CN105189184A - 受电装置、送电装置、电力传送系统及停车辅助装置 - Google Patents
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Abstract
受电装置(11)具备:受电部(200),其在第1位置(S1)及第2位置(S2)之间移动,且在配置到了第2位置的状态下,从送电部(56)以非接触方式接受电力;移动机构,其使受电部移动到第1位置及第2位置;以及检测部(310),其与受电部(200)独立地设置于车辆主体,检测送电部(56)形成的磁场或电场的强度。第2位置,从第1位置看,位于铅垂方向的斜下方,从第2位置到检测部的距离比从第2位置到第1位置的距离短。
Description
技术领域
本发明涉及受电装置、送电装置、电力传送系统及停车辅助装置。
背景技术
已知有混合动力车辆及电动汽车。这些电动车辆搭载电池,使用电力使驱动轮驱动。近年,开发了以非接触方式对电池进行充电的技术。为了以非接触方式高效地对电池进行充电,要求受电部及送电部配置在相互适合的位置。
在特开2012-080770号公报(专利文献1)中,公开了具备停车辅助装置的车辆。该停车辅助装置包含受电部。受电部以非接触方式接受来自在车辆外部设置的送电部的电力。受电部也用于检测该受电部与送电部的相对位置时。与相对位置有关的信息被活用于将车辆引导到适合的停车位置时。
专利文献1:日本特开2012-080770号公报
发明内容
本发明的第1目的在于提供可以高精度地检测送电部的位置的受电装置。本发明的第2目的在于提供可以高精度地检测送电部的位置的电力传送系统。本发明的第3目的在于提供可以高精度地检测受电部的位置的送电装置。本发明的第4目的在于提供可以引导车辆使得受电部及送电部配置在相互适合的位置的停车辅助装置。
基于本发明的第1方面的受电装置具备:受电部,其包含受电线圈,在第1位置和与上述第1位置不同的第2位置之间移动,且在配置到了上述第2位置的状态下,从设置在车辆的外部的送电部以非接触方式接受电力;移动机构,其使上述受电部移动到上述第1位置及上述第2位置;以及检测部,其与上述受电部独立地设置于车辆主体,检测上述送电部形成的磁场或电场的强度,上述第2位置,从上述第1位置看,相对于铅垂方向位于斜下方,从上述第2位置到上述检测部的距离比从上述第2位置到上述第1位置的距离短。
优选地,上述检测部在配置有上述检测部的位置检测由上述送电部形成的上述磁场的阻抗。优选地,上述检测部在配置有上述检测部的位置检测由上述送电部形成的上述磁场的铅垂方向的强度分量。优选地,上述检测部在配置有上述检测部的位置检测由上述送电部形成的上述磁场的、相对于铅垂方向正交的方向的强度分量。
优选地,上述检测部在上述车辆主体设置多个,上述受电线圈具有在相对于上述送电部及配置到了上述第2位置的上述受电部彼此相对的方向正交的方向延伸的卷绕轴,在描绘包含配置到了上述第2位置的上述受电部的上述受电线圈的上述卷绕轴且相对于铅垂方向正交的假想平面,且将多个上述检测部向上述假想平面沿铅垂方向进行投影的情况下,在上述假想平面内形成有多个上述检测部的投影像的位置以上述卷绕轴为中心具有线对称的关系。
优选地,上述检测部的位置被包含于投影空间内,该投影空间是在将配置到了上述第2位置的上述受电部的上述受电线圈或卷绕有上述受电线圈的芯向铅垂方向的上方投影时假想地形成的空间。
基于本发明的第2方面的受电装置具备:受电部,其包含受电线圈,在第1位置和与上述第1位置不同的第2位置之间移动,且在配置到了上述第2位置的状态下,从设置在车辆的外部的送电部以非接触方式接受电力;移动机构,其使上述受电部移动到上述第1位置及上述第2位置;以及检测部,其与上述受电部独立地设置于车辆主体,检测上述送电部形成的磁场或电场的强度。
基于本发明的第3方面的受电装置具备:受电部,其包含受电线圈,在第1位置和与上述第1位置不同的第2位置之间移动,且在配置到了上述第2位置的状态下,从设置在车辆的外部的送电部以非接触方式接受电力;移动机构,其使上述受电部移动到上述第1位置及上述第2位置;以及检测部,其与上述受电部独立地设置于车辆主体,检测上述送电部形成的磁场或电场的强度,上述第2位置,从上述第1位置看,位于铅垂方向的下方,上述检测部的位置被包含于空间内,该空间是在将配置到了上述第1位置的上述受电部的上述受电线圈或卷绕有上述受电线圈的芯按相似形放大为3倍大小时假想地形成的空间。
优选地,上述送电部的固有频率与上述受电部的固有频率之差在上述受电部的固有频率的10%以下。优选地,上述受电部与上述送电部的耦合系数为0.3以下。优选地,上述受电部通过在上述受电部与上述送电部之间形成且以特定的频率振动的磁场和在上述受电部与上述送电部之间形成且以特定的频率振动的电场中的至少一方,从上述送电部接受电力。
基于本发明的某方面的停车辅助装置具备:基于本发明的上述受电装置;以及控制部,其基于上述检测部检测到的上述磁场的强度,控制对上述车辆进行驱动的车辆驱动部而使上述车辆移动。
优选地,上述检测部包含在相对于铅垂方向交叉的方向相互隔着间隔而配置的第1检测部及第2检测部,上述控制部在上述车辆移动时上述第1检测部检测到的上述磁场的强度满足第1条件且上述第2检测部检测到的上述磁场的强度不满足第2条件的情况下,控制上述车辆驱动部,使得从上述第2检测部看,上述车辆向上述第1检测部所处的方向侧移动。
优选地,上述第1检测部与上述第2检测部相比,配置在上述车辆的后方侧,上述控制部在上述车辆进行后退移动时上述第1检测部检测到的上述磁场的强度满足上述第1条件且上述第2检测部检测到的上述磁场的强度不满足上述第2条件的情况下,控制上述车辆驱动部,使得上述车辆继续后退移动。
优选地,上述第1检测部与上述第2检测部相比,配置在上述车辆的前方侧,上述控制部在上述车辆进行后退移动时上述第1检测部检测到的上述磁场的强度满足上述第1条件且上述第2检测部检测到的上述磁场的强度不满足上述第2条件的情况下,控制上述车辆驱动部,使得上述车辆进行前进移动。
优选地,上述检测部包含在相对于铅垂方向交叉的方向相互隔着间隔而配置的第1检测部及第2检测部,上述控制部在上述车辆移动时上述第1检测部检测到的上述磁场的强度满足第1条件且上述第2检测部检测到的上述磁场的强度满足第2条件的情况下,控制上述车辆驱动部而使上述车辆移动,使得上述第1检测部检测到的上述磁场的强度与上述第2检测部检测到的上述磁场的强度接近于同一值。
优选地,上述第1检测部与上述第2检测部相比,配置在上述车辆的后方侧,上述控制部在上述车辆进行前进移动时上述第1检测部检测到的上述磁场的强度满足上述第1条件且上述第2检测部检测到的上述磁场的强度不满足上述第2条件的情况下,控制上述车辆驱动部,使得上述车辆进行后退移动。
优选地,上述第1检测部与上述第2检测部相比,配置在上述车辆的前方侧,上述控制部在上述车辆进行前进移动时上述第1检测部检测到的上述磁场的强度满足上述第1条件且上述第2检测部检测到的上述磁场的强度不满足上述第2条件的情况下,控制上述车辆驱动部,使得上述车辆继续前进移动。
基于本发明的电力传送系统具备:受电装置;以及送电装置,其具有送电部,在与上述受电装置相对的状态下向上述受电装置以非接触方式传送电力,其中,上述受电装置包含:受电部,其在第1位置和与上述第1位置不同的第2位置之间移动,且在配置到了上述第2位置的状态下,从设置在车辆的外部的上述送电部以非接触方式接受电力;移动机构,其使上述受电部移动到上述第1位置及上述第2位置;以及检测部,其与上述受电部独立地设置于车辆主体,检测上述送电部形成的磁场或电场的强度,由上述送电部形成的上述磁场的强度,在配置有上述检测部的位置比在上述第1位置高。
基于本发明的送电装置具备:送电部,其包含送电线圈,在第1位置和与上述第1位置不同的第2位置之间移动,且在配置到了上述第2位置的状态下,向设置于车辆的受电部以非接触方式传送电力;移动机构,其使上述送电部移动到上述第1位置及上述第2位置;以及检测部,其与上述送电部独立地设置,检测上述受电部形成的磁场或电场的强度,上述第2位置,从上述第1位置看,相对于铅垂方向位于斜上方,从上述第2位置到上述检测部的距离比从上述第2位置到上述第1位置的距离短。
基于本发明的其他方面的停车辅助装置,对接收来自通信部的信息并基于该信息而被控制移动的车辆的停车进行辅助,具备:基于本发明的上述送电装置;以及向上述车辆发送与上述检测部检测到的上述磁场的强度相关的信息的上述通信部。
发明的效果
通过高精度地检测送电部及/或受电部的位置,受电部及送电部可以配置在相互适合的位置。
附图说明
图1是表示包含实施方式中的受电装置11的电动车辆10(车辆)的左视图。
图2是放大表示电动车辆10的受电装置11的附近的左视图。
图3是表示电动车辆10的仰视图。
图4是表示受电装置11及外部给电装置61(送电装置50)的分解立体图。
图5是表示包含受电装置11的电动车辆10及包含送电装置50的外部给电装置61的立体图。
图6是示意地表示实施方式中的电力传送系统1000的图。
图7是表示实施方式中的电力传送系统1000的电路构成的详情的图。
图8是图7所示的控制装置180的功能框图。
图9是表示受电部200及移动机构30的立体图。
图10是示意地表示切换部36的侧视图,表示从图9中的箭头A方向观看切换部36时的状态。
图11是表示电动车辆10在预定的位置停车时的受电部200、壳体65及移动机构30的侧视图。
图12是表示由移动机构30使受电部200进行下降移动时的情形的侧视图。
图13是表示受电部200从送电部56以非接触方式接受电力时的状态的侧视图。
图14是表示进行受电部200及送电部56的位置对齐时的旋转角度θ的变形例的侧视图。
图15是用于说明在第1位置S1配置的受电部200、在第2位置S2配置的受电部200与检测部310的配置关系的侧视图。
图16是用于说明在第1位置S1配置的受电部200、在第2位置S2配置的受电部200与检测部310的配置关系的立体图。
图17是示意地表示送电部56形成测试磁场时的情形的立体图。
图18是用于说明使用照相机120进行停车的引导(第1引导控制)时的情形的图。
图19是用于说明在执行非接触给电时在调整电动车辆10的位置的阶段执行的控制的流程图(前半部)。
图20是用于说明在执行非接触给电时在调整电动车辆10的位置的阶段执行的控制的流程图(后半部)。
图21是表示车辆移动距离与检测部310检测的测试磁场的磁场强度的关系的图。
图22是用于说明图20的步骤S9中的车辆的移动距离的检测的流程图。
图23是表示通过图22的流程图将车速设定成零的工作的一例的工作波形图。
图24是用于说明在图20的步骤S20执行的工作模式2的处理的流程图。
图25是示意地表示外部给电装置61的送电装置50的立体图。
图26是示意地记载了图25所示的送电装置50的俯视图。
图27是表示在平面RR产生的磁场之中平面RR内的Z方向的强度分量Hz的分布的图。
图28是表示在平面RR产生的磁场之中平面RR内的X方向的强度分量Hx的分布的图。
图29是表示在平面RR产生的磁场之中平面RR内的Y方向的强度分量Hy的分布的图。
图30是表示电力传送系统的模拟模型的图。
图31是表示送电部及受电部的固有频率的偏离与电力传送效率的关系的曲线图。
图32是表示在将固有频率f0固定的状态下使气隙AG变化时的电力传送效率与向初级线圈供给的电流的频率f3的关系的曲线图。
图33是表示距电流源或磁流源的距离与电磁场的强度的关系的图。
图34是表示电动车辆10中的停车辅助的其他例(之一)的俯视图。
图35是表示电动车辆10中的停车辅助的其他例(之二)的俯视图。
图36是表示电动车辆10中的停车辅助的其他例(之三)的俯视图。
图37是表示电动车辆10中的停车辅助的其他例(之四)的俯视图。
图38是表示电动车辆10中的停车辅助的其他例(之五)的俯视图。
图39是表示检测部310的配置位置的第1变形例的立体图。
图40是表示检测部310的配置位置的第2变形例的立体图。
图41是表示包含作为变形例的移动机构30A的受电装置11的侧视图。
图42是表示包含移动机构30A的受电装置11的受电部200进行下降移动时的情形的侧视图。
图43是表示包含移动机构30A的受电装置11的受电部200配置在第2位置S2C(受电位置)时的情形的侧视图。
图44是用于说明在第1位置S1配置的受电部200与检测部310的配置关系的立体图。
图45是用于说明在第1位置S1配置的受电部200与检测部310的配置关系的优选例的俯视图。
图46是表示作为变形例的送电装置50K的立体图。
图47是用于说明在第1位置Q1配置的送电部56、在第2位置Q2配置的送电部56与检测部810的配置关系的侧视图。
图48是用于说明在第1位置Q1配置的送电部56、在第2位置Q2配置的送电部56与检测部810的配置关系的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图说明基于本发明的各实施方式。在各实施方式的说明中,在提到个数及量等的情况下,除非有特别记载的情况,否则本发明的范围未必限于该个数及该量等。在各实施方式的说明中,对于同一部件及相当部件,标注同一参照编号,有时不进行重复的说明。
(电动车辆10的外观构成)
图1是表示包含实施方式中的受电装置11的电动车辆10(车辆)的左视图。图2是放大表示电动车辆10的受电装置11的附近的左视图。在图2中,为了方便,将后述的后翼子板85L的一部分剖切而图示,受电装置11(壳体65)及移动机构30使用实线进行图示。
参照图1,电动车辆10具备车辆主体70及车轮19F、19B(参照图3中的车轮19FL、19FR、19BL、19BR)。在车辆主体70中,设置驱动室80T、乘客容纳室81T及行李室82T。在驱动室80T中,收置未图示的发动机(参照图7中的发动机176)等。
电动车辆10具备未图示的电池(参照图7中的电池150),作为混合动力车辆起作用。电动车辆10只要是由马达驱动的车辆即可,也可以是作为燃料电池车辆起作用的车辆,或者作为电动车起作用的车辆。在本实施方式中,受电对象是车辆,但是受电对象也可以是车辆以外的装置。
在车辆主体70的左侧面71,设置上下车用开口部82L、门83L、前翼子板84L、前保险杆86T、后翼子板85L及后保险杆87T。上下车用开口部82L与乘客容纳室81T连通。门83L将上下车用开口部82L开闭。
在后保险杆87T的附近设置照相机120。照相机120用于检测电动车辆10(受电装置11)与后述的外部给电装置61(参照图5)的相对位置关系,例如以可以拍摄电动车辆10的后方的方式固定于后保险杆87T(参照图3)。在车辆主体70的上部设置通信部160。通信部160是用于在电动车辆10与外部给电装置61(参照图5)之间进行通信的通信接口。
参照图1及图2,车辆主体70具有底面76。受电装置11及受电装置11所包含的受电部200(参照图3)设置在车辆主体70的底面76。受电装置11的壳体65由移动机构30(参照图2)支撑。通过驱动移动机构30(参照图2),壳体65内的受电部200能够如图2中的箭头AR1所示进行升降移动(详细情况将参照图9等后述)。
从受电装置11看,在电动车辆10的前进方向的前方侧设置检测部310(参照图3中的检测部310FL、310FR、310BL、310BR)。检测部310与受电部200独立地设置于电动车辆10。详细的情况将参照图4后述,壳体65收置受电部200。
在检测部310与受电部200独立地设置的情况中,包含:检测部310在壳体65外与壳体65不接触地配置的情况、检测部310在壳体65外与壳体65接触地配置的情况及检测部310在壳体65中配置且检测部310与受电部200不接触地配置的情况。
本实施方式中的检测部310以在壳体65外与壳体65不接触的方式设置在电动车辆10的底面76。检测部310在检测部310所处的位置,能够检测外部给电装置61(参照图5)的送电部56形成的磁场或电场的强度(详细情况后述)。
图3是表示电动车辆10的仰视图。在图3中,“D”表示铅垂方向下方D。“L”表示车辆左方向L。“R”表示车辆右方向R。“F”表示车辆前进方向F。“B”表示车辆后退方向B。受电部200、移动机构30及检测部310设置在底面76。在受电部200设置于底面76的情况中,包含在受电装置11设置于底面76的状态下受电部200收置于后述的壳体65内的情形。
