CN104853948B - 用于车辆的辅助停车系统、非接触电力发送装置以及非接触电力接收装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆停车辅助系统，包括目标位置设定单元，其基于电力发送单元的线圈类型和位置来设定车辆目标停车位置。当所述线圈类型是具有如下配置的复合线圈以使得被卷绕为围绕第一轴(Z轴)的环状线圈(221A)和被卷绕为围绕与第一轴(Z轴)相交的第二轴(Y轴)的螺管线圈(221B)被串联连接时，所述目标位置设定单元设定所述目标停车位置以使得在所述车辆上安装的电力接收单元的中央沿所述第二轴离开所述第一轴预定的距离。所述螺管线圈(221B)被设定在相对于所述环状线圈(221A)的位置，以使得所述第一轴(Z轴)延伸经过所述螺管线圈(221B)的侧面中央部。

Description

用于车辆的辅助停车系统、非接触电力发送装置以及非接触 电力接收装置
技术领域
本发明涉及用于车辆停车辅助系统、非接触电力发送装置和非接触电力接收装置的停车辅助系统，并且更具体而言，涉及辅助车辆停车的停车辅助系统，其在停车时非接触地接收电力。
背景技术
近年来，由于用于连接时间和努力的花费更少等，用于向装置非接触地发送电力或者从装置非接触地接收电力的技术成为关注焦点。非接触充电被实际用于对便携式设备、电动车辆等进行充电。
日本专利申请公开号2008-288889(JP 2008-288889 A)描述了由多个线圈形状的组件的组合所构成的线圈被布置在用于对电动车辆等进行充电的电源线圈或电力接收线圈的中央空间中。
多种类型的线圈单元已经被研究，用于非接触电源的电力发送单元和电力接收单元。
在非接触电源中，线圈单元中产生的磁通分布或者适合线圈单元接收电源的磁通分布会依赖于线圈形状、卷绕方法、磁芯形状等而变化。在一对电力发送部和电力接收部的磁通分布互相不同时，不能有效地发送或接收电力。由于电力发送部的磁通分布和电力接收部的磁通分布之间的不匹配而根本无法发送或接收电力，这是不方便的。
依赖于电力发送单元和电力接收单元的线圈类型的组合，在有位置偏离时比在没有位置偏离时的传输效率可以更高。但是，如果车辆被引导到的位置会随着每种线圈类型而改变，驾驶员应把车辆停在停车场的中央或者把车辆停在与停车场中央略微偏离的位置，从而停车感受会变差。
发明内容
本发明提供了一种用于车辆的停车辅助系统、非接触电力发送装置和非接触电力接收装置，在以多种线圈类型的组合为目标时，其允许驾驶员在停车时以统一的操作将电力发送单元的位置调整为电力接收单元的位置。
本发明的一个方面提供了一种用于车辆的停车辅助系统，其被配置为非接触地接收电力。所述辅助停车系统包括检测单元和目标位置设定单元。所述检测单元被配置为检测在停车场处安装的电源装置的电力发送部的线圈类型。所述目标位置设定单元被配置为基于所述电力发送部的所述线圈类型和所述电力发送部的位置来设定所述车辆目标停车位置，所述目标位置设定单元被配置为，在由所述检测单元检测到的所述线圈类型是复合线圈时，将所述目标停车位置设定为使得在所述车辆上安装的所述电力接收部的中心位于沿着第二轴与第一轴相距预定距离的位置处，所述复合线圈具有如下配置：环状线圈和螺管线圈彼此串联连接，所述环状线圈被卷绕为围绕所述第一轴，所述螺管线圈被相对于所述环状线圈而定位，以使得所述第一轴延伸经过侧面中央部，并且所述螺管线圈被卷绕为围绕与所述第一轴相交的所述第二轴。
在上述停车辅助系统中，在所述车辆上安装的所述电力接收部的所述线圈类型可以是所述环状线圈和所述螺管线圈中的一种。
本发明的另一方面提供了一种停车辅助系统，其包括被包含在车辆中的电力接收部以及目标位置设定单元。所述电力接收部被配置为非接触地接收电力。所述电力接收部包括复合线圈，所述复合线圈具有的配置使得环状线圈和螺管线圈被互相串联连接。所述环状线圈被卷绕为围绕第一轴，并且所述螺管线圈相对于所述环状线圈而定位，以使得所述第一轴延伸经过侧面中央部，所述螺管线圈被卷绕为围绕与所述第一轴相交的第二轴。所述目标位置设定单元被配置为基于在停车场处安装的电源装置的电力发送部的位置来设定所述车辆的目标停车位置，所述目标位置设定单元被配置为，将所述目标停车位置设定为使得所述电力发送部的中心位于沿着所述第二轴与所述第一轴相距预定距离的位置处。
在上述停车辅助系统中，所述电力发送单元的所述线圈类型是所述环状线圈和所述螺管线圈中的一种。
在上述停车辅助系统中，所述预定距离小于或等于从所述螺管线圈的所述侧面中央部到所述螺管线圈的侧面端部的距离。
在上述停车辅助系统中，所述螺管线圈具有的配置使得导电线被卷绕在平板磁性材料周围。所述螺管线圈被配置为相对于所述环状线圈而定位，以使得所述第一轴延伸经过所述复合线圈中的平板的中央部。
在上述停车辅助系统中，所述电力发送部的固有频率和所述电力接收部的固有频率之间的差在±10％的范围内。所述电力接收部被配置为通过磁场和电场中的至少一者从所述电力发送部接收电力。所述磁场在所述电力接收部和所述电力发送部之间，并且所述磁场以预定频率振荡。所述电场在所述电力接收部和所述电力发送部之间，并且所述电场以预定频率振荡。
本发明的又一方面提供了一种非接触电力发送装置。所述非接触电力发送装置包括第一线圈和第二线圈。所述第一线圈是被卷绕为围绕第一轴的线圈。所述第二线圈是与所述第一线圈串联连接的线圈，并被卷绕为围绕与所述第一轴相交的第二轴。所述第二线圈具有的配置使得导电线被卷绕在平板磁性材料周围。所述第二线圈被配置为相对于所述第一线圈而定位，以使得所述第一轴延伸经过所述平板的中央部。
本发明的再一方面提供了一种非接触电力接收装置。所述非接触电力接收装置包括第一线圈和第二线圈。所述第一线圈是被卷绕为围绕第一轴的线圈。所述第二线圈是与所述第一线圈串联连接的线圈，并被卷绕为围绕与所述第一轴相交的第二轴。所述第二线圈具有的配置使得导电线被卷绕在平板磁性材料周围。所述第二线圈被配置为相对于所述第一线圈而定位，以使得所述第一轴延伸经过所述平板的中央部。
通过本申请的发明人的研究发现，在作为螺管线圈和环状线圈的组合的复合线圈中，不管配对的线圈是螺管线圈还是环状线圈，在中央位置略微互相偏离时比在中央位置互相一致时更为有效(后面如图18所示)。本发明被创建，并且具有当使用复合线圈时将螺管线圈的中央和环状线圈的中央不断引导为位于偏离的位置的特征。
根据本发明，车辆只需要停放在基本相同的位置，即使配对的线圈类型是不同的，从而驾驶员在停车时不会有复杂的感觉。
附图说明
下面将参考附图来描述本发明的示例性实施例的特征、优势以及技术和行业意义，其中相同的参考标号表示相同的元件，并且其中：
图1是根据本发明的实施例的示出非接触电力传输系统的总体框图；
图2是示出通过共振方法来传输电力的原理的示意图；
图3是示出电力传输系统的仿真模型的图；
图4是示出如图3所示的电力发送部和电力接收部中每个的固有频率之差与电力传输效率之间的关联性的曲线图；
图5是示出气隙改变时的电力传输效率和在固有频率固定的状态下向图1所示的电力发送单元中的共振线圈提供的电流的频率之间的关联性的曲线图；
图6是示出离开电流源(磁流源)的距离与电磁场强度之间的关联性的曲线图；
图7是示出图1所示的电力传输系统的详细配置的电流图；
图8是根据本发明的替代实施例的示出电力发送单元和电力接收单元的图；
图9是根据实施例的示出电力发送装置中的电力发送单元中所包含的线圈结构的透视图；
图10是示出环状线圈单元的图；
图11是示出环状线圈单元中的磁通通路的图；
图12是示出螺管线圈的图；
图13是示出螺管线圈中的磁通通路的图；
图14是示出车辆被停放的情形的图；
图15是示出在电力发送单元的线圈类型是环状类型的情形下的停车位置偏离和耦合效率之间的关联性的曲线图；
图16是示出在车辆侧的线圈类型和电力发送装置侧的线圈类型都是环状类型的情形下的最优停车位置的图；
图17是示出在车辆侧的线圈类型是螺管类型而电力发送装置侧的线圈类型是环状类型的情形下的最优停车位置的图；
