车辆的行进方向上排列并且还在与上述行进方向正交的方向上排列而埋设于上述行驶面。
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