底面76具有中央部P1。中央部P1位于电动车辆10的前后方向的中央,并且位于电动车辆10的宽度方向的中央。在电动车辆10,设置有在电动车辆10的宽度方向排列的前轮19FR、19FL和在电动车辆10的宽度方向排列的后轮19BR、19BL。既可以前轮19FR、19FL构成驱动轮,也可以后轮19BR、19BL构成驱动轮,也可以是这些前轮及后轮的全部构成驱动轮。
电动车辆10的底面76,是指在电动车辆10的车轮19FL、19FR、19RL、19RB与地面接触的状态下,在从相对于地面沿铅垂方向下方离开的位置看电动车辆10时,电动车辆10之中的可视区域。底面76的周缘部包含前缘部34F、后缘部34B、右缘部34R及左缘部34L。
前缘部34F与前轮19FR及前轮19FL相比,位于车辆前进方向F侧。右缘部34R及左缘部34L在电动车辆10的宽度方向排列。右缘部34R及左缘部34L位于前缘部34F及后缘部34B之间。后缘部34B与后轮19BR及后轮19BL相比,位于车辆后退方向B侧。
后缘部34B具有后边部66B、右后边部66R及左后边部66L。后边部66B在电动车辆10的宽度方向延伸。右后边部66R与后边部66B的一个端部连续,向后轮19BR延伸。左后边部66L与后边部66B的另一个端部连续,向后轮19BL延伸。
在电动车辆10的底面76,设置地板(floorpanel)69、侧梁67S及横梁。地板69具有板状的形状,划分电动车辆10的内部和电动车辆10的外部。侧梁67S及横梁配置在地板69的下表面。
移动机构30设置在电动车辆10的底面76,配置在后轮19BR及后轮19BL之间。移动机构30支撑壳体65。在壳体65(受电部200)配置在电动车辆10的底面76的状态下,壳体65(受电部200)位于后轮19BR及后轮19BL之间。在受电装置11的附近配置电池150。
为了将移动机构30固定到车辆主体70的底面76,能够采用各种方法。例如,通过从侧梁67S或横梁悬挂移动机构30,可以在车辆主体70的底面76固定移动机构30。移动机构30也可以固定在地板69。
检测部310与受电部200相比,设置于车辆前进方向F侧,与中央部P1相比,设置于车辆后退方向B侧。检测部310的设置位置不限于图3所示的位置。检测部310既可以与中央部P1相比设置于电动车辆10的前进方向的前方侧(车辆前进方向F侧),也可以与受电部200相比设置于电动车辆10的前进方向的后方侧(车辆后退方向B侧)。检测部310既可以与受电部200相比设置于车辆右方向R侧,也可以与受电部200相比设置于车辆左方向L侧。
检测部310包含在电动车辆10的宽度方向排列的检测部310FL、310FR和在电动车辆10的宽度方向排列的检测部310BL、310BR。检测部310FL、310FR、310BL、310BR检测外部给电装置61(图5参照)形成的磁场或电场的强度。本实施方式的检测部310包含4个检测部310FL、310FR、310BL、310BR,但是作为检测部310,既可以由一个检测部构成,也可以由4个以外的多个检测部构成。
若检测部310具有多个检测部(传感器部),则在如图3所示俯视观察车辆主体70的底面76的情况下,多个检测部(传感器部)配置在相对于受电部200的受电线圈22(参照图4,详细情况后述)的卷绕轴O2成为线对称的位置即可。多个检测部(传感器部)也可以夹着受电部200配置在车辆主体70的宽度方向的受电部200的两外侧。
检测部310FL、310FR、310BL、310BR在它们的配置位置检测由送电部56形成的测试磁场的磁场强度或测试电场的电场强度(详细情况后述)。作为检测部310,可以使用各种磁场传感器(磁传感器)及电场传感器。例如,对检测部310FL、310FR、310BL、310BR之中的任一个或全部,既可以使用磁阻抗元件(Magneto-Impedanceelement)(也称为MI传感器),也可以使用霍尔元件,也可以使用磁阻元件(MR传感器:Magneticsensor)。
在使用磁阻抗元件的情况下,该检测部利用磁阻抗效应,检测由送电部56形成的磁场的阻抗。该检测部例如具有4个端子,在使用电源来脉冲驱动无定形纤维(非晶合金线)等高导磁率合金磁性体的情况下,阻抗因测试磁场而显著变化。在使用磁阻抗元件的情况下,该检测部可以检测的最小磁通密度是例如1nT,该检测部可以高精度检测由送电部56形成的测试磁场的强度。
在使用霍尔元件的情况下,该检测部利用霍尔效应,检测由送电部56形成的磁场的强度。该检测部具有例如4个端子,若对流过电流的物体施加测试磁场,则由于洛伦兹力,电流路径变化,在未流过偏置电流的2端子呈现电压。在使用霍尔元件的情况下,该检测部可以检测的最小磁通密度为例如数mT。
在使用磁阻元件的情况下,该检测部利用电阻因测试磁场而变化的现象(磁阻效应),检测由送电部56形成的磁场的强度。该检测部具有例如2个端子,若对流过电流的物体(多层薄膜)施加测试磁场,则电流路径由于洛伦兹力而增加,电阻值变化。在使用磁阻元件的情况下,该检测部可以检测的最小磁通密度为例如1.5mT。
图4是表示受电装置11及外部给电装置61(送电装置50)的立体图。图5是表示包含受电装置11的电动车辆10及包含送电装置50的外部给电装置61的立体图。在图5中,表示了电动车辆10在停车空间52内停车,电动车辆10的受电部200与外部给电装置61(送电部56)大致相对的状态。在图5中,表示了受电部200配置在车辆主体70的收纳位置的状态(未由移动机构30使受电部200进行下降移动的状态)。
(外部给电装置61)
参照图4及图5,外部给电装置61包含送电装置50及多个发光部231(参照图5)。送电装置50具有送电部56(参照图4),设置在停车空间52(参照图5)内。如图5所示,在停车空间52,为了使电动车辆10在预定位置停车,设置有表示停车位置或停车范围的线52T。4个发光部231为了表示送电装置50的位置而设置,分别位于送电装置50上的四角。发光部231包含例如发光二极管等。
参照图4,送电部56收置于壳体62内。壳体62包含:以向上方(铅垂方向上方U)开口的方式形成的罩63;以封闭罩63的开口部的方式设置的盖部62T。罩63由铜等金属材料形成。盖部62T由树脂等形成。在图4中,为了清楚表现送电部56,盖部62T使用2点划线图示。
送电部56包含螺线管型的线圈单元60和与线圈单元60连接的电容器59。线圈单元60包含铁氧体磁芯57、送电线圈58(初级线圈)、固定部件161。固定部件161由树脂形成。铁氧体磁芯57收置在固定部件161内。送电线圈58形成为包围卷绕轴O1的周围,卷绕于固定部件161的周面。
送电线圈58形成为随着从送电线圈58的一端朝向送电线圈58的另一端,包围卷绕轴O1的周围并且在卷绕轴O1的延伸方向移位。在图4中,为了方便,将对送电线圈58使用的线圈线的间隔图示得比实际宽。详细情况将后述,但是送电线圈58与高频电源装置64(参照图6)连接。
在本实施方式中,送电线圈58的卷绕轴O1具有直线状地延伸的形状。卷绕轴O1在与相对方向D1交叉的方向(在本实施方式中是正交的方向)延伸。相对方向D1是指送电线圈58与受电部200的受电线圈22相对的方向。本实施方式中的相对方向D1是相对于停车空间52(参照图5)的表面(地面)垂直的方向,卷绕轴O1沿相对于停车空间52的表面(地面)平行的方向延伸。
送电线圈58的卷绕轴O1在例如从送电线圈58的长度方向上的一个端部到送电线圈58的长度方向上的另一个端部将送电线圈58划分为单位长度时,通过描绘通过每该单位长度的送电线圈58的曲率中心点或该曲率中心点的附近的线而形成。作为根据每单位长度的送电线圈58的曲率中心点导出假想线即卷绕轴O1的方法,有线性近似、对数近似及多项式近似等各种近似方法。
本实施方式中的送电线圈58的卷绕轴O1沿相对于设置于停车空间52(参照图5)的线52T平行的方向延伸。线52T以在将电动车辆10向停车空间52内引导时,沿电动车辆10的前后方向延伸的方式设置。送电部56(送电装置50)以卷绕轴O1沿着在停车空间52停车的电动车辆10的前后方向延伸的方式配置(参照图5)。
(受电装置11)
受电装置11的受电部200收置于壳体65内。壳体65包含以向下方(铅垂方向下方D)开口的方式形成的罩66和以封闭罩66的开口部的方式配置的盖部67。罩66由铜等金属材料形成。盖部67由树脂等形成。
罩66包含顶板部70T及环状的周壁部71T。顶板部70T与地板69(参照图3)相对。周壁部71T从顶板部70T的外周缘向铅垂方向下方D垂下。周壁部71T具有端面壁72、73及侧面壁74、75。端面壁72及端面壁73沿受电线圈22的卷绕轴O2延伸的方向排列。侧面壁74及侧面壁75配置在端面壁72及端面壁73之间。
受电部200包含螺线管型的线圈单元24和与线圈单元24连接的电容器23。线圈单元24包含铁氧体磁芯21、受电线圈22(次级线圈)、固定部件68。固定部件68由树脂形成。铁氧体磁芯21收置在固定部件68内。受电线圈22形成为包围卷绕轴O2的周围,卷绕于固定部件68的周面。
受电线圈22形成为随着从受电线圈22的一端朝向受电线圈22的另一端,包围卷绕轴O2的周围并且沿卷绕轴O2的延伸方向移位。在图4中,为了方便,将对受电线圈22使用的线圈线的间隔图示得比实际宽。详细情况将后述,但是受电线圈22与整流器13(参照图6)连接。在图4中,受电部200及送电部56具有相同大小,但是受电部200及送电部56也可以具有相互不同的大小。
在本实施方式中,受电线圈22的卷绕轴O2具有直线状地延伸的形状。卷绕轴O2沿与相对方向D1交叉的方向(在本实施方式中是正交的方向)延伸。卷绕轴O2在例如从受电线圈22的长度方向上的一个端部到受电线圈22的长度方向上的另一个端部将受电线圈22划分为单位长度时,通过描绘通过每该单位长度的受电线圈22的曲率中心点或该曲率中心点的附近的线而形成。作为从每单位长度的受电线圈22的曲率中心点导出假想线即卷绕轴O2的方法,有线性近似、对数近似及多项式近似等各种近似方法。
再次参照图3,本实施方式中的受电部200(受电装置11)以卷绕轴O2沿着车辆主体70的前后方向延伸的方式配置(也参照图5)。在将卷绕轴O2直线状地延长的情况下,该延长线通过前缘部34F和后缘部34B。受电部200的受电线圈22具有中央部P2。
中央部P2是位于受电线圈22的卷绕轴O2上的假想点,在卷绕轴O2延伸的方向上位于受电线圈22的中央部。换言之,中央部P2位于受电线圈22的线圈线之中在卷绕轴O2延伸的方向(设为第1方向)上位于最端部的部分与受电线圈22的线圈线之中在卷绕轴O2延伸的方向(与上述第1方向相反的第2方向)上位于最端部的部分的正中间。
受电部200(受电装置11)与中央部P1相比,配置在车辆后退方向B侧(靠近后缘部34B的位置)。受电线圈22的中央部P2在前缘部34F、后缘部34B、右缘部34R及左缘部34L之中,配置在距后缘部34B最近的位置。
在本实施方式的电力传送系统(参照图6、7中的电力传送系统1000)中,期望在电动车辆10以线52T(参照图5)等为标记在停车空间52中停车时,受电线圈22的卷绕轴O2相对于送电线圈58的卷绕轴O1平行地配置。在受电部200与送电部56之间传送电力时,期望由移动机构30(参照图2)进行下降移动的受电装置11(受电部200)与送电装置50(送电部56)在铅垂方向相对。
(电力传送系统1000)
图6是示意地表示实施方式中的电力传送系统1000的图。图7是表示电力传送系统1000的电路构成的详细情况的图。参照图6及图7,电力传送系统1000具备外部给电装置61及电动车辆10。
(外部给电装置61)
外部给电装置61除了上述的送电装置50(送电部56等)之外,还包含通信部230、送电ECU55、高频电源装置64、显示部242(参照图7)及费用收取部246(参照图7)。
送电部56具有送电线圈58及电容器59。在图7中,为了方便,未记载线圈单元60(铁氧体磁芯57)。送电线圈58与电容器59及高频电源装置64电连接。高频电源装置64与交流电源64E连接。交流电源64E可以是商用电源,也可以是独立电源装置。
在图7所示的例子中,送电线圈58及电容器59相互并联连接。送电线圈58及电容器59也可以相互串联连接。送电线圈58具有杂散电容。由送电线圈58的电感和送电线圈58的杂散电容及电容器59的电容形成电路(LC谐振电路)。电容器59不是必须的构成,可以根据需要使用。
送电线圈58通过电磁感应以非接触方式向受电部200的受电线圈22发送电力。对于送电线圈58,基于与受电线圈22的距离以及送电线圈58及受电线圈22的频率等,适宜设定其匝数及线圈间距离,使得表示送电线圈58与受电线圈22的耦合度的耦合系数(k)等成为适合的值。
送电ECU55包含CPU、存储装置及输入输出缓冲器,进行来自各传感器等的信号的输入及向各设备的控制信号的输出,并且进行外部给电装置61中的各设备的控制。对于这些控制,不限于由软件实现的处理,也可以由专用的硬件(电子电路)处理。
送电ECU55控制高频电源装置64的驱动。高频电源装置64由来自送电ECU55的控制信号MOD(参照图7)控制,将从交流电源64E接受的电力变换为高频的电力。高频电源装置64将变换后的高频电力供给送电线圈58。
通信部230是用于在外部给电装置61与电动车辆10(通信部160)之间进行无线通信的通信接口。通信部230接收从通信部160发送的电池信息INFO、指示测试磁场(或测试电场)的形成的开始及停止以及正式送电的开始及停止的信号STRT、STP,将这些信息向送电ECU55输出。
在费用收取部246,在充电之前,插入现金、预付费卡或信用卡等。显示部242对用户显示充电电力单价等。显示部242也具有如触摸面板那样作为输入部的功能,能够接收用户是否认可充电电力单价的输入。送电ECU55在充电电力单价被认可了的情况下,使高频电源装置64开始正式的充电。在充电结束之后,在费用收取部246中细算费用。
在本实施方式的电力传送系统1000中,在从外部给电装置61进行对电动车辆10的正式的给电之前,电动车辆10被向外部给电装置61引导,进行受电装置11与送电装置50的位置对齐。
位置对齐首先在第1阶段,基于由照相机120拍摄的图像来检测受电装置11与送电装置50的位置关系,并基于该检测结果以将电动车辆10向送电装置50引导的方式控制电动车辆10的行驶。由照相机120拍摄多个发光部231(参照图5),并对多个发光部231的位置及朝向进行图像识别。基于图像识别的结果,识别送电装置50和电动车辆10的位置及朝向,并基于该识别结果,将电动车辆10向送电装置50引导。
受电装置11及送电装置50的相对面积比车辆主体70的底面76(参照图3)的面积小。送电装置50进入电动车辆10的下部。在照相机120无法拍摄送电装置50(发光部231)之后(或者,照相机120不再拍摄送电装置50(发光部231)之后),位置对齐控制从第1阶段切换到第2阶段。
在第2阶段,送电ECU55向高频电源装置64发送由微弱电力实现的测试信号。送电装置50接受微弱电力,形成测试磁场(或测试电场)。所谓微弱电力,可以包含比在认证后对电池进行充电的充电电力小的电力、或者作为在位置对齐时送电的间歇性送电的电力。通过该微弱电力,在送电装置50的周围形成测试磁场(或测试电场)。
在第2阶段时为了形成测试磁场而从送电装置50作为测试信号送出的电力的大小,设定得比在送电装置50与受电装置11的位置对齐完成后用于从送电装置50向受电装置11供给的充电的电力小。之所以在第2阶段时送电装置50形成测试磁场,是为了检测送电装置50与检测部310之间的距离,测定送电装置50与电动车辆10(受电装置11)的相对位置,因此不需要进行正式的给电时的大电力。
由测试磁场形成的磁场强度由设置在电动车辆10的底面76的检测部310检测。基于检测部310检测到的磁场强度,检测送电装置50与受电装置11的距离。基于与距离相关的信息,将电动车辆10进一步向送电装置50引导,进行送电装置50与受电装置11的位置对齐(详细的流程参照图19~图24后述)。
(电动车辆10)