图18是示出在电力发送单元(一次侧)的线圈类型是复合类型而电力接收单元(二次侧)的线圈类型是环状类型的情形下的停车位置偏离和耦合效率之间的关联性的曲线图；
图19是在与图18对应的线圈类型的组合的情形下的最优停车位置的图；
图20是示出在电力发送单元(一次侧)的线圈类型是复合类型而电力接收单元(二次侧)的线圈类型是螺管类型的情形下的停车位置偏离和耦合效率之间的关联性的曲线图；
图21是示出与图20对应的线圈类型的组合的情形下的最优停车位置的图；
图22是根据本发明的第一实施例的示出在车辆和电力发送装置中执行的控制的流程图；
图23是根据本发明的第二实施例的示出非接触电力传输系统的操作的图；
图24是根据本发明的第二实施例的示出在车辆和电力发送装置中执行的控制的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图来详细描述本发明的实施例。相同的参考元件表示相同或相应的组件，并且其描述不会被重复。
非接触电力传输系统的总体配置将被描述。图1是总体框图，其示出了非接触电力传输系统的实例。使用旋转电机作为驱动源的电动车辆被表示为车辆100；但是，车辆100可以是另一汽车，只要它非接触地接收电力，并且此外，电力接收对象可以不是车辆。
如图1所示，非接触电力传输系统包括电力发送装置200和车辆100。电力发送装置200包括电源单元250、电力发送单元220和通信单元230。车辆100包括电力接收单元110、整流器180、电存储装置190和动力生成装置118。
电源单元250在从电源12接收到电能时产生高频交流电力。电源12可以是商用电源或者可以是独立的电源装置。电力发送单元220接收从电源250提供的高频交流电力，并且将电力非接触地传输到电力接收单元110。例如，电力发送单元220由包含线圈和电容器的共振电路构成。
另一方面，在车辆100中，电力接收单元110非接触地接收从电力发送装置200的电力发送单元220发送的电力，并将接收到的电力输出到整流器180。例如，电力接收单元110也由包含线圈和电容器的共振电路构成。
整流器180将从电力接收单元110接收的交流电力转换为直流电力，并将转换的直流电力输出到电存储装置190。于是，整流器180对电存储装置190充电。电存储装置190存储从整流器180输出的电力，并且还存储由动力生成装置118生成的电力。电存储装置190将存储的电力提供给动力生成装置118。除了二次电池，大容量电容器可被用作电存储装置190。
动力生成装置118通过使用在电存储装置190中存储的电力来产生用于驱动车辆100的驱动力。尽管在图1中没有特别示出，动力生成装置118例如包括从电存储装置190接收电力的逆变器、逆变器所驱动的发动机、发动机所驱动的驱动轮等。动力生成装置118可以包括用于对电存储装置190进行充电的发电机以及能够驱动发电机的引擎。
在非接触电力传输系统中，电力发送装置200的电力发送单元220的固有频率与车辆100的电力接收单元110的固有频率相同。这里，电力发送单元220(电力接收单元110)的固有频率表示在构成电力发送单元220(电力接收单元110)的电路(共振电路)自由振荡时的振荡频率。在构成电力发送单元220(电力接收单元110)的电路(共振电路)中，在制动力或电阻为零或基本为零时的固有频率也被称为电力发送单元220(电力接收单元110)的共振频率。
固有频率相同的用语的含义不仅包括固有频率完全相同的情形，还包括固有频率基本相同的情形。固有频率基本相同的用语例如表示电力发送单元220的固有频率和电力接收单元110的固有频率之间的差在电力发送单元220和电力接收单元110中的一个的固有频率的10％以内。
在根据本实施例的电力传输系统中，电力发送单元220的固有频率和电力接收单元110的固有频率之间的差小于或等于电力接收单元110和电力发送单元220中的一个的固有频率的10％。通过将电力发送单元220和电力接收单元110的每个的固有频率设定在上述范围内，能够提高电力传输效率。另一方面，当固有频率的差大于电力接收单元110和电力发送单元220中的一个的固有频率的10％时，电力传输效率变得低于10％，从而会出现不方便，例如电存储装置190的充电时间的增加。
电力发送单元220通过磁场或电场中的至少一个将电力非接触地发送到车辆100的电力接收单元110，该磁场在电力发送单元220和电力接收单元110之间形成并且以预定的频率振荡，该电场在电力发送单元220和电力接收单元110之间形成并以预定的频率振荡。
由此，通过电磁场来使电力发送单元220和电力接收单元110共振，将电力从电力发送装置200的电力发送单元220非接触地发送到车辆100的电力接收单元110。
如上所述，在非接触电力传输系统中，通过电磁场来使电力发送单元220和电力接收单元110共振，将电力从电力发送单元220非接触地传输到电力接收单元110。电力传输时电力发送单元220和电力接收单元110之间的耦合例如被称为磁共振耦合、磁场共振耦合、近场共振耦合、电磁场共振耦合、电场共振耦合等。电磁场共振耦合表示包含磁共振耦合、磁场共振耦合和电场共振耦合的耦合。
当电力发送单元220和电力接收单元110由如上所述的线圈形成时，电力发送单元220和电力接收单元110主要通过磁场来耦合，并且形成磁共振耦合或磁场共振耦合。例如，天线例如曲折线天线可被用作电力发送单元220和电力接收单元110中的每个。在该情形下，电力发送单元220和电力接收单元110主要通过电场来耦合，并形成电场共振耦合。
图2是示出通过共振方法的电力的发送的原理的示意图。参考图2，在共振方法中，和两个音叉互相共振的情形一样，具有相同固有频率的两个LC共振线圈在电磁场(近场)中互相共振，由此将电力从一个线圈传输到另一线圈。
特别地，初级线圈320连接到高频电源310，并通过电磁感应将高频电力提供给与初级线圈320磁耦合的初级自振线圈330。初级自振线圈330是由线圈本身的电感和杂散电容构成的LC共振器，并且通过具有次级自振线圈340的电磁场(近场)来共振，该次级自振线圈340具有和初级自振线圈330相同的共振频率。于是，能量(电力)经电磁场从初级自振线圈330传输到次级自振线圈340。通过电磁感应，用磁耦合到次级自振线圈340的次级线圈350来提取传输到次级自振线圈340的能量(电力)，并将它提供给负载360。当表示初级自振线圈330和次级自振线圈340之间的共振强度的Q值大于例如100时，通过共振方法来实现电力的发送。
在根据本实施例的电力传输系统中，通过电磁场来使电力发送单元和电力接收单元共振，将电力从电力发送单元发送到电力接收单元，并且电力发送单元和电力接收单元之间的耦合系数κ可以是使电力传输变好的不同值。
图6和图1之间的对应关系是，次级自振线圈340和次级线圈350与图1所示的电力接收单元110相对应，且初级线圈320和初级自振线圈330与图1所示的电力发送单元220相对应。
接下来，将参考图3和图4来描述通过分析固有频率差与电力传输效率之间的关联性来获取仿真结果。图3是示出电力传输系统的仿真模型的图。电力传输系统89包括电力发送单元90和电力接收单元91。电力发送单元90包括电磁感应线圈92和电力发送部93。电力发送部93包括共振线圈94以及在共振线圈94中设置的电容器95。
电力接收单元91包括电力接收部96和电磁感应线圈97。电力接收部96包括共振线圈99以及连接到共振线圈99的电容器98。
共振线圈94的电感被设定为Lt，且电容器95的电容被设定为C1。共振线圈99的电感被设定为Lr，且电容器98的电容被设定为C2。当通过该方式来设定参数时，通过下列数学表达式(1)来表示电力发送部93的固有频率f1，并用下列数学表达式来表示电力接收部96的固有频率f2。
f1＝1/{2π(Lt×C1)1/2} (1)
f2＝1/{2π(Lr×C2)1/2} (2)
图4是示出电力发送部93和电力接收部96中每个的固有频率的差与电力传输效率之间的关联性的曲线图。图4示出了电感Lr以及电容C1和C2被固定并且仅电感Lt可变的情形。
在该仿真中，共振线圈94和共振线圈99之间的相对位置关系被固定，并且此外，提供给电力发送部93的电流频率是恒定的。
如图4所示，横轴表示固有频率差Df(％)，且纵轴表示设定频率下的电力传输效率(％)。通过下列数学表达式来表示固有频率差Df(％)。
(固有频率差)＝{(f1-f2)/f2}×100(％) (3)
从图4看很明显，当固有频率差(％)为±0％时，电力传输效率接近100％。当固有频率差(％)为±5％时，电力传输效率为40％。当固有频率差(％)为±10％时，电力传输效率为10％。当固有频率差(％)为±15％时，电力传输效率为5％。即，发现通过设定电力发送部和电力接收部中的每个的固有频率，使得固有频率差(％)(固有频率的差)的绝对值小于或等于电力接收部96的固有频率的10％，能够提高电力传输效率。此外，通过设定电力发送部和电力接收部中的每个的固有频率，使得固有频率差(％)的绝对值小于或等于电力接收部96的固有频率的5％，能够进一步提高电力传输效率，因此这是更想要的。电磁场分析软件应用程序(JMAG)(商标)：由JSOL公司生产)被用作仿真软件应用程序。
这里，将描述在图1所示的电力发送单元220的共振线圈附近形成的具有预定频率的磁场。“具有预定频率的磁场”典型地与电力传输效率以及提供给电力发送单元220的共振线圈的电流频率相关联。于是，首先，将描述电力传输效率和提供给电力发送单元220的共振线圈的电流频率之间的关联性。在电力从电力发送单元220的共振线圈发送到电力接收单元110的共振线圈时的电力传输效率依赖于各种因素而改变，例如电力发送单元220的共振线圈和电力接收单元110的共振线圈之间的距离。例如，电力发送单元220和电力接收单元110中的每个的固有频率(共振频率)被设定为f0，提供给电力发送单元220的共振线圈的电流频率被设定为f3，且电力接收单元110的共振线圈和电力发送单元220的共振线圈之间的气隙被设定为AG。
图5是示出在固有频率f0固定的状态下气隙AG改变时电力传输效率和提供给图1所示的电力发送单元220的共振线圈的电流的频率f3之间的关联性的曲线图。
在图5的图中，横轴表示提供给电力发送单元220的共振线圈的电流的频率f3，且纵轴表示电力传输效率(％)。效率曲线L1示意性地示出了在气隙AG较小时电力传输效率和提供给电力发送单元220的共振线圈的电流的频率f3之间的关联性。如效率曲线L1所示，当气隙AG较小时，电力传输效率的峰值在频率f4和f5(f4<f5)出现。当气隙AG增加时，电力传输效率较高的两个峰值改变从而互相靠近。于是，如效率曲线L2所示，当气隙AG增加为长于预定距离时，电力传输效率的峰值数量为1，当提供给电力发送单元220的共振线圈的电流频率为f6时，电力传输效率变成峰值。当气隙AG从效率曲线L2的状态进一步增加时，如效率曲线L3所示，电力传输效率的峰值降低。
例如，下列第一方法可被构想为改善电力传输效率的方法。在第一方法中，通过在提供给图1所示的电力发送单元220的共振线圈的电流频率恒定时根据气隙AG来改变电容器的电容，电力发送单元220和电力接收单元110之间的电力传输效率的特征被改变。特别地，电容器的电容被调整，使得在提供给电力发送单元220的共振线圈的电流频率恒定时，电力传输效率变成峰值。在该方法中，不管气隙AG的大小，流经电力发送单元220的共振线圈和电力接收单元110的共振线圈的电流的频率恒定。作为改变电力传输效率的特征的方法，利用在电力发送单元220和电源单元250之间提供的匹配变压器的方法、利用电力接收侧的转换器的方法等可被使用。
此外，在第二方法中，基于气隙AG的大小来调整提供给电力发送单元220的共振线圈的电流频率。例如，如图5所示，当电力传输特征变成效率曲线L1时，具有频率f4或频率f5的电流被提供给电力发送单元220的共振线圈。当频率特征变成效率曲线L2或效率曲线L3时，具有频率f6的电流被提供给电力发送单元220的共振线圈。在该情形下，根据气隙AG的大小来改变流经电力发送单元220的共振线圈和电力接收单元110的共振线圈的电流的频率。
在第一方法中，流经电力发送单元220的共振线圈的电流的频率是固定的恒定频率，并且在第二方法中，流经电力发送单元220的共振线圈的电流的频率是随着气隙AG近似改变的频率。通过第一方法、第二方法等，具有设定为预定频率以使得电力传输效率较高的电流，被提供给电力发送单元220的共振线圈。当具有预定频率的电流流经电力发送单元220的共振线圈时，在电力发送单元220的共振线圈附近形成以预定频率振荡的磁场(电磁场)。电力接收单元110通过在电力接收单元110和电力发送单元220之间形成的并且以预定频率振荡的磁场，从电力发送单元220接收电力。于是，“以预定频率共振的磁场”不必是具有固定频率的磁场。在上述实施例中，通过聚焦于气隙AG来设定提供给电力发送单元220的共振线圈的电流的频率；但是，电力传输效率还基于其他因素来改变，例如在电力发送单元220的共振线圈和电力接收单元110的共振线圈之间的水平位置的偏离，从而可以基于那些其他因素来调整提供给电力发送单元220的共振线圈的电流的频率。
在根据本实施例的电力传输系统中，使用其中电磁场的静电磁场占主导的近场(隐失场(evanescent field))。于是，电力发送和电力接收效率被提高。图6是示出离开电流源(磁电流源)的距离与电磁场强度之间的关联性的曲线图。如图6所示，电磁场由三分量构成。曲线k1是和离开波源的距离成反比例的分量，并且被称为辐射电磁场。曲线k2是和离开波源的距离的平方成反比例的分量，并且被称为感应电磁场。此外，曲线是和离开波源的距离的立方成反比例的分量，并且被称为静电磁场。当电磁场的波长为λ时，辐射电磁场、感应电磁场和静电磁场的强度互相基本相等时的距离可被表示为λ/2π。
静电磁场是电磁场的强度随着离开波源的距离而大幅减小的区域，并且在根据本实施例的电力传输系统中，其中的静电磁场占主导的近场(隐失场)被用于传输能量(电力)。即，通过使在其中的静电磁场占主导的近场中具有近似固有频率的电力发送单元200和电力接收单元110(例如，一对LC共振线圈)共振，能量(电力)从电力发送单元220传输到另一电力接收单元110。静电磁场不会在长距离上传播能量，从而与通过在长距离上传播能量的辐射电磁场来发送能量(电力)相比，共振方法能够以较少的能耗来发送电力。
接下来，将详细描述非接触电力传输的配置。图7是图1所示的电力传输系统10的详细配置的电路图。如图7所示，除了电力接收单元110和通信单元160，车辆100还包括整流器180、充电中继(CHR)170、电存储装置190、系统主中继(SMR)115、电力控制单元(PCU)120、电动发动机130、功率传输齿轮140、驱动轮150、用作控制单元的车辆电子控制单元(ECU)300、电流传感器171和电压传感器172。电力接收单元110包括线圈111(以下被称为次级自振线圈111，并且在合适时可以被称为“共振线圈”等)、电容器112和次级线圈113。
在本实施例中，电动车辆例如被描述为车辆100；但是，车辆100的配置不限于电动车辆，只要车辆能够通过使用电存储装置中存储的电力来行驶。车辆100的另一实例包括装备有引擎的混合动力车辆、装备有燃料电池的燃料电池车辆等。
次级自振线圈111使用电磁场通过电磁共振来接收电力，该电磁场来自电力发送装置200中所包含的初级自振线圈221。
基于离开初级自振线圈221的距离、初级自振线圈221和次级自振线圈111的共振频率等，来恰当地设定次级自振线圈111的匝数以及从次级自振线圈111到电力发送装置200的初级自振线圈221的距离，以使得表示初级自振线圈221和次级自振线圈111之间的共振强度的Q值增加(例如Q>100)，并且表示初级自振线圈221和次级自振线圈111之间的耦合度的耦合系数κ降低。