主要参照图7,电动车辆10包含受电装置11、检测部310、移动机构30、调整器9、整流器13、受电电压计测部(电压传感器190T)、电池150、对电池150进行充电的充电器(DC/DC变换器142)、系统主中继器SMR1、SMR2、升压变换器162、逆变器164、166、马达发电机172、174、发动机176、动力分割装置177、车轮19F、19B、控制装置180、给电按钮122、照相机120、显示部142D及通信部160。
受电装置11在电动车辆10在停车空间52(参照图6)内的预定位置停车且受电装置11与送电装置50相对的状态下,从送电装置50接受电力。受电装置11的受电部200由移动机构30支撑。通过驱动移动机构30,受电部200能够进行升降移动(参照图9等,详细情况后述)。调整器9调整从电池150对移动机构30(后述的马达82(参照图9))供给的电力量。控制装置180向调整器9发送控制信号AG,经由调整器9控制移动机构30的驱动。
检测部310具有测定部390、传感器部392及中继器146。测定部390使用传感器部392测定测试磁场的磁场强度(或测试电场的电场强度)。与磁场强度Ht相关的信息从测定部390向控制装置180送出。发送到调整器9的控制信号AG基于该与磁场强度Ht相关的信息被调整。
受电装置11的受电部200具有受电线圈22及电容器23。在图7中,为了方便,未记载线圈单元24(铁氧体磁芯21)。受电线圈22与电容器23及整流器13连接。在图7所示的例子中,受电线圈22及电容器23相互并联连接。受电线圈22及电容器23也可以相互串联连接。受电线圈22具有杂散电容。由受电线圈22的电感和受电线圈22的杂散电容及电容器23的电容形成电路(LC谐振电路)。电容器23不是必须的构成,可以根据需要使用。
整流器13与受电装置11连接,将从受电装置11供给的交流电流变换为直流电流,供给于DC/DC变换器142。电池150与DC/DC变换器142连接。DC/DC变换器142调整从整流器13供给的直流电流的电压,供给于电池150。
作为整流器13,例如包含二极管桥及平滑用的电容器(都未图示)。作为整流器13,也可以使用利用开关控制进行整流的所谓开关调整器。作为整流器13,也有时将整流器13包含于受电部200,为了防止与产生的电磁场相伴的开关元件的误工作等,更优选采用二极管桥那样的静止型的整流器。
电动车辆10搭载发动机176及马达发电机174作为动力源。发动机176及马达发电机172、174与动力分割装置177连结。电动车辆10通过由发动机176及马达发电机174中的至少一方产生的驱动力而行驶。发动机176产生的动力通过动力分割装置177分割为2路径。2路径之中的一方是向车轮19F、19B传递的路径,2路径之中的另一方是向马达发电机172传递的路径。
马达发电机172是交流旋转电机,包含例如在转子中埋设了永久磁体的三相交流同步电动机。马达发电机172使用由动力分割装置177分割后的发动机176的动能来发电。例如,若电池150的充电状态(也称为“SOC(StateOfCharge)”)低于预定的值,则发动机176启动,由马达发电机172进行发电,对电池150充电。
马达发电机174也是交流旋转电机,与马达发电机172同样,包含例如在转子中埋设了永久磁体的三相交流同步电动机。马达发电机174使用在电池150蓄积的电力及由马达发电机172发电的电力中的至少一方来产生驱动力。马达发电机174的驱动力向车轮19F、19B传递。
在电动车辆10的制动时或下坡处的加速度降低时,作为动能或势能蓄积在电动车辆10的机械能经由车轮19F、19B用于马达发电机174的旋转驱动,马达发电机174作为发电机而工作。马达发电机174作为再生制动器而工作,将行驶能量变换为电力,产生制动力。由马达发电机174发电的电力蓄积在电池150。
动力分割装置177能够使用包含太阳齿轮、小齿轮、托架、环形齿轮的行星齿轮。小齿轮与太阳齿轮及环形齿轮啮合。托架可以自转地支撑小齿轮,并且与发动机176的曲轴连结。太阳齿轮与马达发电机172的旋转轴连结。环形齿轮与马达发电机174的旋转轴及车轮19F、19B连结。
电池150是构成为可以充放电的电力贮存要素。电池150例如由锂离子电池、镍氢电池或者铅蓄电池等二次电池或双电层电容器等蓄电元件构成。电池150除了蓄积从DC/DC变换器142供给的电力之外,还蓄积由马达发电机172、174发电的再生电力。电池150将该蓄积的电力向升压变换器162供给。
作为电池150,也可以采用大电容的电容器。作为电池150,只要是能够暂时地蓄积从外部给电装置61供给的电力和/或来自马达发电机172、174的再生电力并将该蓄积的电力向升压变换器162供给的电力缓冲器,怎样的构成都可。
虽然都未图示,但在电池150中,设置用于检测电池150的电压VB及输入输出的电流IB的电压传感器及电流传感器。这些检测值向控制装置180输出。控制装置180基于该电压VB及电流IB,运算电池150的充电状态(SOC)。
系统主中继器SMR1配设于电池150与升压变换器162之间。系统主中继器SMR1在来自控制装置180的信号SE1被激活时,将电池150与升压变换器162电连接,在信号SE1非激活时,切断电池150与升压变换器162之间的电路。升压变换器162包含例如直流斩波电路。升压变换器162基于来自控制装置180的信号PWC而被控制,将在电力线PL1与电力线NL之间施加的电压升压,并向电力线PL2及电力线NL间输出。
逆变器164、166包含例如三相桥电路。逆变器164、166分别与马达发电机172、174对应而设置。逆变器164基于来自控制装置180的信号PWI1,驱动马达发电机172。逆变器166基于来自控制装置180的信号PWI2,驱动马达发电机174。
整流器13对由受电线圈22取出的交流电力进行整流。DC/DC变换器142基于来自控制装置180的信号PWD,将由整流器13整流后的电力变换为电池150的电压水平,并向电池150输出。DC/DC变换器142不是必须的构成,可以根据需要使用。在不使用DC/DC变换器142的情况下,可以在外部给电装置61的送电装置50与高频电源装置64之间设置匹配器。该匹配器匹配阻抗,可以替代DC/DC变换器142。
系统主中继器SMR2配设于DC/DC变换器142与电池150之间。系统主中继器SMR2在来自控制装置180的控制信号SE2被激活时,将电池150与DC/DC变换器142电连接,在控制信号SE2非激活时,切断电池150与DC/DC变换器142之间的电路。
控制装置180基于加速器位置和/或车辆速度、来自其他各种传感器的信号,生成用于分别驱动升压变换器162及马达发电机172、174的信号PWC、PWI1、PWI2。控制装置180将所生成的信号PWC、PWI1、PWI2分别向升压变换器162及逆变器164、166输出。在电动车辆10的行驶时,控制装置180将信号SE1激活而使系统主中继器SMR1接通,并且使信号SE2非激活而使系统主中继器SMR2关断。
在从外部给电装置61进行向电动车辆10的给电之前,控制装置180通过给电按钮122接受由用户的操作等形成的充电开始信号TRG。控制装置180基于预定的条件成立这一情况,将指示测试磁场(或测试电场)的形成的开始的信号STRT通过通信部160向外部给电装置61输出。
电动车辆10的显示部142D在控制装置180与外部给电装置61进行了通信之后,例如显示外部给电装置61的送电部56是否适合于电动车辆10的受电部200的判断结果等。在判断为适合且输入了用户的认可等的情况下,通信部160与通信部230通过无线进一步进行通信,在它们之间交换用于进行受电装置11与送电装置50的位置对齐的信息。
控制装置180从照相机120接收由照相机120拍摄的图像。控制装置180从外部给电装置61经由通信部160接收从外部给电装置61送出的电力的信息(电压及电流)。控制装置180基于来自照相机120的数据,通过后述的方法执行电动车辆10的停车控制,以将电动车辆10向送电装置50引导。
控制装置180为了使用检测部310检测测试磁场的磁场强度(或测试电场的电场强度),向系统主中继器SMR2(参照图7)送出控制信号SE2而将系统主中继器SMR2设为关断状态,向检测部310的中继器146(参照图7)送出控制信号SE3而将中继器146设为接通状态。
通过暂时地将中继器146设为接通状态而将传感器部392与测定部390连接,控制装置180能够获得传感器部392检测到的与测试磁场的磁场强度(或测试电场的电场强度)相关的信息。用于获得该信息的测试磁场的形成请求(微弱电力的送电请求)通过通信部160、230从电动车辆10传递到外部给电装置61。
控制装置180从检测部310接收传感器部392检测到的与磁场强度Ht(或电场强度)相关的信息。控制装置180基于来自测定部390的数据,通过后述的方法执行电动车辆10的停车控制,以将电动车辆10向外部给电装置61的送电装置50引导。
若到送电装置50的停车控制完成,则控制装置180经由通信部160向外部给电装置61发送给电指令,并且激活控制信号SE2而使系统主中继器SMR2接通。控制装置180生成用于驱动DC/DC变换器142的信号PWD,并将该生成的信号PWD向DC/DC变换器142输出。控制装置180通过输出控制信号AG,控制调整器9。调整器9基于控制信号AG驱动移动机构30,使受电装置11的受电部200进行下降移动(详细情况将后述)。在受电部200与送电部56相互相对的状态下,在它们之间进行正式的电力传送。
电压传感器190T设置在连接整流器13与电池150的电力线对间。在对电动车辆10通过非接触给电进行充电时,电压传感器190T检测针对DC/DC变换器142的输入电压,作为检测值(电压VR)。电压传感器190T检测整流器13与DC/DC变换器142之间的电压VR,并将该检测值向控制装置180输出。
电压传感器190T检测整流器13的次级侧的直流电压、即从送电装置50受电的受电电压,并将该检测值(电压VR)向控制装置180输出。控制装置180根据电压VR来判断受电效率,并经由通信部160,向外部给电装置61发送与受电效率相关的信息。控制装置180基于电池150充满电这一情况或用户的操作等,将指示送电停止的信号STP通过通信部160向外部给电装置61输出。
(控制装置180)
图8是图7所示的控制装置180的功能框图。控制装置180包含:IPA(IntelligentParkingAssist:智能泊车辅助)-ECU(ElectronicControlUnit:电子控制单元)410;EPS(ElectricPowerSteering:电动助力转向装置)420;MG(Motor-Generator:电动发电机)-ECU430;ECB(ElectronicallyControlledBrake:电子控制制动器)440;EPB(ElectricParkingBrake:电子泊车制动器)450;检测ECU460;升降ECU462;HV(HybridVehicle:混合动力车)-ECU470。
IPA-ECU410在车辆的工作模式为充电模式时,基于从照相机120接收的图像信息,执行将车辆向外部给电装置61的送电装置50引导的引导控制(第1引导控制)。IPA-ECU410基于从照相机120接收的图像信息来识别送电装置50。IPA-ECU410基于映到照相机120的多个发光部231的影像,识别与送电装置50的位置关系(大致的距离及朝向)。IPA-ECU410基于该识别结果,向EPS420输出指令,以按适合的朝向将车辆向送电装置50引导。
IPA-ECU410通过使车辆接近送电装置50而使送电装置50进入车体下部,若照相机120拍摄不到送电装置50,则向HV-ECU470通知基于来自照相机120的图像信息的引导控制(第1引导控制)的结束。EPS420在第1引导控制时,基于来自IPA-ECU410的指令进行转向装置的自动控制。
作为车辆驱动部的MG-ECU430基于来自HV-ECU470的指令,控制马达发电机172、174及升压变换器162。MG-ECU430生成用于驱动马达发电机172、174及升压变换器162的信号,并分别向逆变器164、166及升压变换器162输出。
ECB440基于来自HV-ECU470的指令,控制电动车辆10的制动。ECB440基于来自HV-ECU470的指令,进行油压制动器的控制,并且进行油压制动器与由马达发电机174实现的再生制动器的协调控制。EPB450基于来自HV-ECU470的指令,进行电动停车制动器的控制。
检测ECU460从外部给电装置61通过通信部160、230接收从外部给电装置61送出的电力的信息。检测ECU460从检测部310(测定部390)接收与测试磁场的磁场强度Ht相关的信息。检测ECU460通过对例如来自外部给电装置61的送电电压和根据与磁场强度Ht相关的信息计算的电压进行比较,来计算送电装置50与电动车辆10的距离。检测ECU460基于所检测的距离,进行用于引导电动车辆10的第2引导控制。
作为控制部的HV-ECU470基于第1及第2引导控制的某一方的结果,控制驱动车辆的MG-ECU430,使电动车辆10移动。包含检测部310的受电装置11、作为车辆驱动部的MG-ECU430及作为控制部的HV-ECU470能够作为停车辅助装置而发挥作用。
HV-ECU470在IPA-ECU410检测不到送电装置50后即使MG-ECU430使车辆移动超过预定距离,检测部310检测的磁场强度Ht也不满足预定的可以受电条件的情况下,进行用于使电动车辆10的移动停止的处理。该处理既可以是自动进行制动的处理,也可以是指示驾驶员以便踩踏制动器的处理。
HV-ECU470在IPA-ECU410检测不到送电装置50的位置后即使MG-ECU430使车辆移动超过预定距离,检测部310检测的磁场强度Ht也不满足预定的可以受电条件的情况下,使由检测部310进行的磁场强度的检测停止,并中断由检测ECU460进行的引导。
HV-ECU470在IPA-ECU410检测不到送电装置50的位置后、车辆移动预定距离的期间检测部310检测的磁场强度Ht满足了预定的可以受电条件的情况下,结束由检测ECU460进行的引导,开始进行从送电装置50向车载的电池150充电的准备。升降ECU462控制调整器9,使用移动机构30使受电装置11(受电部200)进行下降移动。
优选,HV-ECU470可以在使电动车辆10自动停止且中断了由检测ECU460进行的引导后,在驾驶员进行了停车位置的改变后,根据驾驶员的指示(对停车范围的设定操作等)开始由受电装置11实现的电力发送或接收,在受电装置11从送电装置50接收的电力满足可以受电条件的情况下,开始从送电装置50向车载的电池150的充电,在受电装置11从送电装置50接收的电力不满足可以受电条件的情况下,对驾驶员进行告警。
(移动机构30)
图9是表示受电部200及移动机构30的立体图。受电装置11包含移动机构30。移动机构30能够使受电部200向送电部56移动和以使受电部200从送电部56离开的方式使受电部200移动。移动机构30能够使受电部200移动到后述的第1位置S1及第2位置S2、S2A、S2B。在本实施方式中,第2位置S2(参照图9)、第2位置S2A(参照图12、13)及第2位置S2B(参照图14)从第1位置S1看,都相对于铅垂方向位于斜下方。
位于图9中的右上的由虚线表示的受电部200表示了受电部200相对于电动车辆10的车辆主体70收纳且受电部200配置在第1位置S1时的状态。所谓受电部200配置在第1位置S1,意味着受电部200中的某基准点配置为包含空间上的某位置(假想点)即第1位置S1(换言之,受电部200中的某基准点与第1位置S1重叠)。受电部200中的某基准点是指例如受电线圈22的中央部P2(参照图3)。如上所述,中央部P2是位于受电线圈22的卷绕轴O2上的假想点,在卷绕轴O2延伸的方向上位于受电线圈22的中央部。
位于图9中的中央下部的由实线表示的受电部200表示受电部200从电动车辆10的车辆主体70下降移动且受电部200配置在第2位置S2时的状态。所谓受电部200配置在第2位置S2,意味着受电部200中的上述基准点配置为包含空间上的某位置(假想点)即第2位置S2(换言之,受电部200中的上述基准点与第2位置S2重叠)。