电容器112连接到次级自振线圈111的两端，并和次级自振线圈111一起形成LC共振电路。基于次级自振线圈111的电感来适当地设定电容器112的电容，以使得得到预定的共振频率。基于次级自振线圈111的电感来适当地设定电容器112的电容，以使得得到预定的共振频率。
次级线圈113与次级自振线圈111被共轴地设置，并且通过电磁感应而磁耦合到次级自振线圈111。次级线圈113通过电磁感应来提取从次级自振线圈111接收的电力，并将电力输出到整流器180。
整流器180对从次级线圈113接收的交流电力进行整流，并通过CHR170将整流过的直流电力输出到电存储装置190。整流器180例如可被构造为包含二极管电桥和平滑电容器(两者都未示出)。整流器180可以是所谓的开关式调节器，其使用开关控制来对交流电整流；但是，整流器180可被包含在电力接收单元110中，并且为了避免由于产生的电磁场而引起的开关元件的错误操作等，整流器180需要是静止整流器，例如二极管电桥。
在本实施例中，通过整流器180来整流的直流电力被直接输出到电存储装置190；但是，当被整流的直流电压与电存储装置190所允许的充电电压不同时，可以在整流器180和电存储装置190之间设置用于电压转换的DC/DC转换器(未示出)。
为了位置检测而串联连接的负载电阻173和中继174被连接到整流器180的输出部。在开始完全充电前，将少量的电力从电力发送装置200发送到车辆作为测试信号。此时，通过来自车辆ECU 300的控制信号SE3来控制中继174，并将它设定为导电状态。
在将整流器180连接到电存储装置190的一对电源线之间的设置电压传感器172。电压传感器172检测整流器180的次级侧直流电压，即从电力发送装置200接收的电压，然后将检测到的值VC输出到车辆ECU 300。车辆ECU 300基于电压VC来判定电力接收效率，并将与电力接收效率相关的信息通过通信单元160发送到电力发送装置200。
在将整流器180连接到电存储装置190的电源线的一条中提供电流传感器171。电流传感器171检测对电存储装置190进行充电的充电电流，并将检测到的值IC输出到车辆ECU 300。
CHR 170电连接到整流器180和电存储装置190。CHR 170受到来自车辆ECU 300的控制信号SE 2的控制，并且在从整流器180向电存储装置190的电力提供或中断之间切换。
电存储装置190是被配置为可充电和放电的电力存储元件。电存储装置190例如由二次电池例如锂离子电池、镍-金属混合电池和铅酸电池或者电存储元件例如双电层电容器构成。
电存储装置190通过CHR 170连接到整流器180。电存储装置190存储由电力接收单元110接收并被整流器180整流的电力。此外，电存储装置190还通过SMR 115连接到PCU120。电存储装置190提供电力来产生对PCU 120的车辆驱动力。此外，电存储装置190存储由电动发动机130产生的电力。电存储装置190的输出例如大约为200V。
电压传感器和电流传感器(两者都未示出)被提供给电存储装置190。电压传感器被用于检测电存储装置190的电压VB。电流传感器被用于检测到或来自电存储装置190的电流IB输入或输出。这些检测的值被输出到车辆ECU 300。车辆ECU 300基于电压VB和电流IB来计算电存储装置190的充电状态(也被称为“SOC”)。
SMR 115被插入到将电存储装置190连接到PCU 120的电源线中。于是，SMR115受到来自车辆ECU 300的控制信号SE1的控制，并且在电存储装置190和PCU 120之间的电力的供应和中断之间切换。
PCU 120包括转换器和逆变器(两者都未示出)。转换器受到来自车辆ECU 300的控制信号PWC的控制，并转换来自电存储装置190的电压。逆变器受到来自车辆ECU 300的控制信号PWI的控制，并使用由转换器转换的电力来驱动电动发电机130。
电动发电机130是交流电旋转电机，并且例如是包含转子的永磁体同步电动机，永磁体被嵌入在该转子中。
电动发电机130的输出扭矩通过电力传输齿轮140发送到驱动轮150,以驱动车辆100。电动发电机130能够在车辆100的再生制动操作期间使用驱动轮150的旋转力来产生电力。然后，产生的电力被PCU 120转换为充电电力以对电存储装置190进行充电。
此外，在电动发电机130以外还装备引擎(未示出)的混合动力车辆中，引擎和电动发电机130协作来产生所需的车辆驱动力。在该情形下，可以用通过引擎旋转而产生的电力来对电存储装置190进行充电。
如上所述，通信单元160是用于实现车辆100和电力发送装置200之间的无线通信的通信接口。通信单元160将来自车辆EC 300的关于电存储装置190的电池信息INFO(包括SOC)输出到电力发送装置200。此外，通信单元160将指示电力发送装置200开始或停止电力发送的信号STRT或信号STP输出到电力发送装置200。
车辆ECU 300包括中央处理器(CPU)、存储单元和输入/输出缓冲器，其在图7中未示出。车辆ECU 300输入来自传感器的信号等，向装置输出控制信号，并控制车辆100和装置。这些控制不限于通过软件来处理，还可以通过专属硬件(电子电路)来处理。
在车辆ECU 300通过用户操作等来接收充电开始信号TRG时，基于满足预定条件的事实，通过通信单元160，车辆ECU 300输出信号STRT用于指示以开始向电力发送装置200的电力发送。此外，基于电存储装置190被完全充电、用户操作等事实，通过通信单元160，车辆ECU 300输出信号STP用于指示以停止向电力发送装置200的电力发送。
电力发送装置200包括充电站210和电力发送单元220。在通信单元230之外，充电站210还包括用作控制单元的电力发送ECU 240、电源单元250、显示单元242和费用接收单元246。此外，电力发送单元220包括线圈221(以下被称为初级自振线圈221，并且在合适时可以被称为“共振线圈”等)、电容器222和初级线圈223。
电源单元250受到来自电力发送ECU 240的控制信号MOD的控制，并且将从交流电源例如商业电源接收的电力转换为高频电力。然后，电源单元250将转换的高频电力提供给初级线圈223。
尽管图7中未示出用于阻抗变换的匹配变压器；但是，可以在电源单元250和电力发送单元220之间或者在电力接收单元110和整流器180之间设置匹配变压器260。
初级自振线圈221通过电磁共振将电电力传输到车辆100的电力接收单元110中包含的次级自振线圈111。
可以基于离开次级自振线圈111的距离、初级自振线圈221和次级自振线圈111之间的共振频率等，来适当地设定初级自振线圈221的匝数以及从初级自振线圈221到车辆100的次级自振线圈111的距离，以使得表示初级自振线圈221和次级自振线圈111之间的共振强度的Q值增加(例如Q>100)，并且表示初级自振线圈221和次级自振线圈111之间的耦合度的耦合系数κ降低。耦合系数κ不限于这样的值；它可以是使电力传输变好的不同值。
电容器222被连接到初级自振线圈221的两端，并与初级自振线圈221一起形成共振电路。电容器222的电容被适当地设定，以基于初级自振线圈221的电感来得到预定的共振频率。当通过初级自振线圈221自身的杂散电容来获得想要的共振频率时，电容器222可被忽略。
初级线圈223被与初级自振线圈221共轴地设置，并且其能够通过电磁感应磁耦合到初级自振线圈221。当提供匹配变压器260时，初级线圈223通过电磁感应将通过匹配变压器提供的高频电电力发送到初级自振线圈221。
如上所述，通信单元230是用于实现电力发送装置200和车辆100之间的无线通信的通信接口。通信单元230接收从车辆100的通信单元160发送的电池信息INFO以及信号STRT或信号STP用于指令以开始或停止电力发送，并且将这些信息输出到电力发送ECU240。
在充电之前，现金、预付费卡、信用卡等被插入到费用接收单元246中。电力发送ECU 24使得电源单元250通过使用较小的电力来发送测试信号。这里，“较小的电力”为小于在授权后对电池进行充电的充电电力或者在位置对齐时发送的电力的电力，并且可以包括间歇发送的电力。
车辆ECU 300发送控制信号SE2和控制信号SE3，以使得中继174被开启而CHR 170被关闭，以接收测试信号。然后，车辆ECU 300基于电压VC来计算电力接收效率和充电效率。车辆ECU 300通过通信单元160将计算的充电效率和电力接收效率发送到电力发送装置200。
电力发送装置200的显示单元242向用户显示充电效率或者与充电效率相对应的充电电力单位价格。显示单元242可以具有作为输入单元例如触摸板的功能，并且能够接受用户输入是否同意充电电力单位价格。
当充电电力单位价格被同意时，电力发送ECU 240使得电源单元250开始完全充电。当充电已经完成时，在费用接收单元246上付费。
电力发送ECU 240包括CPU、存储设备和输入/输出缓冲器(在图7中未示出)。电力发送ECU 240从传感器等接收信号，并将控制信号输出到各个装置以控制充电站210中的各个装置。这些控制不限于通过软件来处理，也可以通过专属硬件(电子电路)来处理。
从电力发送装置200传输到车辆100的功率满足如图3和图4所示的电力发送单元90和电力接收单元91之间的关系。在图7所示的电力传输系统中，电力发送单元220的固有频率和电力接收单元110的固有频率之间的差小于或等于电力发送单元220和电力接收单元110中的一个的固有频率的±10％。通过将电力发送单元220和电力接收单元110的每个的固有频率设定在上述范围内，能够提高电源传输效率。另一方面，在上述固有频率差大于±10％时，电力传输效率变得低于10％，从而出现不方便，例如电力传输时间的增加。
车辆100还与电力发送装置200通信，并包含显示单元142，其显示电力发送单元220与车辆100的电力接收单元110是否兼容的判定结果。
图8是根据替代实施例的示出电力发送单元和电力接收单元的图。如图8所示，图7所示的电磁感应线圈113、223不会被插入。在图8所示的配置中，在电力发送装置200处提供电力发送单元220K，并在车辆100处提供电力接收单元110K。
电力发送单元220K包括自振线圈221和电容器222。自振线圈221和电容器222与电源单元250串联连接。
电力接收单元110K包括自振线圈111和电容器112。自振线圈111和电容器112与整流器180串联连接。
图8中所示的其他部的配置与图7所示的配置相同，所有没有重复描述。
接下来，将描述电力发送单元和电力接收单元中每个的线圈类型。电力发送单元和电力接收单元中每个的线圈类型典型地是中央类型(环状类型或圆形线圈类型)，其中磁通经过线圈的中央，以及极化类型(极化线圈类型)，其中磁通从线圈的一端传递到线圈的另一端。取决于磁通传递方向是车辆的纵向还是横向，极化类型还可被分为纵向定向极化类型和横向定向极化类型。极化线圈也被称为螺管线圈。
以下，在说明书中，线圈例如中央或圆形线圈被共同称为环状线圈，且线圈例如极化线圈被共同称为螺管线圈。
图9是根据本实施例的示出电力发送装置的电力发送单元中所包含的线圈结构的透视图。如图9所示，线圈221是将环状线圈与螺管线圈进行组合的复合线圈。线圈221包括环状线圈221A和螺管线圈221B。环状线圈221A被卷绕为围绕Z轴。螺管线圈221B与环状线圈221A串联连接，并且被卷绕为围绕与Z轴相交的Y轴。螺管线圈221B具有的配置使得导电线被卷绕在平板磁性材料421周围。螺管线圈221B相对于环状线圈221A而定位，以使得Z轴延伸经过平板磁性材料421的中央部。
当平板是矩形时，平板磁性材料421的中央部在对角线的交叉点周围，即连接平板的一对面对侧的中点的线与连接另一对面对侧的中点的线的交叉点，等等。尽管可以使用另一材料，可以想要将铁氧体板用作平板磁性材料421。
平板并非总是需要具有矩形形状。平板可以具有这样的形状以使得矩形形状的转角可以是圆形的或者被倾斜地切除。此外，平板可以具有H形状。以下，将描述图9所示的复合线圈被布置在电力发送单元侧的实例；相反，复合线圈可被布置在电力接收单元侧。
接下来，将描述磁通经过环状线圈和螺管线圈中每个的方向。图10是用于示出环状线圈单元的图。如图10所示，在环状线圈单元的实例中，电力发送单元包括电力发送环状线圈221A，且电力接收单元包括电力接收线圈111A。
图11是用于示出环状线圈单元中的磁通通路的图。如图10和图11所示，在环状线圈单元中，磁通经过环状线圈的中央部。对于环状线圈，位于每个环状线圈的外部圆圈的中央附近并且没有卷绕线路的中空部被称为中央部。从电力发送环状线圈221A的中央部传递到电力接收线圈111A的中央部的磁通朝向外部经过磁性材料411A的内部，回到线圈卷绕线路的外部周围，朝向中央部经过磁性材料421A的内部，并回到电力发送环状线圈221A的中央部。交流电流在电力发送单元中流动，因此当流经线圈的电流被反转时磁通方向被反转。
图12是用于示出螺管线圈单元的图。如图12所示，在螺管线圈单元的实例中，电力发送单元包括电力发送螺管线圈221B，且电力接收单元包括电力接收线圈111B。电力发送螺管线圈221B被卷绕在平板磁性材料421B周围。电力接收线圈111B被卷绕在平板磁性材料411B周围。
图13是用于示出螺管线圈单元中的磁通通路的图。如图12和图13所示，在螺管线圈单元中，磁通经过被卷绕在磁性材料周围的线圈的中央部(在磁性材料内部)。从电力发送螺管线圈221B的一端朝着电力发送螺管线圈221B的另一端经过磁性材料421B内部的磁通，朝向电力接收线圈111B的一端，从电力接收线圈111B的一端朝着电力接收线圈111B的另一端经过磁性材料411B的内部，并回到电力发送螺管线圈221B的一端。交流电流在电力发送单元中流动，因此当流经线圈的电流的方向被反转时磁通方向被反转。
如图10到图13所示，电力发送侧和电力接收侧中的每个可能是多种线圈类型。可能存在使用不同线圈类型单元来向电力发送侧和电力接收侧分别提供电力的情形。不能在不同的线圈类型之间传输电力；但是，需要调整与线圈类型相对应的车辆停车位置，以使得允许在最优条件下传输电力。
图14是用于示出车辆被停放的情形下的场景的图。在图14中，车辆100A是其上安装环状电力接收线圈111A的车辆。车辆100B是其上安装螺管电力接收线圈111B的车辆。此时，假设环状类型、螺管类型以及复合类型中的任一种的电力发送单元220被安装在作为充电设施的电力发送装置200中。
图15是示出在电力发送单元的线圈类型是环状类型的情形下，停车位置偏离与耦合系数之间的关联性的曲线图。在图15中，纵轴表示耦合系数，且横轴表示Y方向上的偏离。Y方向与图9所示的沿Y轴的方向相同，并且在螺管线圈的情形下线圈被卷绕在Y轴周围。电力接收单元的线圈类型为环状类型的情形下的曲线图G1以及电力接收单元的线圈类型为螺管类型的情形下的曲线图G2被示出。
如曲线图G1所示，当电力接收单元的线圈类型和电力发送单元的线圈类型都是环状类型时，当Y方向上偏离为0时耦合系数最大。与此相反，如曲线图G2所示，当电力接收单元的线圈类型为螺管类型且电力发送单元的线圈类型为环状类型时，当Y方向的偏离为D1时耦合系数最大。这表示当安装在车辆上的线圈类型不同时，最佳停车位置略微偏离。
图16是示出在车辆侧的线圈类型和电力发送装置侧的线圈类型都是环状类型的情形下的最优停车位置的图。图17是示出在车辆侧的线圈类型为螺管类型而电力发送侧的线圈类型为环状类型的情形下的最优停车位置。
如图15的图G1和图16中所示，当车辆的线圈类型为环状类型时，线圈中央互相一致的位置是最优停车位置。与此相反，如图15的G2和图17中所示，当车辆侧的线圈类型为螺管类型时，使得车辆向前行进并且停放在与电力接收单元的中央和电力发送单元的中央相一致的位置的偏离量为D1的位置是最优停车位置。
因此，需要依赖于车辆上安装的电力接收单元的线圈类型来改变停车位置，所以这对于驾驶员来说是复杂的。于是，即使电力接收单元的线圈类型是任意线圈类型，需要相同的停车位置是最优的。在本实施例中，图9所示的复合线圈类型被用于电力发送单元。