受电部200所处的第1位置S1及第2位置S2是相互不同的位置,能够分别设为空间上的任意的位置。在本实施方式中,第2位置S2与第1位置S1相比,位于离车辆主体70的底面76(参照图2、3)更远的位置。第1位置S1与车辆主体70的底面76之间的在铅垂方向上的距离比第2位置S2与车辆主体70的底面76之间的在铅垂方向上的距离短。与受电部200配置在第1位置S1时的受电部200和送电部56之间的距离相比,受电部200配置在第2位置S2时的受电部200和送电部56之间的距离更短。
移动机构30包含链接机构31(支撑部件37及支撑部件38)、驱动部32、加载部件33(弹性部件33a及弹性部件33b)、保持装置34、阻挡件35及切换部36。加载部件33包含弹性部件33a及弹性部件33b。链接机构31包含支撑部件37及支撑部件38。支撑部件37及支撑部件38在卷绕轴O2的延伸方向相互隔着间隔而配置,与壳体65一起构成所谓的平行链接机构。
支撑部件37包含旋转轴40、脚部41及脚部42。旋转轴40可以旋转地支撑于地板69(参照图3)等。脚部41与旋转轴40的一端连接。脚部41的下端可以旋转地连接到壳体65的侧面壁75。脚部42与旋转轴40的另一端连接。脚部42的下端可以旋转地连接到壳体65的侧面壁74。
支撑部件38包含旋转轴45、脚部46及脚部47。旋转轴45可以旋转地支撑于地板69(参照图3)等。脚部46与旋转轴45的一端连接。脚部46的下端可以旋转地连接到壳体65的侧面壁75。脚部47与旋转轴45的另一端连接。脚部47的下端可以旋转地连接到壳体65的侧面壁74。
驱动部32包含齿轮80、齿轮81及马达82。齿轮80设置在旋转轴45的端部。齿轮81与齿轮80啮合。马达82使齿轮81旋转。马达82具有转子95、设置在转子95的周围的定子96及检测转子95的旋转角度的编码器97。转子95与齿轮81连接。
若向马达82供给电力,则转子95旋转。齿轮81旋转,与齿轮81啮合的齿轮80也旋转。齿轮80固定到旋转轴45,与旋转轴45一起旋转。通过旋转轴45旋转,受电部200及壳体65进行升降移动。马达82的驱动力传递到受电部200及壳体65。根据马达82的旋转方向,受电部200及壳体65或者上升移动、或者下降移动。
弹性部件33a与脚部46和地板69(参照图3)连接。弹性部件33a的端部83可以旋转地连接到脚部46,与脚部46的中央部相比,位于脚部46的下端侧。弹性部件33a的端部84可以旋转地连接到地板69,相对于脚部46与旋转轴45的连接部,位于支撑部件37的相反侧。
弹性部件33b与脚部47和地板69(参照图3)连接。弹性部件33b的端部85可以旋转地连接到脚部47,与脚部47的中央部相比,位于脚部47的下端侧。弹性部件33b的端部86可以旋转地连接到地板69,相对于脚部47与旋转轴45的连接部,位于支撑部件37的相反侧。
参照位于图9中的右上的由虚线表示的受电部200,在受电部200配置于第1位置S1时(受电部200配置为包含第1位置S1时),弹性部件33a、33b具有自然长度,形成所谓的自然状态(无负荷状态)。
参照位于图9中的中央下部的由实线表示的受电部200,在受电部200配置于第2位置S2时(受电部200配置为包含第2位置S2时),弹性部件33a、33b具有比自然长度长的长度,形成伸长了的状态。拉伸力作用于弹性部件33a、33b。通过拉伸力,使受电部200向返回第1位置S1的方向移动的加载力作用于收置受电部200的壳体65。
保持装置34包含装置主体88及支撑部件87。装置主体88固定于地板69(参照图3)等。支撑部件87保持于装置主体88,调整从装置主体88突出的突出量。如上所述,图9中的由虚线表示的受电部200及壳体65位于包含第1位置S1的位置,表示受电部200向送电部56下降移动前的状态(收纳状态)下的受电部200及壳体65。
支撑部件87支撑收纳状态下的壳体65的底面(盖部),将收置有受电部200的壳体65固定到在车辆主体70设置的预定的收纳部位内。为了该固定,也可以在壳体65的端面壁73形成孔部,将支撑部件87插入该孔部。支撑部件87的驱动由图8所示的升降ECU462控制。
一对阻挡件35包含限制脚部41、42的旋转角度的阻挡件片90、91,规定收置有受电部200的壳体65的移动范围。阻挡件片90通过与脚部41、42接触,抑制收置有受电部200的壳体65与电动车辆10的地板69等接触。阻挡件片91通过与脚部41、42接触,抑制收置有受电部200的壳体65与放置于地面的部件等接触。
切换部36包含固定于旋转轴45的齿轮92和与齿轮92啮合的阻挡件93。阻挡件93的驱动由图8所示的升降ECU462控制。通过该控制,阻挡件93与齿轮92啮合或者不与齿轮92啮合。通过阻挡件93与齿轮92啮合,限制旋转轴45在受电部200下降移动的方向旋转(限制状态)。在限制状态下,允许受电部200从送电部56离开,抑制受电部200接近送电部56。
通过阻挡件93不与齿轮92啮合,允许旋转轴45在受电部200上升移动的方向旋转和旋转轴45在受电部200下降移动的方向旋转(允许状态)。在允许状态下,允许受电部200从送电部56离开及受电部200接近送电部56。
图10是示意地表示切换部36的侧视图,表示从图9中的箭头A方向观察切换部36时的状态。切换部36具备:固定于旋转轴45的齿轮92;与设置在齿轮92的多个齿部99选择性啮合的阻挡件93;驱动部110。阻挡件93可以旋转地设置在轴部98。在轴部98设置有扭力弹簧111。阻挡件93受扭力弹簧111的加载力。阻挡件93的前端部按压到齿轮92的周面。
驱动部110与轴部98一起使阻挡件93旋转。驱动部110对抗扭力弹簧111的加载力而使阻挡件93旋转,使得阻挡件93的前端部从齿轮92的周面离开。驱动部110由控制装置180(升降ECU462)控制,对阻挡件93的前端部与齿部99啮合的状态和阻挡件93的前端部从齿轮92离开而使阻挡件93不与齿轮92啮合的状态进行切换。
旋转方向Dr1是在收置受电部200的壳体65进行上升移动时旋转轴45及齿轮92旋转的方向,旋转方向Dr2是在收置受电部200的壳体65进行下降移动时旋转轴45及齿轮92旋转的方向。通过阻挡件93与齿轮92啮合,限制齿轮92在旋转方向Dr2旋转。即使在阻挡件93与齿轮92啮合的状态下,齿轮92也可以在旋转方向Dr1旋转。
如参照图7上面所述,调整器9调整从电池150供给于移动机构30的马达82(参照图9)的电力量。控制装置180向调整器9发送控制信号AG(参照图7),经由调整器9控制移动机构30的驱动。
关于受电装置11的受电部200从送电部56接受电力时的工作进行说明。在受电部200从送电部56接受电力时,电动车辆10通过进行使用了照相机120及检测部310的停车辅助,在预定的位置停车(停车)。
图11是表示电动车辆10在预定的位置停车时的受电部200、壳体65及移动机构30的侧视图。壳体65在接近地板69的状态下,由保持装置34支撑。壳体65固定在收纳位置,受电部200位于包含第1位置S1的位置。该状态下的加载部件33具有自然长度,加载部件33对收置受电部200的壳体65未施加拉伸力。
在受电部200以非接触方式接受电力时,升降ECU462驱动保持装置34,使支撑部件87从壳体65的下表面退避。升降ECU462将调整器9设为接通,使得从电池150向马达82供给电力。
参照图12,若向马达82供给电力,则由于来自马达82的动力,支撑部件38的脚部46以旋转轴45为中心旋转。受电部200及壳体65向铅垂方向下方D侧,并且倾斜地进行下降移动以进一步朝向车辆前进方向F侧。支撑部件37追随支撑部件38、受电部200及壳体65的移动,以旋转轴40为中心旋转。
加载部件33伴随着受电部200及壳体65移动而伸长,加载部件33向壳体65施加拉伸力。壳体65由加载部件33加载,使得受电部200沿返回第1位置S1的方向移动。马达82对抗该拉伸力,使壳体65进行下降移动。编码器97向升降ECU462发送设置在马达82的转子95的旋转角度。
图13是表示受电部200从送电部56以非接触方式接受电力时的状态的侧视图。升降ECU462基于来自编码器97的信息,掌握壳体65及受电部200的位置。若升降ECU462判断为转子95的旋转角度达到了受电部200与送电部56相对的值(受电部200位于包含第2位置S2A的位置),则升降ECU462使驱动部110(参照图10)驱动而使阻挡件93与齿轮92啮合。
齿轮92及旋转轴45的旋转停止,受电部200及壳体65的下降移动也停止。加载部件33的拉伸力比来自马达82的驱动力小。受电部200及壳体65的上升被马达82的停止所抑制,受电部200及壳体65的移动停止。马达82在使受电部200及壳体65下降的方向进行驱动,另一方面阻挡件93与齿轮92啮合。受电部200及壳体65的移动被停止,由于马达82的驱动力这一方比加载部件33的拉伸力大,所以受电部200及壳体65维持停止了的状态。受电部200在配置于第2位置S2A的状态下,可以从送电装置50的送电部56以非接触方式接受电力。
在图13中,由虚线表示的支撑部件38(脚部46)表示受电部200相对于车辆主体70收纳时(受电部200位于包含第1位置S1的位置时)的支撑部件38的位置。受电部200在配置于第2位置S2A时,支撑部件38若以受电部200相对于车辆主体70收纳时的状态为基准,则从该基准的位置以旋转轴45中心,按旋转角度θ旋转。在本实施方式中,在旋转角度θ为45度以上且100度以下的范围内,进行受电部200与送电部56的位置对齐。
在这样的旋转角度θ的范围中,与受电部200相对于旋转角度θ的变化量而在铅垂方向上方U及铅垂方向下方D的移位量相比,受电部200在车辆后退方向B及车辆前进方向F(水平方向)的变化量这一方更大。即使假定受电部200与送电部56相对地在车辆后退方向B或车辆前进方向F位置偏离,也可以边抑制受电部200的铅垂方向的位置显著变化,边调整受电部200与送电部56的水平方向的位置偏离。
优选,在旋转角度θ为45度以上且90度以下的范围内,进行受电部200与送电部56的相对的位置对齐。通过在旋转角度θ为90度以下的范围进行位置对齐,进行受电部200与送电部56的位置对齐时的受电部200的移动范围变小,可以抑制受电部200与地面上放置的异物碰撞。
在图13所示的例子中,在旋转角度θ为大致90度的位置,受电部200与送电部56相对。在旋转角度θ为90度附近的状态下,受电部200及壳体65相对于旋转角度θ的变化量,与铅垂方向上方U及铅垂方向下方D的移位量相比,车辆后退方向B及车辆前进方向F(水平方向)的移位量更大。即使受电部200与送电部56相对地在车辆后退方向B或车辆前进方向F发生了位置偏离,也可以边抑制受电部200的铅垂方向的位置显著变化,边调整受电部200与送电部56的水平方向的位置偏离。
图14是表示进行受电部200及送电部56的位置对齐时的旋转角度θ的变形例的侧视图。在图14所示的例子中,受电部200位于第2位置S2B,在旋转角度θ为0度以上且小于45度的范围,进行受电部200与送电部56的相对的位置对齐。受电部200在配置于第2位置S2B的状态下,能够从送电装置50的送电部56以非接触方式接受电力。在旋转角度θ为0度以上且小于45度的情况下,若旋转角度θ变化,则受电部200可以边抑制铅垂方向的移动量这一方变得比向车辆后退方向B及车辆前进方向F的移动量大的水平方向的移动,边进行受电部200与送电部56在铅垂方向的位置对齐。
若进行受电部200与送电部56的位置对齐,则受电部200与送电部56以预定的间隔相对。在该状态下,从送电部56向受电部200以非接触方式传送电力。关于在受电部200与送电部56之间进行的电力传送的原理将后述。若受电部200与送电部56之间的电力传送完成,则升降ECU462对驱动部110进行驱动,解除阻挡件93与齿轮92的啮合状态。升降ECU462控制调整器9的驱动,使得收置受电部200的壳体65上升移动。
此时,调整器9停止向马达82的电流供给。若来自马达82的驱动力不再向壳体65施加,则通过来自加载部件33的拉伸力,使收置受电部200的壳体65上升。即使在阻挡件93与齿轮92啮合的状态下,也允许齿轮92在旋转方向Dr1(参照图10)旋转。
升降ECU462根据编码器97检测的转子95的旋转角度,若判断为壳体65及受电部200返回收纳位置(第1位置S1),则控制调整器9,以便使马达82的驱动停止。通过由升降ECU462驱动保持装置34,支撑部件87将壳体65固定。受电部200保持位于第1位置S1的状态。
通过受电部200及壳体65返回收纳位置(初始位置),弹性部件33a、33b的长度返回自然长度。假设若受电部200及壳体65从初始位置进一步上升,则弹性部件33a、33b与受电部200及壳体65位于初始位置的状态相比成为伸展的状态,弹性部件33a、33b向受电部200及壳体65施加拉伸力,使得受电部200及壳体65返回初始位置。受电部200及壳体65良好地返回预定的收纳位置。在使受电部200及壳体65上升移动时,不仅加载部件33的拉伸力,也可以使马达82驱动而使受电部200及壳体65上升移动。
假定在使受电部200及壳体65向下方移动的过程中,马达82未良好地驱动的情况。在该情况下,通过加载部件33的拉伸力,受电部200及壳体65进行上升移动。可以抑制受电部200及壳体65的下降了的状态被维持这一情况。
壳体65及受电部200在从图11所示的收纳位置(第1位置S1)向图13、14所示的受电位置(第2位置S2A,S2B)移动的期间,有时会因路缘石等异物妨碍移动。所谓受电位置,是受电部200从送电部56接受电力时的位置。此时,若升降ECU462检测到调整器9为接通的状态且转子95的旋转角度遍及预定期间不变化这一情况,则控制调整器9,使得受电部200及壳体65上升。
调整器9向马达82供给电力,使得转子95在受电部200及壳体65上升的方向旋转。可以抑制从驱动部32施加到受电部200的驱动力成为预定值以上,能够抑制壳体65按压到异物而损伤壳体65。所谓“从驱动部32施加到受电部200的驱动力为预定值”,是指根据壳体65及受电部200的强度适宜设定的值。
在上述的例子中,关于在受电部200及壳体65为收纳状态时,弹性部件33a、33b为自然状态的情况进行了说明,但是也可以在收纳状态的时刻,设为弹性部件33a、33b从自然状态延伸了的状态。在该情况下,弹性部件33a、33b的长度也在受电部200及壳体65位于初始状态时成为最短。
若受电部200及壳体65向下方移动,则弹性部件33a、33b施加到受电部200及壳体65的拉伸力逐渐增大。由该拉伸力可以将受电部200及壳体65在受电结束后拉回收纳状态。通过在受电部200及壳体65位于收纳状态的位置时也向受电部200及壳体65施加拉伸力,使受电部200及壳体65难以从收纳位置(第1位置S1)偏离。
(检测部310、第1位置S1及第2位置S2的位置关系)
图15是用于说明配置在第1位置S1的受电部200和配置在第2位置S2的受电部200与检测部310的配置关系的侧视图。图16是用于说明配置在第1位置S1的受电部200、配置在第2位置S2的受电部200与检测部310的配置关系的立体图。
参照图15及图16,如上所述,本实施方式中的检测部310与受电部200相比,设置在车辆前进方向F侧。检测部310的检测部310FL、310FR、310BL、310BR在与第2位置S2之间分别具有距离L1a、L1b、L1c、L1d。所谓距离L1a、L1b、L1c、L1d,指在检测部310FL、310FR、310BL、310BR的各传感器部与第2位置S2之间形成的直线距离。
所谓检测部的各传感器部,在对检测部使用磁阻抗元件的情况下,能够设为非晶线的长度方向(卷绕轴方向)的中心位置。所谓检测部的各传感器部,在对检测部使用霍尔元件的情况下,可以设为构成霍尔元件的p型或n型的半导体试料的中心位置。所谓检测部的各传感器部,在对检测部使用磁阻元件的情况下,可以设为多层薄膜的中心位置。
另一方面,第1位置S1在与第2位置S2之间具有距离L2。所谓距离L2,是在第1位置S1与第2位置S2之间形成的直线距离。在本实施方式中,距离L1a、L1b、L1c、L1d全部具有比距离L2短的值。也可以是距离L1a、L1b、L1c、L1d中的任一个具有比距离L2短的值。该位置关系优选在第2位置S2(参照图9)、第2位置S2A(参照图12、13)及第2位置S2B(参照图14)的全部都成立。