图18是示出在电力发送单元(初级侧)的线圈类型是复合类型且电力接收单元(次级侧)的线圈类型是环状类型的情形下的停车位置偏离和耦合系数之间的关联性的曲线图。在图18中，纵轴表示耦合系数，且横轴表示Y方向的偏离。Y方向和如图9所示的沿Y轴的方向相同，并且在复合线圈的螺管线圈部中，线圈被卷绕为围绕Y轴。在电力接收单元的线圈类型是环状类型的情形下的实际测量的曲线图G3以及表示仿真值的曲线图G4被示出。
从图18可见，实际测量的值大部分与仿真结果一致。如曲线图G3、G4所示，在Y方向上的偏离量为D2时，耦合系数最大。偏离量D2小于图15所示的偏离量D1。
图19是示出在与图18相对应的线圈类型的组合的情形下的最优停车位置的图。如图18的曲线图和图19所示，当电力发送装置的线圈类型为复合类型且车辆侧的线圈类型为环状类型时，使得车辆向前行进并且停放在与电力接收单元的中央和电力发送单元的中央一致的位置的偏离量为d1的位置是最优停车位置。
图20是示出在电力发送单元(初级侧)的线圈类型是复合类型且电力接收单元(次级侧)为螺管类型的情形下的停车位置偏离和耦合系数之间的关联性的曲线图。在图20中，纵轴表示耦合系数，且横轴表示Y方向或X方向上的偏离量。Y方向与图9所示的沿Y轴的方向相同，并且在复合线圈的螺管线圈部中，线圈被卷绕为围绕Y轴。此外，在电力接收单元的螺管线圈中，线圈被卷绕为围绕与Y轴平行的轴。在电力接收单元的线圈类型为螺管类型的情形下的Y方向上的偏离量的实际测量曲线图G5以及表示仿真值的曲线图G6被示出，并且看起来实际测量结果大部分与仿真值一致。如曲线图G5、G6所示，当Y方向上的偏离量为D3时，耦合系数最大。偏离量D3小于图15所示的偏离量D1，并且大致等于图18所示的偏离量D2。
图20示出了表示X方向上的偏离量和用于参考的耦合系数之间的关联性(仿真值)的曲线图G7；但是，耦合系数不会以比Y方向上的偏离量更大的X方向上的偏离量来改变，从而当X方向上的偏离量基本接近零时，它可被当成适合接收电力的停车位置。
图21是示出与图20对应的线圈类型的组合的情形下的最优停车位置的图。在图20和图21的图中，当电力发送装置的线圈类型是复合类型并且车辆侧的线圈类型是螺管类型时，使得车辆向前行进并且停放在与电力接收单元的中央和电力发送单元的中央一致的位置的偏离量为D3(≈D2)的位置是最优停车位置。
通过本申请的发明人的研究，发现复合线圈的电力传输效率的峰值出现在复合线圈的螺管部的卷绕轴方向上偏离预定距离的位置，即使配对的线圈类型是如图18和图20所示的环状类型和螺管类型中的任一种。由于偏离量D2基本等于偏离量D3，从图19和图21之间的比较很明显，能够设定相同的停车位置作为最优位置来接收电力，即使在车辆上安装的线圈的类型不同。于是，通过使用用于电力发送装置的复合线圈类型，能够设定统一的停车位置，因此这对于驾驶员来说是方便的。
图22是在第一实施例中的车辆和电力发送装置中执行的控制的流程图。
如图14和图22所示，在车辆100中，在步骤S810中，通过车辆ECU300来监控是否存在充电请求。当检测到通过用户操作等的充电开始信号TRG的输入时，车辆ECU 300通过通信单元160将存在充电请求的事实发送到电力发送装置200。然后，处理从步骤S810进入到步骤S820。
另一方面，在电力发送装置200中，在步骤S710中，通过电力发送ECU 240来监控是否存在充电请求。当从车辆100的通信单元160发送与存在充电请求的事实相关的信息并且电力发送ECU 240通过通信单元230检测到充电请求时，处理从步骤S710进入到步骤S720。
在电力发送装置200中，在步骤S720中，通过通信单元230向车辆100发送与电力发送单元220的线圈类型相关的信息。在车辆100中，在步骤S820中，通过通信单元160来接收与电力发送单元220的线圈类型相关的信息，并且在步骤S830中判定电力发送单元220的线圈类型。与线圈类型相关的信息例如包括与线圈是环状类型、螺管类型还是复合类型相关的信息。
此外，在步骤S840中，车辆ECU 300基于在步骤S820中接收的与电力发送单元的线圈类型相关的信息来判定电力发送单元的线圈类型是否与电力接收单元能够接收电力的线圈类型相兼容。当线圈类型兼容时，判定车辆是可充电的；然而，当线圈类型不兼容时，判定车辆不可充电。
在步骤S840中当线圈类型不兼容时，处理进入步骤S910，车辆ECU300确定不可充电判定，使得显示单元142显示该不可充电的判定，并且将判定结果发送到电力发送装置200。车辆侧的处理在步骤S920中结束。
另一方面，当步骤S840中当线圈类型兼容时，即当安装了与电力发送装置的线圈类型兼容的电力接收线圈时，处理进入到步骤S850，车辆ECU 300确定可充电判定，使得显示单元142显示判定结果，并将判定结果发送到电力发送装置200。
例如，当电力发送装置的线圈类型为环状类型并且电力接收线圈是能够从环状线圈接收电力的线圈类型(例如环状类型)时，判定能够接收电力。
当电力发送装置的线圈类型是螺管类型并且电力接收线圈是能够从螺管线圈接收电力的线圈类型(例如螺管类型)时，判定能够接收电力。
当电力发送装置的线圈类型是复合类型并且电力接收线圈是能够从复合线圈接收电力的线圈类型(例如环状类型或螺管类型)时，判定能够接收电力。
在电力发送装置200中，在步骤S730中，通过通信单元230来接收判定结果，并且在步骤S740中，电力发送ECU 240使得例如液晶显示器的显示单元242显示判定结果。可以通过语音代替在显示单元242上的指示来向驾驶员提供判定结果。
在车辆100中，在步骤S850中做出可充电指示后，在步骤S860中判定电力发送装置200的线圈类型是否是复合类型。当步骤S850中判定线圈类型是复合类型时，处理进入到步骤S870，并且车辆ECU 300选择与复合类型兼容的停车位置(目标位置)。在该情形下，不管在车辆上安装的线圈类型是环状类型还是螺管类型，能够将目标停车位置设定在基本相同的位置。例如，能够设定下列停车位置作为目标停车位置。即，使用车辆内摄像机等来识别电力发送单元的位置，如图19和图21所示，使得通过在螺管的卷绕轴方向(车辆纵轴方向)从电力发送单元的中央偏离预定距离D3(＝D2)而得到的点与电力接收单元的中央一致。
当步骤S860中判定线圈类型不是复合类型时，处理进入步骤S880，并且车辆ECU300选择停车位置(目标位置)，以使得主车辆的线圈类型与电力发送装置的线圈类型兼容。
在步骤S870或步骤S880中选择目标停车位置之后，车辆基于在步骤S882中接收的信息在显示单元142上显示表示目标停车位置的框等。例如，可以在摄像机图像上根据白线等来自动识别停车框，或者可以基于线圈类型在识别的停车框内判定表示目标停车位置的框。在该情形下，停车框不会被自动识别，并且在用户看到摄像机图像等时，可以使用箭头键等在显示品目上设定。
此外，如步骤S884所示，可以执行停车辅助控制来将车辆停放在目标停车位置。停车辅助控制可被配置为完全自动地移动车辆或者可被配置为使得自动实现转向操作并且用户使用加速器踏板等指示前进或后退的速度。此外，停车辅助控制可被配置为使得在屏幕上指示转向操作的量等，并且用户可以手动指导转向操作。
在判定停车位置后，处理进入步骤S890。在步骤S890中，车辆ECU300开始充电序列来对车辆充电，并且处理进入到步骤S900中的充电处理例程。
在电力发送装置200中，在步骤S750中，基于来自车辆的与是否可充电相关的判定结果来判定是否可充电。在步骤S750中不可充电时，处理进入步骤S780，并且电力发送装置200的充电过程结束。
在步骤S750中可充电时，处理进入步骤S760。与步骤S890中的充电序列的开始同步，实现从车辆到电力发送装置的与开始充电的事实相关的通信，并且在电力发送装置侧在步骤S760中开始充电序列。然后，处理进入到步骤S770中的充电过程例程。
在第一实施例中，所描述的车辆通过通信(图14中的消息M3)来接收与电力发送装置的线圈结构等相关的信息，判定电力发送装置的线圈类型，然后实现下列任一个：1)判定充电停车区域，2)向用户清楚地指示车辆停止位置，以及3)开始充电序列。从车辆到电力发送装置的消息M4可被发送或不发送。
于是，即使使用任意电力发送装置，能够平滑地开始充电，从而提升用户便利性。
特别地，在电力发送装置的线圈类型为复合类型时，停车位置不需要被改变以被调整为车辆的线圈类型，从而驾驶员不太会搞错停车位置。
将参考附图来再次总结第一实施例。第一实施例中描述的用于车辆的停车辅助系统包括检测手段(图22中的S820)，其用于检测在停车场安装的电源设备的电力发送单元220的线圈类型，以及目标位置设定手段(图22中的S860到S880)，其基于电力发送单元220的线圈类型和电力发送单元220的位置来设定车辆的目标停车位置。在图7和图8所示的配置中，通信单元160用作检测手段，并且车辆ECU 300用作目标位置设定手段。在检测装置检测到的线圈类型是复合线圈时，目标位置设定手段设定目标停车位置，以使得如图19和图21所示在车辆上安装的电力接收单元110的中央沿第二轴离开第一轴预定的距离(D3(＝D2))，如图9所示该复合线圈具有的配置使得被卷绕为围绕第一轴(Z轴)的环状线圈221A和被卷绕为围绕与第一轴(Z轴)相交的第二轴(Y轴)的螺管线圈221B被互相串联连接。如图9所示，螺管线圈221B相对于环状线圈221A而定位，以使得第一轴(Z轴)延伸经过螺管线圈221B的侧面中央部。
优选地，在车辆上安装的电力接收单元110的线圈类型是环状线圈和螺管线圈中的一种。
优选地，如图9所示，螺管线圈221B具有的配置使得导电线被卷绕为围绕平板磁性材料421。螺管线圈221B相对于环状线圈221A而定位，以使得第一轴(Z轴)延伸经过复合线圈中的平板的中央部。
在第一实施例中，描述了车辆侧接收与电力发送装置的线圈相关的信息并且车辆侧的控制装置判定停车位置的实例。在第二实施例中，将描述电力发送装置接收关于车辆侧的线圈的信息并且电力发送装置侧的控制庄子判定停车位置的实例。
图23是根据第二实施例的用于示出非接触电力传输系统的操作的图。如图23所示，车辆100A是其中安装了环状类型电力接收线圈111A的车辆。车辆100B是其中安装了螺管类型的电力接收线圈111B的车辆。
每辆车辆100A、100B向电力发送装置的通信单元230发送消息M1。消息M1包括与在主车辆中安装的线圈单元的类型是环状类型还是螺管类型相关的信息。表示每种线圈类型即环状类型和螺管类型的信息是表示磁通如何经过线圈单元的磁通路径特征的信息。要发送的信息可以以另一形式来表示，只要该信息表示磁通路径特征。
基于从相应车辆发送的消息M1，判定每辆车是否能通过充电基础设施来充电，并将表示判定结果的消息M2返回给相应的车辆。
通过接收消息M2且然后在显示单元上显示其是否可充电，允许用户来识别车辆是否能在充电设施上充电而不用将车辆停放在停车位置。于是，当用户判定是否使用充电设施时很方便。
此时，在第二实施例中，电力发送装置选择适合在车辆上安装的电力接收单元的位置的停车位置，并向车辆提供与选中的停车位置相关的信息，由此来引导车辆。
图24是示出在第二实施例中的车辆和电力发送装置中执行的控制的流程图。
如图23和图24所示，在车辆100中，在步骤S410中，通过车辆ECU300来监控是否存在充电请求。当检测到通过用户操作等的充电开始信号TRG的输入时，车辆ECU 300通过通信单元160向电力发送装置200发送存在充电请求的事实。然后，处理从步骤S410进入步骤S420。
另一方面，在电力发送装置200中，在步骤S510中，通过电力发送ECU 240来监控是否存在充电请求。当从车辆100的通信单元160发送与存在充电请求的事实相关的信息并且电力发送ECU 240通过通信单元230检测到该充电请求时，处理从步骤S510进入步骤S520。
在车辆100中，在步骤S420中，通过通信单元160向电力发送装置200发送与电力接收单元110的线圈类型相关的信息。在电力发送装置200中，在步骤S520中，通过通信单元230来接收与电力接收单元110的线圈类型相关的信息，并且在步骤S530中判定电力接收单元110的线圈类型。与线圈类型相关的信息例如包括与线圈是环状类型、螺管类型还是复合类型相关的信息。
此外，在步骤S540中，电力发送ECU 240基于在步骤S520中接收的与电力接收单元110的线圈类型相关的信息来判定电力接收单元110的线圈类型是否与可被电力发送单元220配置的线圈类型兼容。当线圈类型兼容时，判定车辆可充电；然而，在线圈类型不兼容时，判定车辆不可充电。这里，当线圈类型是环状类型和螺管类型中的一种时，判定车辆是可充电的。
在步骤S540中当线圈类型不兼容时，处理进入步骤S610，电力发送ECU 240确定不可充电判定，使得显示单元242显示不可充电指示，并将判定结果发送到车辆100。电力发送装置200侧的处理在步骤S620结束。
另一方面，当步骤S540中当线圈类型兼容时，即当车辆的线圈类型是环状类型和螺管类型中的一种并且电力发送装置的复合线圈与车辆的线圈类型兼容时，处理进入步骤S550，电力发送ECU 240确定可充电判定，使得显示单元242显示判定结果，并且将判定结果发送到车辆100。
在车辆100中，在步骤S430中通过通信单元160来接收判定结果，并且车辆ECU 300使得显示单元142例如液晶显示器在步骤S440中显示判定结果。可以通过语音代替显示单元142的指示来向驾驶员提供判定结果。
在电力发送装置200中，在步骤S550中做出可充电指示后，在步骤S570中基本相同的位置被选作停车位置(目标位置)，而不管车辆100的线圈类型是环状类型还是螺管类型。目标位置是如图19和图21所示的沿着螺管线圈的卷绕轴偏离预定距离D2(＝D3)的位置。
在步骤S570中已经选择停车位置后，处理进入步骤S580，并且向用户通知停车位置。例如，为了向用户通知停车位置，停车框可被照亮，或者表示停车位置的信息可被发送到车辆。
随后，在步骤S590中，电力发送ECU 240开始用于对车辆进行充电的充电序列，并且处理进入步骤S600中的充电处理例程。
在车辆中，在步骤S450中，基于来自电力发送装置的是否能充电的判定结果来判定车辆是否可充电。当在步骤S450中判定车辆不可充电时，处理进入步骤S480，并且车辆侧的充电过程结束。
当在步骤S585中，表示停车位置的信息被发送到车辆时，车辆基于在步骤S452中接收的信息在显示单元142上显示表示停车位置的框等。此外，如步骤S454所示，可以执行用于将车辆停放在目标停车位置的停车辅助控制。停车辅助控制可被配置为完全自动地移动车辆或者可被配置以使得自动实现转向操作并且用户使用加速器踏板等指示前进或后退的速度。此外，停车辅助控制可被配置以使得在屏幕上指示转向操作的量等，并且用户可以手动指导转向操作。
在确定停车位置之后，处理进入步骤S460。与步骤S590中开始充电序列同步，用车辆侧来实现对指示充电开始的事实的通信，并且在车辆侧在步骤S460中开始充电序列。然后，处理进入到步骤S470中的充电处理例程。
如上所述，在从车辆向电力发送装置发送关于线圈类型的信息并且电力发送装置判定停车位置且然后也向车辆提供关于停车位置的信息时，得到与第一实施例类似的优势效果。
将参考附图来再次总结第二实施例。第二实施例中描述的车辆的辅助停车系统包括检测手段(图24中的S520)，其用于检测在车辆中安装的电力接收单元110的线圈类型，以及目标位置设定手段(图24中的S530、S570)，其基于电力接收单元110的线圈类型和电力接收单元110的位置来设定车辆的目标停车位置。在图7和图8的配置中，通信单元230用作检测手段，并且电力发送ECU 240用作目标位置设定手段。电力发送装置包括复合线圈。如图9所示，复合线圈具有的配置使得被卷绕为围绕第一轴(Z轴)的环状线圈221A和被卷绕为围绕与第一轴(Z轴)相交的第二轴(Y轴)的螺管线圈221B被互相串联连接。