图17是示意地表示送电部56形成测试磁场时的情形的立体图。为了便于说明,使用实线图示受电部200配置在第2位置S2的状态。图中的由2点划线表示的磁通HH以沿着送电线圈58的卷绕轴流动并且沿着受电线圈22的卷绕轴流动的方式通过受电部200的铁氧体磁芯。虽然未图示,由送电部56形成的测试磁场(或测试电场)也影响配置有检测部310的部分。
如上所述,在本实施方式中,距离L1a、L1b、L1c、L1d全部具有比距离L2短的值。假设在受电部200保持着配置在第1位置S1的状态下,该受电部200检测了测试磁场的磁场强度(或测试电场的电场强度)。与该情况比较,本实施方式的检测部310与配置在第1位置S1的受电部200相比,容易受到具有强磁场强度的测试磁场。由于测试磁场的强度在配置有检测部310的位置与第1位置S1相比容易变高,所以与由配置在第1位置S1的受电部200得到的检测结果的精度相比,由本实施方式中的检测部310得到的检测结果的精度容易变得更高。
特别地,在本实施方式中,第2位置S2从第1位置S1看,相对于铅垂方向位于斜下方。在受电部200的升降的前后,受电部200的位置沿车辆前进方向F及车辆后退方向B的方向移位。还考虑,即使假设在受电部200保持着配置在第1位置S1的状态下由该受电部200检测测试磁场的磁场强度(或测试电场的电场强度),并基于其检测结果进行了车辆主体70相对于送电装置50的位置对齐,也会通过受电部200从第1位置S1移动到第2位置S2,而容易产生位置偏离。
在本实施方式中,从作为受电位置配置受电部200的第2位置S2算起的距离,检测部310这一方与第1位置S1相比更近。检测部310检测送电装置50形成的测试磁场(或测试电场)的强度。通过在预先估计由受电部200的升降移动的前后产生的移动距离的基础上进行检测部310与送电装置50的位置对齐,电动车辆10及送电装置50彼此可以配置在相互适合的位置。从而,根据本实施方式中的受电装置11及电力传送系统1000,能够对搭载于车辆主体70的电池150以非接触方式高效地进行充电。
在本实施方式中,距离L1a、L1b、L1c、L1d全部具有比距离L2短的值。也可以距离L1a、L1b、L1c、L1d全部都具有比距离L2长的值。通过与受电部200独立地设置检测部,电动车辆10及送电装置50彼此也可以以一定程度的精度配置在相互适合的位置。
图18是用于说明使用照相机120进行停车的引导(第1引导控制)时的情形的图。在从车辆主体70看在位置50A存在送电装置50的情况下,送电装置50进入照相机120的视野内,可以进行基于照相机120实现的停车辅助。
依移动机构30(未图示)的构成(换言之,依第2位置S2的位置),需要使电动车辆10移动,使得从车辆主体70看,送电装置50来到位置50B。位置50B的附近依照相机120的配置位置,容易成为照相机120的死角,有时难以进行利用照相机120的图像的停车辅助。
如上所述,在本实施方式中,不仅进行基于照相机120的停车引导(第1引导控制),还进行使用了送电装置50形成的测试磁场(或测试电场)和对之进行检测的检测部310的停车辅助(第2引导控制)。即使在如位置50B所示送电装置50进入车辆主体70的下方以后,也可以高精度地指定停车位置。
在即使如位置50C所示送电装置50超出假定范围而使电动车辆10移动,检测部310也无法良好地检测测试磁场的情况下,进行控制使得电动车辆10停止。例如,在送电装置50的一部分进入照相机120的死角后,即使使电动车辆10移动距离L10(例如1.5m),也未发现可由检测部310良好地检测测试磁场的位置的情况下,对驾驶员进行告警以便停止电动车辆10,或自动地使车辆停止。距离L10基于由受电装置11实现的位置对齐精度的余裕来确定。
(停车辅助流程图)
图19是用于说明在执行非接触给电时在调整电动车辆10的位置的阶段执行的控制的流程图(前半部)。图20是用于说明在执行非接触给电时在调整电动车辆10的位置的阶段执行的控制的流程图(后半部)。在图19、图20中,左半部分表示在电动车辆侧执行的控制,右半部分表示在外部给电装置61侧执行的控制。
参照图19,首先在车辆侧,在步骤S1进行停车处理,接着在步骤S2检测给电按钮122是否设定成了接通状态。在给电按钮未设定成接通状态的情况下,控制装置180等待直至给电按钮被设定成接通为止。在步骤S2检测到给电按钮122被设定成了接通状态的情况下,处理前进至步骤S3。在步骤S3,控制装置180使用通信部160、230,与外部给电装置61开始通信。
在外部给电装置61侧,若在步骤S51开始处理,则在步骤S52等待直到有来自车辆侧的通信为止,在请求了通信开始的情况下,在步骤S53开始通信。
在车辆侧,接着步骤S3的通信开始的处理,在步骤S4进行停车控制的开始。停车控制在第1阶段,采用使用了照相机的IPA(智能停车辅助)系统。若车辆以一定程度接近给电位置,则在控制装置180内部,将距离检测请求设定成有效状态(步骤S5中是)。
参照图20,在外部给电装置61侧,接在步骤S53之后,在步骤S54等待测试磁场形成请求成为有效状态。在车辆侧,处理从步骤S5前进至步骤S6,控制装置180将中继器146设定成接通状态。控制装置180在步骤S7向给电装置侧发送将测试磁场形成请求设成了有效状态这一情况。
外部给电装置61在步骤S54检测到测试磁场形成请求被设定成了有效状态这一情况,使处理前进至步骤S55,形成测试磁场。为了形成该测试磁场而使用的电力可以使用与充电开始后进行送电的情况同样的电力,但是优选设定成比正式的送电时发送的信号弱的信号(微弱电力)。根据使用测试磁场且检测部310检测的磁场强度达到了某值这一情况,检测为车辆到达了可以给电的距离。
相对于由一定的初级侧电压(来自外部给电装置61的输出电压)形成的测试磁场,检测部310检测的磁场强度根据送电装置50与检测部310之间的距离L而变化。预先测定初级侧电压及检测部310检测的磁场强度的关系等并预先制作映射等,并基于检测部310检测的磁场强度的值,可以检测送电装置50与检测部310之间的距离。
根据送电装置50与检测部310(受电装置11)之间的距离L,初级侧电流(来自外部给电装置61的输出电流)也变化,但是使用该关系,也可以基于来自外部给电装置61的测试磁场的磁场强度来检测送电装置50与检测部310(受电装置11)之间的距离。
检测ECU460若检测出送电装置50与检测部310之间的距离,则将该距离信息向HV-ECU470输出。检测ECU460若从HV-ECU470接收充电开始指令,则通过激活向系统主中继器SMR2输出的信号SE2,使系统主中继器SMR2接通。检测ECU460生成用于驱动DC/DC变换器142的信号,并向DC/DC变换器142输出。
HV-ECU470在车辆的工作模式为行驶模式时,根据加速器踏板/制动器踏板的操作状况和/或车辆的行驶状况等,向MG-ECU430及ECB440输出控制指令。若由驾驶员操作停车制动器开关等而指示停车制动器的工作,则HV-ECU470向EPB450输出工作指令。
另一方面,在车辆的工作模式为充电模式时,HV-ECU470通过通信单元130确立与外部给电装置61的通信,经由通信部160向外部给电装置61输出用于启动外部给电装置61的启动指令。若外部给电装置61启动,则HV-ECU470经由通信部160向外部给电装置61输出在外部给电装置61的送电装置50上设置的发光部231的点亮指令。若发光部231点亮,则HV-ECU470经由通信部160向外部给电装置61输出表示将电动车辆10向送电装置50引导的引导控制处于执行中这一情况的引导控制中信号,并且向IPA-ECU410输出指示基于来自照相机120的图像信息的引导控制(第1引导控制)的执行的指令。
若HV-ECU470从IPA-ECU410接收第1引导控制的结束通知,则执行基于送电装置50与检测部310的距离信息的引导控制(第2引导控制)。具体地,HV-ECU470从检测ECU460接收外部给电装置61的送电装置50与车辆的检测部310(受电装置11)的距离信息,并基于该距离信息,向分别控制车辆的驱动及制动的MG-ECU430及ECB440输出指令,使得送电装置50与下降移动到了第2位置S2时的受电装置11的距离成为最小。
在图20的步骤S9及步骤S10执行停车结束的判断。在步骤S9,判断车辆的移动距离是否在假定范围内。这里的车辆的移动距离根据车速与经过时间的积计算。在步骤S9如果车辆的移动距离超过假定范围,则处理前进至步骤S20(工作模式2)。假定范围如在图18中所说明,可以设为在送电装置50进入照相机120的死角后例如1.5m。由于低速下的车速传感器其精度不高,所以优选在还推测车速传感器的检测误差的基础上选择判断该假定范围的阈值。
在步骤S9如果车辆的移动距离未超过假定范围,则处理前进至步骤S10,判断由检测部310检测出的测试磁场的磁场强度是否在阈值Ht1以上。
图21是表示车辆移动距离与检测部310检测的测试磁场的磁场强度的关系的图。在车辆移动距离接近位置偏离为零的位置的期间,磁场强度H增加。若通过位置偏离为零的位置,则磁场强度H开始下降。阈值Ht1是向车辆输出停止指示的判定阈值,预先计测距离与电压的关系后确定。另一方面,图21的阈值Ht2是基于以最大输出进行送受电时的允许泄漏电磁场强度而确定的阈值,是比阈值Ht1小的值。
再次参照图20,在步骤S10磁场强度不在阈值Ht1以上的情况下,处理返回步骤S9。控制装置180边反复判断相对于送电线圈的位置下降移动到了第2位置S2时的受电线圈的位置是否为可以受电位置,边确定使车辆移动的距离及方向,使得受电线圈相对于送电线圈成为可以受电的位置。
参照图22,详细说明步骤S9中的车辆的移动距离的计算。图22是用于说明图20的步骤S9中的车辆的移动距离的检测的流程图。在步骤S101,若基于检测部310检测到的磁场强度的引导开始,则与由检测部310进行的位置检测独立地,如步骤S102所示设定为根据车速与循环时间(例如8.192ms)的积计算距离的增加量。车速由车速传感器检测。
在步骤S103执行距离的乘法,在步骤S104判断距离的乘法值是否在阈值(例如150cm)以上。在步骤S104乘法值还未达到阈值的情况下,返回步骤S103,再次继续距离的乘法。此时,继续基于停车辅助进行的停车。步骤S104距离的乘法值成为了150cm以上的情况下,如图18中所说明,为了防止行驶过头,将设定车速设定成0(km/h)。
图23是表示根据图22的流程图将车速设定成零的工作的一例的工作波形图。在时刻t1,将IPA标志设定成有效,将设定车速设定成1.8km/h。IPA标志根据驾驶员选择智能停车辅助模式这一情况而成为有效状态。在时刻t1~t2期间,IPA模式(停车辅助模式)是基于照相机120的引导模式。若在时刻t2送电装置50进入照相机120的死角,则在时刻t2,IPA模式改变为基于检测部310的引导模式。若在图22的步骤S103、S104距离成为阈值1.5m,则在时刻t3,标志F从无效改变为有效,与之相应地,将设定车速设定成0km/h,车辆停止。
再次参照图20,在步骤S10由检测部310检测的磁场强度成为了阈值Ht1以上的情况下,在步骤S11,控制装置180输出停车指令。该停车指令既可以是提示驾驶员踩踏制动器使车辆停止的指令,也可以是自动进行制动的处理。由于如图21的箭头DD1所示即使在停车指令后车辆也还有可能移动,所以在步骤S12,在停止后由检测部310检测的磁场强度为阈值Ht2以上且车辆的移动距离在假定范围内且经过时间未超时、温度为适于执行充电的适温的情况下,处理前进至步骤S13。在步骤S12某一条件不成立的情况下,处理前进至步骤S20(工作模式2)。
在步骤S13,判断移动范围是否转变到P范围。在步骤S13移动范围不是P范围的情况下,执行步骤S12的处理,持续监视车辆的位置偏离,直到向P范围转变为止。在移动范围转变到P范围的情况下,处理前进至步骤S14。这里,停车位置确定,判断为停车结束,车辆的控制装置180将测试磁场形成请求设定成无效状态。即,以移动范围改变为P范围作为触发,中止用于形成测试磁场的微弱电力(测试信号)的送电。
在外部给电装置61侧,若通过通信被通知将测试磁场形成请求设为无效状态的设定,则在步骤S56,检测到测试信号送电请求变化为无效状态这一情况,并在步骤S57中止测试信号的送电。在外部给电装置61,接着在步骤S58,检测给电请求是否变化为有效状态。
在车辆侧,在步骤S14将测试信号送电请求设定成无效状态后,处理前进至步骤S15。在步骤S15,中继器146从接通状态被控制为关断状态。此后,HV-ECU470经由通信部160向外部给电装置61输出指示来自外部给电装置61的给电的给电指令,并且向检测ECU460输出充电开始指令。
在步骤S16,HV-ECU470向外部给电装置61通信将给电请求设成了有效状态这一情况。在外部给电装置61侧,在步骤S58检测到给电请求成为了有效状态,在步骤S59开始以大电力的给电。与之相伴,在车辆侧,在步骤S17开始受电。
图24是用于说明在图20的步骤S20执行的工作模式2的处理的流程图。工作模式2是在不由于测试磁场的形成而进行检测部310的距离检测、而由驾驶员重新停车的情况下等执行的模式。
参照图24,若在步骤S20开始工作模式2的处理,则在步骤S21,请求测试磁场形成的停止。在步骤S22,对驾驶员用显示器显示和/或灯的亮灭等报告即使超过了假定范围也不无法实现受电的异常。对之进行响应,驾驶员进行停车位置的手动调整。
在步骤S23,确认车辆是否停止。如果无法确认车辆的停止,则在步骤S22继续异常的报告。在步骤S23能够确认车辆的停止的情况下,处理前进至步骤S24,判断移动位置是否是P范围。
在步骤S24停止处理直到能够确认设定为P范围这一情况。在步骤S24能够确认设定为P范围的情况下,由于认为没有车辆的移动,所以在步骤S25,进行极短时间(1秒左右)的测试磁场的形成请求(微弱电力的送电请求)。在步骤S26,判断由检测部310检测的磁场强度是否在阈值Ht2以上。
在步骤S26,判断由驾驶员进行的手动位置对齐的结果是否为可以受电。阈值Ht2如先前图21所示而说明的,设定成比阈值Ht1小的值。如果在步骤S26磁场强度在阈值Ht2以上,则处理前进至步骤S28,开始大电力的送电。另一方面,在步骤S26,如果磁场强度不在阈值Ht2以上,则处理前进至步骤S27,向驾驶员报告不可以进行充电的异常。
如上所述,在本实施方式中,不仅进行基于照相机120的停车引导(第1引导控制),还进行使用了送电装置50形成的测试磁场(或测试电场)和对之进行检测的检测部310的停车辅助(第2引导控制)。电动车辆10及送电装置50彼此可以配置在相互适合的位置。在即使超过假定范围移动电动车辆10也无法由检测部310检测出良好的磁场强度的情况下,进行控制使得电动车辆10停止。
根据本实施方式中的受电装置11及电力传送系统1000,能够对搭载于车辆主体70的电池150以非接触方式高效地进行充电。即使在未顺利进行自动停车的情况下,由于也可以在驾驶员手动确定停车位置时确认是否可以受电而执行受电,所以无需增加繁琐的操作就可以增加充电的机会。
本实施方式以进行基于照相机120的停车引导(第1引导控制)为前提进行了说明,但是也可以仅通过使用了送电装置50形成的测试磁场(或测试电场)和对之进行检测的检测部310的停车辅助(第2引导控制),进行电动车辆10及送电装置50彼此的位置对齐。
图25是示意地表示外部给电装置61的送电装置50的立体图。在图25中,将送电线圈58的线圈线直线状地排列配置的部分的延伸方向设为Y方向。将相对于送电线圈58的卷绕轴O1正交且相对于Y方向也正交的方向设为Z方向。将相对于Y方向及Z方向正交的方向设为X方向。X方向是相对于卷绕轴O1平行的方向。
图26是示意地表示图25所示的送电装置50的俯视图。在图25中,描绘了平面RR。该平面RR在XY方向延伸(XY平面),位于从送电装置50的壳体的表面沿Z方向离开距离HA(200mm)的位置。在图25及图26中,XYZ的各方向分别对应。图25及图26所示的送电装置50设为通过对送电线圈58提供7W的电力而形成磁场。
在图25所示的平面RR,产生磁场。图27是表示在平面RR产生的磁场之中平面RR内的Z方向的强度分量Hz的分布的图。图28是表示在平面RR产生的磁场之中平面RR内的X方向的强度分量Hx的分布的图。图29是表示在平面RR产生的磁场之中平面RR内的Y方向的强度分量Hy的分布的示图。
图27中使用实线标注的2个环状线上的磁场强度、图28中使用实线标注的2个环状线上的磁场强度和图29中使用实线标注的2个环状线上的磁场强度表示大致相同的值。若Z方向设为铅垂方向,则在电动车辆10中使用的检测部310可以构成为检测这些磁场强度之中Z方向的强度分量Hz(测试磁场的铅垂方向的强度分量)。若将Z方向的强度分量Hz的最大值设为Hzmax,将Y方向的强度分量Hy的最大值设为Hymax,将X方向的强度分量Hx的最大值设为Hxmax,则Hzmax>Hxmax>Hymax的关系成立。Z方向的强度分量Hz的分布与如图27所示磁场强度的值为Y方向的值(图29)更大且更强,进而磁场的分布比X方向的分布(图28)更强且更广。如图26及图27所示,通过检测部310检测Z方向的强度分量Hz,电动车辆10及送电装置50彼此能够以高精度进行位置对齐。
若通过移动机构30使受电部200沿X方向下降移动,则受电部200的移动方向成为相对于Y方向正交。从而,电动车辆10中使用的检测部310也可以构成为检测Y方向的强度分量Hy(测试磁场的相对于铅垂方向正交的方向的强度分量)。Y方向的强度分量Hy的分布与X方向相比更广。在使检测部310相对于受电线圈22的卷绕轴O2(或送电线圈58的卷绕轴O1)左右对称地配置的情况下等,容易使检测部310的检测结果反映配置于第2位置S2的受电部200的位置,电动车辆10及送电装置50彼此能够以高精度进行位置对齐。
(电力传送的原理)
在进行了使用照相机120及检测部310的位置对齐后,在受电部200与送电部56之间进行电力传送。使用图30到图33,说明本实施方式中的电力传送的原理。
在本实施方式所涉及的电力传送系统中,送电部56的固有频率与受电部200的固有频率之差在受电部200或送电部56的固有频率的10%以下。通过在这样的范围设定各送电部56及受电部200的固有频率,可以提高电力传送效率。另一方面,若固有频率之差比受电部200或送电部56的固有频率的10%大,则电力传送效率变得比10%小,会产生电池150的充电时间变长等弊病。
这里,所谓送电部56的固有频率,指在未设置电容器59的情况下,由送电线圈58的电感和送电线圈58的电容形成的电路自由振动的情况下的振动频率。在设置了电容器59的情况下,所谓送电部56的固有频率,指由送电线圈58及电容器59的电容和送电线圈58的电感形成的电路自由振动的情况下的振动频率。在上述电路中,制动力及电阻为零或者实质上设为零时的固有频率也称为送电部56的谐振频率。
同样,所谓受电部200的固有频率,指未设置电容器23的情况下,由受电线圈22的电感和受电线圈22的电容形成的电路自由振动的情况下的振动频率。在设置了电容器23的情况下,所谓受电部200的固有频率,指由受电线圈22及电容器23的电容和受电线圈22的电感形成的电路自由振动的情况下的振动频率。在上述电路中,制动力及电阻为零或者实质设为零时的固有频率也称为受电部200的谐振频率。
使用图30及图31,说明对固有频率之差和与电力传送效率的关系进行了分析的模拟结果。图30是表示电力传送系统的模拟模型的图。电力传送系统具备送电装置190及受电装置191。送电装置190包含线圈192(电磁感应线圈)及送电部193。送电部193具有线圈194(初级线圈)及设置在线圈194的电容器195。受电装置191具备受电部196及线圈197(电磁感应线圈)。受电部196包含线圈199和与线圈199(次级线圈)连接的电容器198。
将线圈194的电感设为电感Lt,将电容器195的电容设为电容C1。将线圈199的电感设为电感Lr,将电容器198的电容设为电容C2。若这样设定各参数,则送电部193的固有频率f1由下式(1)表示,受电部196的固有频率f2由下式(2)表示。
f1=1/{2π(Lt×C1)1/2}…(1)
f2=1/{2π(Lr×C2)1/2}…(2)
这里,在将电感Lr及电容C1、C2固定、仅使电感Lt变化的情况下,将送电部193及受电部196的固有频率的偏离与电力传送效率的关系示于图31。在该模拟中,设定线圈194及线圈199的相对的位置关系是固定的状态,进而向送电部193供给的电流的频率一定。
在图31所示的曲线图中,横轴表示固有频率的偏离(%),纵轴表示一定频率下的传送效率(%)。固有频率的偏离(%)由下式(3)表示。
固有频率的偏离={(f1-f2)/f2}×100(%)…(3)
如从图31可知,在固有频率的偏离(%)为±0%的情况下,电力传送效率接近100%。在固有频率的偏离(%)为±5%的情况下,电力传送效率成为40%。在固有频率的偏离(%)为±10%的情况下,电力传送效率成为10%。在固有频率的偏离(%)为±15%的情况下,电力传送效率成为5%。
可知,通过设定各送电部及受电部的固有频率,使得固有频率的偏离(%)的绝对值(固有频率之差)成为受电部196的固有频率的10%以下的范围,可以提高电力传送效率。通过设定各送电部及受电部的固有频率,使得固有频率的偏离(%)的绝对值成为受电部196的固有频率的5%以下,可以进一步提高电力传送效率。作为模拟软件,采用电磁场分析软件(JMAG(注册商标):JSOL株式会社制)。
接着,说明本实施方式所涉及的电力传送系统的工作。如上所述,从高频电源装置64向送电线圈58(参照图1等)供给交流电力。此时,以流过送电线圈58的交流电流的频率成为特定频率的方式供给电力。若特定频率的电流流过送电线圈58,则在送电线圈58的周围形成以特定的频率振动的电磁场。
受电线圈22配置在距送电线圈58的预定范围内,受电线圈22从在送电线圈58的周围形成的电磁场接受电力。在本实施方式中,受电线圈22及送电线圈58采用所谓螺旋形线圈。在送电线圈58的周围,形成以特定频率振动的磁场及电场,受电线圈22主要从该磁场接收电力。
这里,说明在送电线圈58的周围形成的特定频率的磁场。“特定频率的磁场”典型地与电力传送效率和向送电线圈58供给的电流的频率具有关联性。说明电力传送效率与向送电线圈58供给的电流的频率的关系。从送电线圈58向受电线圈22传送电力时的电力传送效率由于送电线圈58及受电线圈22间的距离等各种要因而变化。例如,将送电部56及受电部200的固有频率(谐振频率)设为固有频率f0,将向送电线圈58供给的电流的频率设为频率f3,将受电线圈22及送电线圈58间的气隙设为气隙AG。
图32是表示在将固有频率f0固定的状态下使气隙AG变化时的电力传送效率与向送电线圈58供给的电流的频率f3的关系的曲线图。图32中的横轴表示向送电线圈58供给的电流的频率f3,图32中的纵轴表示电力传送效率(%)。
效率曲线LL1示意地表示气隙AG小时的电力传送效率与向送电线圈58供给的电流的频率f3的关系。如效率曲线LL1所示,在气隙AG小的情况下,电力传送效率的峰值在频率f4、f5(f4<f5)下产生。若增大气隙AG,则电力传送效率变高时的2个峰值变化为相互接近。
如效率曲线LL2所示,若气隙AG变得比预定距离大,则电力传送效率的峰值成为一个,在向送电线圈58供给的电流的频率为频率f6时电力传送效率成为峰值。若使气隙AG与效率曲线LL2的状态相比进一步增大,则如效率曲线LL3所示电力传送效率的峰值变小。
例如,作为用于实现电力传送效率的提高的方法,考虑如下的第1方法。作为第1方法,举出下述方法:将向送电线圈58供给的电流的频率设为一定,通过配合气隙AG而使电容器59和/或电容器23的电容变化,来使送电部56与受电部200之间的电力传送效率的特性变化。具体地,在将向送电线圈58供给的电流的频率设为一定的状态下,调整电容器59及电容器23的电容,使得电力传送效率成为峰值。在该方法中,与气隙AG的大小无关,流过送电线圈58及受电线圈22的电流的频率一定。另外,作为使电力传送效率的特性变化的方法,也可以采用利用在送电装置50与高频电源装置64之间设置的匹配器的方法和/或利用DC/DC变换器142的方法等。
作为第2方法,有基于气隙AG的大小,调整向送电线圈58供给的电流的频率的方法。例如,在图32中,在电力传送特性成为效率曲线LL1的情况下,向送电线圈58供给频率为频率f4或频率f5的电流。在频率特性成为效率曲线LL2、LL3的情况下,向送电线圈58供给频率为频率f6的电流。在该情况下,配合气隙AG的大小,使流过送电线圈58及受电线圈22的电流的频率变化。
在第1方法中,流过送电线圈58的电流的频率成为固定了的一定频率,在第2方法中,流过送电线圈58的频率成为根据气隙AG适宜变化的频率。通过第1方法和/或第2方法等,向送电线圈58供给以电力传送效率变高的方式设定的特定频率的电流。通过向送电线圈58流过特定频率的电流,在送电线圈58的周围形成以特定的频率振动的磁场(电磁场)。
受电部200通过在受电部200与送电部56之间形成且以特定的频率振动的磁场及以特定的频率振动的电场中的至少一方从送电部56接受电力。从而,“以特定的频率振动的磁场”未必限于固定了的频率的磁场,“以特定的频率振动的电场”也未必限于固定了的频率的电场。
在上述的例子中,着眼于气隙AG而设定向送电线圈58供给的电流的频率,但是电力传送效率也依如送电线圈58及受电线圈22的水平方向的偏离等其他要因而变化,有时也基于该其他要因来调整向送电线圈58供给的电流的频率。
关于作为共鸣线圈采用了螺旋形线圈的例子进行了说明,但是作为共鸣线圈,在采用折测线等天线等的情况下,通过向送电线圈58流过特定频率的电流,来在送电线圈58的周围形成特定频率的电场。通过该电场,在送电部56与受电部200之间进行电力传送。
在本实施方式所涉及的电力传送系统中,通过利用以电磁场的“静电磁场”为主导的近场(瞬逝场),来实现送电效率及受电效率的提高。图33是表示距电流源或磁流源的距离与电磁场的强度的关系的图。参照图33,电磁场包括3个分量。曲线k1是与距波源的距离成反比例的分量,称为“辐射电磁场”。曲线k2是与距波源的距离的2次方成反比例的分量,称为“感应电磁场”。另外,曲线k3是与距波源的距离的3次方成反比例的分量,称为“静电磁场”。另外,若将电磁场的波长设为“λ”,则“辐射电磁场”、“感应电磁场”与“静电磁场”的强度大致相等的距离可以表达为λ/2π。
“静电磁场”是伴随距波源的距离,电磁波的强度急剧地减小的区域,在本实施方式所涉及的电力传送系统中,利用以“静电磁场”为主导的近场(瞬逝场)进行能量(电力)的传送。即,在以“静电磁场”为主导的近场中,通过使具有接近的固有频率的送电部56及受电部200(例如一对LC谐振线圈)共鸣,从送电部56向另一方的受电部200传送能量(电力)。
由于“静电磁场”不向远方传播能量,所以与通过传播能量到远方的“辐射电磁场”来传送能量(电力)的电磁波相比,共鸣法能够以更少的能量损失送电。这样,在该电力传送系统中,通过电磁场使送电部与受电部谐振(共鸣),由此在送电部与受电部之间以非接触方式传送电力。
在这样的受电部与送电部之间形成的电磁场,例如有时称为近场谐振(共鸣)耦合场。送电部与受电部之间的耦合系数k例如为0.3以下程度,优选为0.1以下。作为耦合系数k,也可以采用0.1~0.3左右的范围。耦合系数k不限于这样的值,可以取电力传送变得良好的各种值。
将本实施方式的电力传送中的送电部56与受电部200的耦合例如称为“磁共鸣耦合”、“磁场共鸣耦合”、“磁场谐振(共鸣)耦合”、“近场谐振(共鸣)耦合”、“电磁场谐振耦合”或“电场谐振耦合”。“电磁场谐振耦合”指包含“磁共鸣耦合”、“磁场共鸣耦合”、“电场谐振耦合”中的任一种的耦合。
由于本说明书中说明的送电部56的送电线圈58与受电部200的受电线圈22采用线圈形状的天线,所以送电部56与受电部200主要通过磁场耦合,送电部56与受电部200形成“磁共鸣耦合”或“磁场共鸣耦合”。
作为送电线圈58及受电线圈22,例如也可以采用折测线等天线,在该情况下,送电部56与受电部200主要通过电场耦合。此时,送电部56与受电部200形成“电场谐振耦合”。这样,在本实施方式中,在受电部200与送电部56之间以非接触方式进行电力传送。这样,在以非接触方式进行电力传送时,在受电部200与送电部56之间主要形成磁场。从而,在上述的实施方式中,存在着眼于“磁场强度”而说明的部分,但是在着眼于“电场强度”或“电磁场强度”的情况下,也可获得同样的作用效果。
(停车辅助的其他例)
参照图34,电动车辆10也可以具备检测部310F及检测部310B。检测部310F及检测部310B在相对于铅垂方向交叉的方向相互隔着间隔而配置。在图34所示的例子中,检测部310F与检测部310B相比,配置在车辆前进方向F侧。该构成在图35~图38中也同样。
在图34中图示了电动车辆10的后退停车中的状态,电动车辆10向设置有送电装置50的位置,在车辆后退方向B移动。在送电装置50的附近,形成有测试磁场。检测部310F、310B在电动车辆10进行后退停车时也工作。在图34所示的例子中,检测部310B作为第1检测部起作用,检测部310F作为第2检测部起作用。检测部310B与检测部310F相比,配置在车辆主体70的后方侧。
HV-ECU470(参照图8)在电动车辆10移动时检测部310B检测到的测试磁场的强度成为阈值以上(满足第1条件)且检测部310F检测到的测试磁场的强度不足阈值(不满足第2条件)的情况下,控制MG-ECU430,使得从检测部310F看,电动车辆10向检测部310B所处位置的方向侧移动。通过该控制,电动车辆10继续进行后退移动。
作为第1条件,不限于基于检测部310B检测的测试磁场的强度是否成为阈值以上的情况,也可以基于检测部310B检测到测试磁场(接通状态)或未检测到测试磁场(关断状态)来设为第1条件。作为第2条件,不限于基于检测部310F检测的测试磁场的强度是否成为阈值以上的情况,也可以基于检测部310F检测到测试磁场(接通状态)或未检测到测试磁场(关断状态)来设为第2条件。在第1条件及第2条件中使用的阈值既可以是同一值,也可以是相互不同的值。关于成为接通状态及关断状态的磁场强度的值(阈值)也同样。
在图35中图示了电动车辆10的后退停车中的状态,电动车辆10越过设置有送电装置50的位置,沿车辆后退方向B移动。在送电装置50的附近,形成有测试磁场。检测部310F、310B在电动车辆10进行后退停车时也工作。在图35所示的例子中,检测部310F作为第1检测部起作用,检测部310B作为第2检测部起作用。检测部310F与检测部310B相比,配置在车辆主体70的前方侧。
HV-ECU470(参照图8)在电动车辆10移动时检测部310F检测到的测试磁场的强度成为阈值以上(满足第1条件)且检测部310B检测到的测试磁场的强度不足阈值(不满足第2条件)的情况下,控制MG-ECU430,使得从检测部310B看,电动车辆10向检测部310F所处位置的方向侧移动。通过该控制,电动车辆10进行前进移动。
作为第1条件,不限于基于检测部310F检测的测试磁场的强度是否成为阈值以上的情况,也可以基于检测部310F检测到测试磁场(接通状态)或未检测到测试磁场(关断状态)来设为第1条件。作为第2条件,也不限于基于检测部310B检测的测试磁场的强度是否成为阈值以上的情况,也可以基于检测部310B检测到测试磁场(接通状态)或未检测到测试磁场(关断状态)来设为第2条件。在第1条件及第2条件中使用的阈值既可以是同一值,也可以是相互不同的值。关于成为接通状态及关断状态的磁场强度的值(阈值)也同样。
在图36中图示了电动车辆10的后退停车中的状态,电动车辆10沿车辆后退方向B移动。送电装置50位于检测部310F及检测部310B之间。在送电装置50的附近,形成有测试磁场。检测部310F、310B在电动车辆10进行后退停车时也工作。在图35所示的例子中,检测部310F作为第1检测部起作用,检测部310B作为第2检测部起作用。检测部310F与检测部310B相比,配置在车辆主体70的前方侧。
HV-ECU470(参照图8)在电动车辆10移动时检测部310F检测到的测试磁场的强度成为阈值以上(满足第1条件)且检测部310B检测到的测试磁场的强度成为阈值以上(满足了第2条件)的情况下,控制MG-ECU430而使电动车辆10移动,使得检测部310F检测到的测试磁场的强度与检测部310B检测到的测试磁场的强度接近同一值。通过该控制,电动车辆10进行前进移动或后退移动,在车辆前进方向F及车辆后退方向B方向,可以将送电装置50配置在设置有检测部310F及检测部310B的位置的正中间。关于检测部310F作为第2检测部起作用、检测部310B作为第1检测部起作用的情况下也同样。关于电动车辆10沿车辆前进方向F移动的情况也同样。