在检测手段检测到的线圈类型是环状线圈和螺管线圈中的一种时，目标位置设定手段设定目标停车位置，以使得如图19和图21所示在车辆上安装的电力接收单元110的中央沿第二轴离开第一轴预定的距离(D3(＝D2))。如图9所示，螺管线圈221B相对于环状线圈221A而定位，以使得第一轴(Z轴)延伸经过螺管线圈221B的侧面中央部。
优选地，如图9所示，螺管线圈221B具有的配置使得导电线被卷绕在平板磁性材料421周围。螺管线圈221B相对于环状线圈221A而定位，以使得第一轴(Z轴)延伸经过复合线圈中的平板的中央部。
在第一和第二实施例中，对复合线圈被布置在电力发送装置侧的实例进行了描述；相反，复合线圈可被布置在车辆的电力接收装置上。该情形可被描述为第三实施例。
当复合线圈被安装在图15中的车辆100上时，即使在电力发送装置的线圈是环状线圈类型或螺管线圈类型时，能够设定相同的停车位置。在该情形下，不管电力发送装置的线圈的类型，能够判定相同的位置作为目标停车位置，并且还能够在目标停车位置以上执行停车辅助控制。
在第三实施例中描述的车辆的停车辅助系统包括电力接收单元110，其如图7和图8所示非接触地接收电力并且辅助车辆停车。电力接收单元110包括复合线圈，如图9所示，其具有的配置使得被卷绕为围绕第一轴(Z轴)的环状线圈221A和被卷绕为围绕与第一轴(Z轴)相交的第二轴(Y轴)的螺管线圈221B被互相串联连接。当复合线圈被安装在电力接收单元110中时，负载被连接，代替图9中的交流电源。停车辅助系统包括目标位置设定手段，其基于在停车场安装的电源装置的电力发送单元220的位置来设定车辆的目标停车位置。在图7和图8所示的配置中，电力发送ECU 240或车辆ECU 300用作目标位置设定手段。目标位置设定手段设定目标停车位置以使得电力发送单元220的中央沿第二轴离开第一轴预定的距离(其对应于图18到图21中的D3(＝D2))。如图9所示，螺管线圈221B相对于环状线圈221A而定位，以使得第一轴(Z轴)延伸经过螺管线圈221B的侧面中央部。
优选地，电力发送单元220的线圈类型是环状线圈和螺管线圈中的一种。
优选地，如图9所示，螺管线圈221B具有的配置使得导电线被卷绕在平板磁性材料421周围。螺管线圈221B相对于环状线圈221A而定位，以使得第一轴(Z轴)延伸经过复合线圈中的平板的中央部。
本实施例描述了电力接收装置是车辆的实例。相反，即使电力接收装置是便携式设备，本发明也可应用。

Claims (12)

1.一种用于车辆的停车辅助系统，其被配置为非接触地接收电力，
所述停车辅助系统的特征在于包括：
检测单元，其被配置为检测在停车场处安装的电源装置(200)的电力发送部(220，220K)的线圈类型；以及
目标位置设定单元，其被配置为基于所述电力发送部(220，220K)的线圈类型和所述电力发送部(220，220K)的位置来设定所述车辆(100)的目标停车位置，所述目标位置设定单元被配置为，在由所述检测单元检测到的所述线圈类型是复合线圈(221)时，将所述目标停车位置设定为使得在所述车辆(100)上安装的电力接收部(110，110K)的中心位于沿着第二轴(Y)与第一轴(Z)相距预定距离的位置处，所述复合线圈(221)具有如下配置：环状线圈(221A)和螺管线圈(221B)彼此串联连接，所述环状线圈(221A)被卷绕为围绕所述第一轴(Z)，所述螺管线圈(221B)被相对于所述环状线圈(221A)而定位，以使得所述第一轴(Z)延伸经过侧面中央部，并且所述螺管线圈(221B)被卷绕为围绕与所述第一轴(Z)相交的所述第二轴(Y)。
2.根据权利要求1所述的停车辅助系统，其中
在所述车辆(100)上安装的所述电力接收部(110，110K)的线圈类型是环状线圈(111A)和螺管线圈(111B)中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的停车辅助系统，其中
所述预定距离小于或等于从所述电力发送部(220,220K)的螺管线圈(221B)的所述侧面中央部到所述电力发送部(220,220K)的螺管线圈(221B)的侧面端部的距离。
4.根据权利要求1到2中的任一项所述的停车辅助系统，其中
所述电力发送部(220,220K)的螺管线圈(221B)具有的配置使得导电线被卷绕在平板磁性材料周围，所述电力发送部(220,220K)的螺管线圈(221B)被配置为相对于所述电力发送部(220,220K)的环状线圈(221A)而定位，以使得所述第一轴(Z)延伸经过所述复合线圈(221)中的所述平板的中央部。
5.根据权利要求1所述的停车辅助系统，其中
所述电力发送部(220，220K)的固有频率和所述电力接收部(110，110K)的固有频率之间的差在±10％的范围内。
6.根据权利要求1所述的停车辅助系统，其中
所述电力接收部(110，110K)被配置为通过磁场和电场中的至少一者从所述电力发送部(220，220K)接收电力，所述磁场在所述电力接收部(110，110K)和所述电力发送部(220，220K)之间，所述磁场以预定频率振荡，所述电场在所述电力接收部(110，110K)和所述电力发送部(220，220K)之间，并且所述电场以预定频率振荡。
7.一种用于车辆的停车辅助系统，
所述停车辅助系统的特征在于包括：
电力接收部(110，110K)，其被包含在所述车辆(100)中并且被配置为非接触地接收电力，所述电力接收部(110，110K)包括复合线圈，所述复合线圈具有如下配置：环状线圈(111A)和螺管线圈(111B)彼此串联连接，所述环状线圈(111A)被卷绕为围绕第一轴(Z)，所述螺管线圈(111B)被相对于所述环状线圈(111A)而定位，以使得所述第一轴(Z)延伸经过侧面中央部，并且所述螺管线圈(111B)被卷绕为围绕与所述第一轴(Z)相交的第二轴(Y)；以及
目标位置设定单元，其被配置为基于在停车场处安装的电源装置(200)的电力发送部(220，220K)的位置来设定所述车辆(100)的目标停车位置，所述目标位置设定单元被配置为，将所述目标停车位置设定为使得所述电力发送部(220，220K)的中心位于沿着所述第二轴(Y)与所述第一轴(Z)相距预定距离的位置处。
8.根据权利要求7所述的停车辅助系统，其中
所述电力发送部(220，220K)的线圈类型是环状线圈(221A)和螺管线圈(221B)中的一种。
9.根据权利要求7或8所述的停车辅助系统，其中
所述预定距离小于或等于从所述电力发送部(220,220K)的螺管线圈(221B)的所述侧面中央部到所述电力发送部(220,220K)的螺管线圈(221B)的侧面端部的距离。
10.根据权利要求7到8中的任一项所述的停车辅助系统，其中
所述电力发送部(220,220K)的螺管线圈(221B)具有的配置使得导电线被卷绕在平板磁性材料周围，所述电力发送部(220,220K)的螺管线圈(221B)被配置为相对于所述电力发送部(220,220K)的环状线圈(221A)而定位，以使得所述第一轴(Z)延伸经过所述复合线圈(221)中的所述平板的中央部。
11.根据权利要求7所述的停车辅助系统，其中
所述电力发送部(220，220K)的固有频率和所述电力接收部(110，110K)的固有频率之间的差在±10％的范围内。
12.根据权利要求7所述的停车辅助系统，其中
所述电力接收部(110，110K)被配置为通过磁场和电场中的至少一者从所述电力发送部(220，220K)接收电力，所述磁场在所述电力接收部(110，110K)和所述电力发送部(220，220K)之间，所述磁场以预定频率振荡，所述电场在所述电力接收部(110，110K)和所述电力发送部(220，220K)之间，并且所述电场以预定频率振荡。
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