在图37中图示了电动车辆10的前进停车中的状态,电动车辆10越过设置有送电装置50的位置,沿车辆前进方向F移动。在送电装置50的附近,形成有测试磁场。检测部310F、310B在电动车辆10进行前进停车时也工作。在图37所示的例子中,检测部310F作为第2检测部起作用,检测部310B作为第1检测部起作用。检测部310B与检测部310F相比,配置在车辆主体70的后方侧。
HV-ECU470(参照图8)在电动车辆10移动时检测部310B检测到的测试磁场的强度成为阈值以上(满足第1条件)且检测部310F检测到的测试磁场的强度不足阈值(不满足第2条件)的情况下,控制MG-ECU430,使得从检测部310F看,电动车辆10向检测部310B所处位置的方向侧移动。通过该控制,电动车辆10进行后退移动。
作为第1条件,不限于基于检测部310B检测的测试磁场的强度是否成为阈值以上的情况,也可以基于检测部310B检测到测试磁场(接通状态)或未检测到测试磁场(关断状态)来设为第1条件。作为第2条件,也不限于基于检测部310F检测的测试磁场的强度是否成为阈值以上的情况,也可以基于检测部310F检测到测试磁场(接通状态)或未检测到测试磁场(关断状态)来设为第2条件。在第1条件及第2条件中使用的阈值既可以是同一值,也可以是相互不同的值。关于成为接通状态及关断状态的磁场强度的值(阈值)也同样。
在图38中图示了电动车辆10的前进停车中的状态,电动车辆10向设置有送电装置50的位置沿车辆前进方向F移动。在送电装置50的附近,形成有测试磁场。检测部310F、310B在电动车辆10进行前进停车时也工作。在图38所示的例子中,检测部310F作为第1检测部起作用,检测部310B作为第2检测部起作用。检测部310F与检测部310B相比,配置在车辆主体70的前方侧。
HV-ECU470(参照图8)在电动车辆10移动时检测部310F检测到的测试磁场的强度成为阈值以上(满足第1条件)且检测部310B检测到的测试磁场的强度不足阈值(不满足第2条件)的情况下,控制MG-ECU430,使得从检测部310B看,电动车辆10向检测部310F所处位置的方向侧移动。通过该控制,电动车辆10继续前进移动。
作为第1条件,不限于基于检测部310F检测的测试磁场的强度是否成为阈值以上的情况,也可以基于检测部310F检测到测试磁场(接通状态)或未检测到测试磁场(关断状态)来设为第1条件。作为第2条件,也不限于基于检测部310B检测的测试磁场的强度是否成为阈值以上的情况,也可以基于检测部310B检测到测试磁场(接通状态)或未检测到测试磁场(关断状态)来设为第2条件。在第1条件及第2条件中使用的阈值既可以是同一值,也可以是相互不同的值。关于成为接通状态及关断状态的磁场强度的值(阈值)也同样。
在图34~图38所示的例子中,在检测部310F、310B满足了第1及第2条件的时刻(例如,都成为接通状态的时刻),HV-ECU470(参照图8)也可以结束MG-ECU430的控制而使电动车辆10的移动停止。
(检测部310的配置位置的第1变形例)
图39是表示检测部310的配置位置的第1变形例的立体图。检测部310包含4个检测部310FL、310FR、310BL、310BR。受电线圈22具有卷绕轴O2。该变形例中的卷绕轴O2相对于送电部56及配置在第2位置S2的受电部200彼此相对的方向,沿正交的方向延伸。
假定在受电部200配置在第2位置S2的状态下,以包含卷绕轴O2且相对于铅垂方向正交的方式描绘假想平面RA。在将4个检测部310FL、310FR、310BL、310BR向假想平面RA沿铅垂方向投影的情况下,在假想平面RA内分别形成4个检测部310FL、310FR、310BL、310BR的投影像310A、310B、310C、310D。在该变形例中,投影像310A、310C及投影像310B、310D的形成位置具有以卷绕轴O2为中心线对称的关系。如参照图26及图27上面所述,通过检测部310检测Z方向的强度分量Hz,电动车辆10及送电装置50彼此能够以高精度容易地进行位置对齐。
(检测部310的配置位置的第2变形例)
图40是表示检测部310的配置位置的第2变形例的立体图。在受电部200配置在第2位置S2的状态下,将该受电部200向铅垂方向的上方假想地投影时,形成投影空间RB。在将受电部200向铅垂方向的上方假想地投影的情况中包含:将受电线圈22向铅垂方向的上方假想地投影的情况、将在受电线圈22的内侧由固定部件68(参照图4)保持的铁氧体磁芯21(参照图4)向铅垂方向的上方假想地投影的情况及将受电线圈22卷绕着的固定部件68(参照图4)向铅垂方向的上方假想地投影的情况之中的至少任一种。
在该变形例中,检测部310的全部的位置被包含于投影空间RB内。也可以是4个检测部310FL、310FR、310BL、310BR之中的任一个或多个的位置被包含于投影空间RB内。位于投影空间RB内的检测部310在基于在电力传送时作为第2位置S2配置受电部200的位置的基础上,容易检测送电装置50的位置。
(移动机构30A)
图41是表示包含作为变形例的移动机构30A的受电装置11的侧视图。图41表示电动车辆10在预定的位置停车时的受电装置11(受电部200、壳体65及移动机构30A)。受电装置11包含受电部200及支撑受电部200的移动机构30A。壳体65在接近地板69的状态下,由移动机构30A支撑。壳体65固定在收纳位置,受电部200位于包含第1位置S1的位置。
移动机构30A包含臂130T、弹簧机构140、驱动部141及支撑部件150T、151。臂130T包含长轴部131、与长轴部131的一端连接的短轴部132、与长轴部131的另一端连接的连接轴133。短轴部132以相对于长轴部131弯曲的方式与长轴部131一体地连接。连接轴133与壳体65的上表面连接。臂130T与长轴部131通过铰链164T连接。
支撑部件151的一端与臂130T通过铰链163连接。支撑部件151的一端连接于长轴部131与短轴部132的连接部。在支撑部件151的另一端固定有固定板142T。固定板142T通过铰链160T可以旋转地设置在地板69。
支撑部件150T的一端通过铰链162T与短轴部132的端部连接。支撑部件150T的另一端通过铰链161T可以旋转地支撑于地板69。驱动部141固定在地板69的底面。作为驱动部141,例如采用气压缸等。在驱动部141设置活塞144,活塞144的前端部与固定板142T连接。
弹簧机构140设置在地板69,在弹簧机构140的内部收置有弹簧。在弹簧机构140的端部,设有与在内部收置的弹簧连接的连接片145,连接片145与固定板142T连接。弹簧机构140向固定板142T施加加载力,以拉伸固定板142T。连接片145在固定板142T中的连接位置与活塞144在固定板142T中的连接位置以将铰链160T夹于其间而相对的方式配置。
使用图41~图43,说明使受电部200向送电部56移动时的各部件的工作。在受电部200从图41所示的状态向下方下降的情况下,驱动部141按出活塞144,活塞144按压固定板142T。若固定板142T由活塞144按压,则固定板142T以铰链160T为中心旋转。此时,弹簧机构140内的弹簧延伸。
如图42所示,在使受电部200下降时,驱动部141对抗弹簧机构140的拉伸力,使固定板142T旋转。由于固定板142T与支撑部件151一体地连接,所以通过固定板142T旋转,支撑部件151也以铰链160T为中心旋转。通过支撑部件151旋转,臂130T也移动。此时,支撑部件150T边支撑臂130T的端部,边以铰链161T为中心旋转。连接轴133向铅垂方向下方移动,并且受电部200也向铅垂方向下方移动。
通过受电部200从第1位置S1(收纳状态)下降预定距离,如图43所示,受电部200配置在第2位置S2C(受电位置)。在本变形例中,第2位置S2C从第1位置S1看,位于铅垂方向的下方(正下方)。若受电部200配置在第2位置S2C(受电位置),则驱动部141使固定板142T停止旋转。也可以在固定板142T的旋转轴设置棘轮(切换机构)等,通过该棘轮使驱动部141的旋转停止。在该情况下,棘轮在受电部200下降的方向抑制固定板142T旋转,另一方面在受电部200向上方移位的方向,允许固定板142T旋转。
若受电部200达到第2位置S2C(受电位置),则棘轮在受电部200向下方下降的方向,限制固定板142T旋转,另一方面驱动部141的驱动继续。由于来自驱动部141的动力比来自弹簧机构140的拉伸力大,所以通过棘轮抑制受电部200向上方移位,通过棘轮抑制受电部200向下方下降。受电部200在第2位置S2C(受电位置)停止后,在受电部200与送电部56之间开始电力传送。
若电池的充电结束,则驱动部141的驱动停止。若从驱动部141不再向固定板142T施加按压力,则固定板142T通过来自弹簧机构140的拉伸力而旋转。若固定板142T由来自弹簧机构140的拉伸力而旋转,则支撑部件151以铰链160T为中心旋转。棘轮允许固定板142T旋转,使得受电部200在向上方移位的方向移位。受电部200向上方移位。如图41所示,若受电部200返回第1位置S1(收纳位置),则由未图示的保持装置固定受电部200。
受电装置11具备:在固定板142T的旋转轴设置且读出该旋转轴的旋转角度的角度传感器;以及限制固定板142T的旋转轴的旋转的限制机构。受电部200通过受电部200的自重对抗弹簧机构140的拉伸力而向下方下降。若角度传感器检测到受电部200下降到了第2位置S2C(受电位置),则限制机构限制固定板142T的旋转轴的旋转。受电部200的下降移动停止。
在受电部200进行上升移动时,驱动部141进行驱动,使受电部200上升。若受电部200上升到充电位置,则保持装置固定受电部200,并且驱动部141的驱动停止。根据本变形例所涉及的受电装置11,受电部200沿铅垂方向的上下方向移位。通过来自驱动部141的驱动力,使受电部200向下方移动,通过来自弹簧机构140的拉伸力,使受电部200向上方上升,但是也可以采用通过受电部200的自重而下降的受电装置11。
(检测部310与受电部200的位置关系)
图44是用于说明配置在第1位置S1的受电部200与检测部310的配置关系的立体图。在采用使受电部200沿铅垂方向的上下方向移动的移动机构30A的情况下,检测部310的位置也可以被包含于空间RC内,该空间RC是将配置在第1位置S1的受电部200以第1位置S1为基准按相似形放大为3倍大小时假想地形成的空间。
在将配置在第1位置S1的受电部200以第1位置S1为基准按相似形放大为3倍大小的情况中包含:将受电线圈22以第1位置S1为基准按相似形放大为3倍大小的情况、将在受电线圈22的内侧由固定部件68(参照图4)保持的铁氧体磁芯21(参照图4)以第1位置S1为基准按相似形放大为3倍大小的情况及将受电线圈22卷绕的固定部件68(参照图4)以第1位置S1为基准按相似形放大为3倍大小的情况之中的至少任一种。
参照图45,优选地,检测部310的位置也可以被包含于空间RD内,该空间RD是在使配置于第1位置S1的受电部200的受电线圈22假想地沿车辆前进方向F偏离1份和沿车辆后退方向B偏离1份时,通过使受电线圈22偏离而形成的空间。无论是位于投影空间RC(参照图44)内的检测部310还是位于投影空间RD(参照图45)内的检测部310,通过在第1位置S1的附近检测测试磁场的强度,可以掌握送电装置50的位置。
(送电装置50K)
在上述实施方式及变形例中,受电部200通过移动机构30、30A进行升降移动,送电装置50的送电部56被固定配置。
参照图46,作为变形例的送电装置50K包含:送电部56;可以升降地支撑送电部56的移动机构230T;与送电部56独立设置的检测部810。移动机构230T可以使送电部56向受电部200移动和以使送电部56从受电部200离开的方式使送电部56移动。移动机构230T可以使送电部56移动到后述的第1位置Q1(参照图47)及第2位置Q2(参照图47)。第2位置Q2从第1位置Q1看,相对于铅垂方向位于斜上方。
详细情况将后述,位于图47中的左下的由虚线表示的送电部56表示送电部56收纳于停车空间52等中、送电部56配置在第1位置Q1时的状态。所谓送电部56配置在第1位置Q1,指配置为送电部56中的某基准点包含空间上的某位置(假想点)即第1位置Q1(换言之,送电部56中的某基准点与第1位置Q1重叠)。
所谓送电部56中的某基准点,是例如送电线圈58的中央部P3(参照图46)。所谓中央部P3,是位于送电线圈58的卷绕轴O1上的假想点,在卷绕轴O1延伸的方向上位于送电线圈58的中央部。换言之,中央部P3位于送电线圈58的线圈线之中在卷绕轴O1延伸的方向(设为第1方向)上位于最端部的部分与送电线圈58的线圈线之中在卷绕轴O1延伸的方向(与上述第1方向相反的第2方向)上位于最端部的部分的正中间。
位于图47中的中央上部的由实线表示的送电部56表示送电部56从停车空间52上升移动且送电部56配置在第2位置Q2时的状态。所谓送电部56配置在第2位置Q2,指配置为送电部56中的上述基准点包含空间上的某位置(假想点)即第2位置Q2(换言之,送电部56中的上述基准点与第2位置Q2重叠)。
配置送电部56的第1位置Q1及第2位置Q2是相互不同的位置,可以分别设为空间上的任意的位置。在送电装置50K中,第2位置Q2与第1位置Q1相比,位于从收置孔200T的底面远离的位置。第1位置Q1与收置孔200T的底面之间在铅垂方向上的距离比第2位置Q2与收置孔200T的底面之间在铅垂方向的距离短。与送电部56配置在第1位置Q1时的送电部56与受电部200之间的距离相比,送电部56配置在第2位置Q2时的送电部56与受电部200之间的距离这一方更近。
参照图46,移动机构230T收置在收置孔200T内。移动机构230T包含链接机构231T、驱动部260及切换部261。链接机构231T包含弹簧232、支撑部件240、支撑部件241及编码器253。支撑部件240及支撑部件241与壳体62一起构成所谓的平行链接机构。
弹簧232设置为将收置孔200T的底面与收置送电部56的壳体62的底面连接。弹簧232以使壳体62接近收置孔200T的底面的方式进行加载。支撑部件240设置在收置孔200T的底面侧,包含:被支撑为可以旋转的旋转轴242T;与旋转轴242T的一端连接的脚部243;与旋转轴242T的另一端连接的脚部244。脚部243、244与壳体62的底面连接。
支撑部件241配置在收置孔200T的底面侧,包含:被支撑为可以旋转的旋转轴245;与旋转轴245的一端连接的脚部246T;与旋转轴245的另一端连接的脚部247。脚部246T及脚部247都与壳体62的底面连接。
驱动部260包含设置在旋转轴242T的齿轮250、与齿轮250啮合的齿轮252和使齿轮252旋转的马达251。编码器253检测马达251内的转子的旋转角度。基于编码器253检测到的旋转角度,计算送电部56的位置。
切换部261包含固定在旋转轴242T的齿轮262和与齿轮262的齿部啮合的阻挡件263。在切换部261中,若阻挡件263与齿轮262啮合,则在送电部56上升的方向,限制旋转轴242T旋转。即使在阻挡件263与齿轮262啮合的状态下,也允许旋转轴242T旋转,使得送电部56向下方移动。
在这样构成的送电装置50中,在电动车辆10不停车而送电装置50为待机状态时,送电部56位于第1位置Q1(收置孔200T的底面侧),送电部56位于收纳位置。在电动车辆10在预定的位置停车,送电装置50与受电装置11以非接触方式进行电力传送时,移动机构230T使送电部56上升。
具体地,在切换部261的限制状态被解除了的状态下,驱动部260进行驱动而使送电部56上升。驱动部260对抗来自弹簧232的拉伸力,使送电部56上升。若送电部56达到向受电部200提供电力的第2位置Q2(送电位置),则未图示的控制部控制切换部261,以便限制旋转轴242T的旋转。由于从驱动部260施加到送电部56的驱动力比弹簧232向送电部56施加的拉伸力大,所以送电部56在第2位置Q2(送电位置)停止。
若向受电部200的电力传送结束,则未图示的控制部使驱动部260的驱动停止。送电部56通过来自弹簧232的拉伸力向下方移位。送电部56返回第2位置Q2(收纳位置)。在这样构成的送电装置50K中,在驱动部260未良好驱动的情况下,送电部56通过弹簧232的拉伸力而向下方后退。因此,可以抑制送电部56维持上升的状态这一情况。
图47是用于说明配置在第1位置Q1的送电部56、配置在第2位置Q2的送电部56与检测部810的配置关系的侧视图。图48是用于说明配置在第1位置Q1的送电部56、配置在第2位置Q2的送电部56与检测部810的配置关系的立体图。送电装置50K还具备检测部810。送电装置50K的检测部810包含810FL、810FR、810BL、810BR。检测部810与送电部56独立地设置。
在检测部810与送电部56独立地设置的情况中包含:检测部810在壳体62的外部以与壳体62不接触的方式配置的情况、检测部810在壳体62的外部与壳体62接触而配置的情况及检测部810在壳体62中配置且检测部810以与送电部56不接触的方式配置的情况。
参照图47及图48,检测部810与送电部56相比,设置在车辆后退方向B侧。检测部810的检测部810BR、810BL、810FR、810FL在与第2位置Q2之间分别具有距离M1a、M1b、M1c、M1d。所谓距离M1a、M1b、M1c、M1d,是在检测部810BR、810BL、810FR、810FL的各传感器部与第2位置Q2之间形成的直线距离。
所谓检测部的各传感器部,在对检测部使用磁阻抗元件的情况下,可以设为非晶线的长度方向(卷绕轴方向)的中心位置。所谓检测部的各传感器部,在对检测部使用霍尔元件的情况下,可以设为构成霍尔元件的p型或n型的半导体试料的中心位置。所谓检测部的各传感器部,在对检测部使用磁阻元件的情况下,可以设为多层薄膜的中心位置。
另一方面,第1位置Q1在与第2位置Q2之间具有距离M2。所谓距离M2,是在第1位置Q1与第2位置Q2之间形成的直线距离。在送电装置50K中,距离M1a、M1b、M1c、M1d全部具有比距离M2短的值。也可以是距离M1a、M1b、M1c、M1d中的任一个具有比距离M2短的值。
虽然未图示,但在送电装置50K中,受电部200形成测试磁场(或测试电场)。由受电部200形成的测试磁场也影响到配置有检测部810的部分。距离M1a、M1b、M1c、M1d全部具有比距离M2短的值。
假设在送电部56保持着配置在第1位置Q1的状态下,由该送电部56检测了测试磁场的磁场强度(或测试电场的电场强度)。与该情况比较,检测部810与配置在第1位置Q1的送电部56相比,容易受到具有强磁场强度的测试磁场。由于测试磁场的强度在配置有检测部810的位置与第1位置Q1相比容易变高,所以与由配置在第1位置Q1的送电部56得到的检测结果的精度相比,由检测部810得到的检测结果的精度容易变得更高。
第2位置Q2从第1位置Q1看,相对于铅垂方向位于斜上方。在送电部56的升降的前后,送电部56的位置沿车辆前进方向F及车辆后退方向B的方向移位。还考虑,即使假设在送电部56保持着配置在第1位置Q1的状态下由该送电部56检测测试磁场的磁场强度(或测试电场的电场强度),并基于其检测结果进行了车辆主体70相对于送电装置50K的位置对齐,也会通过送电部56从第1位置Q1移动到第2位置Q2,而容易产生位置偏离。
从作为送电位置配置送电部56的第2位置Q2的位置算起的距离,检测部810这一方与第1位置Q1相比更近。检测部810检测受电部200形成的测试磁场(或测试电场)的强度。通过在预先估计由送电部56的升降移动的前后产生的移动距离的基础上进行检测部810与送电部200的位置对齐,电动车辆10及送电装置50K彼此可以配置在相互适合的位置。从而,根据送电装置50K及使用了送电装置50K的电力传送系统,能够对搭载于车辆主体70的电池150以非接触方式高效地进行充电。
距离M1a、M1b、M1c、M1d全部也可以具有比距离M2长的值。通过与送电部56独立地设置检测部,电动车辆10及送电装置50K彼此也可以以一定程度的精度配置在相互适合的位置。
对接收来自外部给电装置61侧的通信部230的信息并基于该信息而被控制移动的电动车辆10的停车进行辅助的停车辅助装置,具备:送电装置50K;向电动车辆10侧发送与受电部200所形成的测试磁场的、检测部810检测到的强度相关的信息的通信部230(参照图6、图7)。通过使用该停车辅助装置,也能够以非接触方式高效地对搭载于车辆主体70的电池150进行充电。
在以上的实施方式中,在受电装置中使用的受电线圈和在送电装置中使用的送电线圈都具有所谓的螺线管型的形状。在芯的周围产生的磁通具有一个环状形状,沿芯的长度方向通过具有板状形状的芯的中央部分。
在以上的实施方式中,受电线圈及送电线圈的任一个或双方也可以具有所谓圆形型的形状。在该情况下,在芯的周围产生的磁通具有所谓甜甜圈型的形状,在相对方向通过具有圆形状的芯的中央部分。这里所说的中央部分是芯的外形圆的中心附近,是不存在线圈而在线圈的内侧成为中空的部分。在对受电线圈及/或送电线圈使用螺线管型的线圈的情况下、使用圆形型的线圈的情况下,都可以获得大致同样的作用及效果。
以上,说明了基于本发明的实施方式及变形例,但是本次公开的实施方式及变形例在全部方面只是例示而非限制性的。本发明的技术范围由权利要求的范围表示,旨在包含与权利要求的范围均等的含义及范围内的全部改变。
产业上的利用可能性
本发明可以应用于受电装置、送电装置、电力传送系统及停车辅助装置。
符号的说明
2工作模式,9调整器,10电动车辆,11、191受电装置,13整流器,19B、19BL、19BR后轮(车轮),19F、19FL、19FR前轮(车轮),21、57铁氧体磁芯,22受电线圈,23、59、195、198电容器,24、60线圈单元,30、30A、230T移动机构,31、231T链接机构,32、110、141、260驱动部,33加载部件,33a、33b弹性部件,34保持装置,34B后缘部,34F前缘部,34L左缘部,34R右缘部,35、93、263阻挡件,36、261切换部,37、38、87、150T、151、240、241支撑部件,40、45、242T、245旋转轴,41、42、46、47、243、244、246T、247脚部,50、50K、190送电装置,50A、50B、50C位置,52停车空间,52T线,55送电ECU,64高频电源装置,56、193送电部,58送电线圈,61外部给电装置,62、65壳体,62T、67盖部,63、66罩,64E交流电源,66B后边部,66L左后边部,66R右后边部,67S侧梁,68、161固定部件,69地板,70车辆主体,70T顶板部,71左侧面,71T周壁部,72、73端面壁,74、75侧面壁,76底面,80、81、92、250、252、262齿轮,80T驱动室,81T乘客容纳室,82、251马达,82L上下车用开口部,82T行李室,83、84、85、86端部,83L门,84L前翼子板,85L后翼子板,86T前保险杆,87T后保险杆,88装置主体,90、91阻挡件片,95转子,96定子,97、253编码器,98轴部,99齿部,111扭力弹簧,120照相机,122给电按钮,130通信单元,130T臂,131长轴部,132短轴部,133连接轴,140弹簧机构,142变换器,142D、242显示部,142T固定板,144活塞,145连接片,146中继器,150电池,160、230通信部,160T、161T、162T、163、164T铰链,162升压变换器,164、166逆变器,172、174马达发电机,176发动机,177动力分割装置,180控制装置,190T电压传感器,192、194、197、199线圈,196、200受电部,200T收置孔,231发光部,232弹簧,246费用收取部,310、310B、310BL、310BR、310F、310FL、310FR、810、810BR、810BL、810FR、810FL检测部,310A、310B、310C、310D投影像,390测定部,392传感器部,460检测ECU,462升降ECU,1000电力传送系统,AR1、DD1箭头,B车辆后退方向,D铅垂方向下方,D1相对方向,Dr1、Dr2旋转方向,F车辆前进方向,HH磁通,L车辆左方向,LL1、LL2、LL3效率曲线,MOD、SE2、SE3控制信号,NL、PL1、PL2电力线,O1、O2卷绕轴,P1、P2、P3中央部,Q1、S1第1位置,S2、S2A、S2B、S2C、Q2第2位置,R车辆右方向,RA假想平面,RB、RC、RD空间,RR平面,SMR1、SMR2系统主中继器,TRG充电开始信号,U铅垂方向上方,k1、k2、k3曲线。
Claims (21)
1.一种受电装置,其中,具备:
受电部,其包含受电线圈,在第1位置和与上述第1位置不同的第2位置之间移动,且在配置到了上述第2位置的状态下,从设置在车辆的外部的送电部以非接触方式接受电力;
移动机构,其使上述受电部移动到上述第1位置及上述第2位置;以及
检测部,其与上述受电部独立地设置于车辆主体,检测上述送电部形成的磁场或电场的强度,
上述第2位置,从上述第1位置看,相对于铅垂方向位于斜下方,
从上述第2位置到上述检测部的距离比从上述第2位置到上述第1位置的距离短。
2.权利要求1所述的受电装置,其中,
上述检测部,在配置有上述检测部的位置检测由上述送电部形成的上述磁场的阻抗。
3.权利要求2所述的受电装置,其中,
上述检测部,在配置有上述检测部的位置检测由上述送电部形成的上述磁场的铅垂方向的强度分量。
4.权利要求2所述的受电装置,其中,
上述检测部,在配置有上述检测部的位置检测由上述送电部形成的上述磁场的相对于铅垂方向正交的方向的强度分量。
5.权利要求1所述的受电装置,其中,
上述检测部在上述车辆主体设置有多个,
上述受电线圈具有在相对于上述送电部及配置到了上述第2位置的上述受电部彼此相对的方向正交的方向延伸的卷绕轴,
在描绘包含配置到了上述第2位置的上述受电部的上述受电线圈的上述卷绕轴且相对于铅垂方向正交的假想平面,且将多个上述检测部向上述假想平面沿铅垂方向进行投影的情况下,在上述假想平面内形成有多个上述检测部的投影像的位置以上述卷绕轴为中心具有线对称的关系。
6.权利要求1所述的受电装置,其中,
上述检测部的位置被包含于投影空间内,该投影空间是在将配置到了上述第2位置的上述受电部的上述受电线圈或卷绕有上述受电线圈的芯朝向铅垂方向的上方投影时假想地形成的空间。
7.一种受电装置,其中,具备:
受电部,其包含受电线圈,在第1位置和与上述第1位置不同的第2位置之间移动,且在配置到了上述第2位置的状态下,从设置在车辆的外部的送电部以非接触方式接受电力;
移动机构,其使上述受电部移动到上述第1位置及上述第2位置;以及
检测部,其与上述受电部独立地设置于车辆主体,检测上述送电部形成的磁场或电场的强度。
8.一种受电装置,其中,具备:
受电部,其包含受电线圈,在第1位置和与上述第1位置不同的第2位置之间移动,且在配置到了上述第2位置的状态下,从设置在车辆的外部的送电部以非接触方式接受电力;
移动机构,其使上述受电部移动到上述第1位置及上述第2位置;以及
检测部,其与上述受电部独立地设置于车辆主体,检测上述送电部形成的磁场或电场的强度,
上述第2位置,从上述第1位置看,位于铅垂方向的下方,
上述检测部的位置被包含于下述空间内,该空间是在将配置到了上述第1位置的上述受电部的上述受电线圈或卷绕有上述受电线圈的芯按相似形放大为3倍大小时假想地形成的空间。
9.权利要求1所述的受电装置,其中,
上述送电部的固有频率与上述受电部的固有频率之差在上述受电部的固有频率的10%以下。
10.权利要求1所述的受电装置,其中,
上述受电部与上述送电部的耦合系数为0.3以下。
11.权利要求1所述的受电装置,其中,
上述受电部通过在上述受电部与上述送电部之间形成且以特定的频率振动的磁场和在上述受电部与上述送电部之间形成且以特定的频率振动的电场中的至少一方,从上述送电部接受电力。
12.一种停车辅助装置,其中,具备:
权利要求1所述的受电装置;以及
控制部,其基于上述检测部检测到的上述磁场的强度,控制对上述车辆进行驱动的车辆驱动部而使上述车辆移动。
13.权利要求12所述的停车辅助装置,其中,
上述检测部包含在相对于铅垂方向交叉的方向相互隔着间隔而配置的第1检测部及第2检测部,
上述控制部,在上述车辆移动时上述第1检测部检测到的上述磁场的强度满足第1条件且上述第2检测部检测到的上述磁场的强度不满足第2条件的情况下,控制上述车辆驱动部,使得从上述第2检测部看,上述车辆向上述第1检测部所处的方向侧移动。
14.权利要求13所述的停车辅助装置,其中,
上述第1检测部与上述第2检测部相比,配置在上述车辆的后方侧,
上述控制部,在上述车辆进行后退移动时上述第1检测部检测到的上述磁场的强度满足上述第1条件且上述第2检测部检测到的上述磁场的强度不满足上述第2条件的情况下,控制上述车辆驱动部,使得上述车辆继续后退移动。
15.权利要求13所述的停车辅助装置,其中,
上述第1检测部与上述第2检测部相比,配置在上述车辆的前方侧,
上述控制部,在上述车辆进行后退移动时上述第1检测部检测到的上述磁场的强度满足上述第1条件且上述第2检测部检测到的上述磁场的强度不满足上述第2条件的情况下,控制上述车辆驱动部,使得上述车辆进行前进移动。
16.权利要求12所述的停车辅助装置,其中,
上述检测部包含在相对于铅垂方向交叉的方向相互隔着间隔而配置的第1检测部及第2检测部,
上述控制部,在上述车辆移动时上述第1检测部检测到的上述磁场的强度满足第1条件且上述第2检测部检测到的上述磁场的强度满足第2条件的情况下,控制上述车辆驱动部而使上述车辆移动,使得上述第1检测部检测到的上述磁场的强度与上述第2检测部检测到的上述磁场的强度接近于同一值。
17.权利要求13所述的停车辅助装置,其中,
上述第1检测部与上述第2检测部相比,配置在上述车辆的后方侧,
上述控制部,在上述车辆进行前进移动时上述第1检测部检测到的上述磁场的强度满足上述第1条件且上述第2检测部检测到的上述磁场的强度不满足上述第2条件的情况下,控制上述车辆驱动部,使得上述车辆进行后退移动。
18.权利要求13所述的停车辅助装置,其中,
上述第1检测部与上述第2检测部相比,配置在上述车辆的前方侧,
上述控制部,在上述车辆进行前进移动时上述第1检测部检测到的上述磁场的强度满足上述第1条件且上述第2检测部检测到的上述磁场的强度不满足上述第2条件的情况下,控制上述车辆驱动部,使得上述车辆继续前进移动。
19.一种电力传送系统,其中,具备:
受电装置;以及
送电装置,其具有送电部,在与上述受电装置相对的状态下向上述受电装置以非接触方式传送电力,
上述受电装置包含:
受电部,其在第1位置和与上述第1位置不同的第2位置之间移动,且在配置到了上述第2位置的状态下,从设置在车辆的外部的上述送电部以非接触方式接受电力;
移动机构,其使上述受电部移动到上述第1位置及上述第2位置;以及
检测部,其与上述受电部独立地设置于车辆主体,检测上述送电部形成的磁场或电场的强度,
由上述送电部形成的上述磁场的强度,在配置有上述检测部的位置比在上述第1位置高。
20.一种送电装置,其中,具备:
送电部,其包含送电线圈,在第1位置和与上述第1位置不同的第2位置之间移动,且在配置到了上述第2位置的状态下,向设置于车辆的受电部以非接触方式传送电力;
移动机构,其使上述送电部移动到上述第1位置及上述第2位置;以及
检测部,其与上述送电部独立地设置,检测上述受电部形成的磁场或电场的强度,
上述第2位置,从上述第1位置看,相对于铅垂方向位于斜上方,
从上述第2位置到上述检测部的距离比从上述第2位置到上述第1位置的距离短。
21.一种停车辅助装置,对接收来自通信部的信息并基于该信息而被控制移动的车辆的停车进行辅助,其中,具备:
权利要求20所述的送电装置;以及
向上述车辆发送与上述检测部检测到的上述磁场的强度相关的信息的上述通信部。
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