CN106165247B - 非接触供电系统以及非接触受电装置 - Google Patents

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Abstract

在车辆(20)接近了停车空间(32)时，地面控制器(13)设为以包含识别数据的励磁图案对送电线圈(11)进行励磁的第一励磁。在车辆(20)接近了停车空间(32)后，车辆控制器(24)对与受电线圈(21)连接的电容器(C3)进行预充电。并且，在送电线圈被设为第一励磁时，车辆控制器(24)获取识别数据，将该识别数据发送到地面单元(51)。在励磁图案所包含的识别数据与由车辆控制器(24)获取到的识别数据一致的情况下，地面控制器(13)对送电装置(101)与受电装置(102)进行配对。

Description

非接触供电系统以及非接触受电装置
技术领域
本发明涉及一种以非接触的方式向具备电池等电负载的车辆供给电力的非接触供电系统以及非接触受电装置。
背景技术
以往，作为以非接触的方式向具备电池(电负载)的车辆供给电力并对该电池进行充电的非接触充电系统，已知一种专利文献1所公开的系统。在该专利文献1中公开了以下内容：在存在多个送电装置的情况下，从送电线圈以弱励磁的方式产生随机信号，由车辆检测该随机信号，在车辆与送电装置之间确认出随机信号一致时，进行车辆与送电装置之间的配对。
专利文献1：国际公开2012/042902号
发明内容
然而，上述的专利文献1所公开的现有例为如下结构：在车辆进入停车空间且车辆停止的状态下，从送电线圈发送具有随机的ID图案的信号，在车辆侧接收该信号并进行配对，因此该现有例产生从使车辆停止于停车空间起直到实际开始充电为止需要长时间这样的问题。
本发明是为了解决这样的以往的问题而完成的，其目的在于提供一种能够更迅速地针对进入停车空间的车辆进行配对的非接触供电系统以及非接触受电装置。
本发明的一个方式所涉及的非接触供电系统具备设置在地面侧的送电装置和设置于车辆的受电装置，送电装置具备发送电力的送电线圈、对向送电线圈供给的电力进行控制的供电控制部以及与受电装置之间进行通信的送电侧通信部。另外，受电装置具备：受电线圈，其接收从送电线圈发送的电力，将接收到的电力经由电容器向电负载供给；受电控制部，其对由受电线圈进行的电力的接收进行控制；以及受电侧通信部，其与送电装置之间进行通信。而且，在车辆接近了停车空间时，供电控制部将送电线圈设为以包含识别数据的励磁图案对送电线圈进行励磁的第一励磁，在车辆接近停车空间后，受电控制部对电容器进行预充电，并且在送电线圈被设为第一励磁时，受电控制部获取识别数据并且将该识别数据发送到送电装置。在包含在励磁图案中的识别数据与由受电控制部获取到的识别数据一致的情况下，供电控制部对送电装置与受电装置进行配对。
本发明的一个方式所涉及的非接触受电装置具备：受电线圈，其接收从送电装置发送的电力，将接收到的电力经由电容器向电负载供给；受电控制部，其对由受电线圈进行的电力的接收进行控制；以及受电侧通信部，其与送电装置之间进行通信。在车辆接近了停车空间后，受电控制部对电容器进行预充电，并且在设置于送电装置的送电线圈被设为以包含识别数据的励磁图案对送电线圈进行励磁的第一励磁时，受电控制部获取该识别数据，将该识别数据发送到送电装置。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的非接触供电系统的结构的框图。
图2是表示车辆与多个停车空间之间的关系的说明图。
图3是本发明的第一实施方式所涉及的非接触供电系统的动力单元、送电线圈、受电线圈、副线圈以及整流平滑电路的电路图。
图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的非接触供电系统的受电线圈和副线圈的配置的说明图。
图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的非接触供电系统中所使用的配对信号的数据串的说明图。
图6是表示本发明的第一实施方式所涉及的非接触供电系统中所使用的受电线圈和副线圈的结构的立体图。
图7是表示受电线圈中所产生的电压及副线圈中所产生的电压的特性图。
图8是表示本发明的第一实施方式所涉及的非接触供电系统的处理过程的流程图的第一分图。
图9是表示本发明的第一实施方式所涉及的非接触供电系统的处理过程的流程图的第二分图。
图10是本发明的第一实施方式所涉及的表示车辆接近停车空间的情形的说明图。
图11是本发明的第一实施方式所涉及的表示车辆进入停车空间内的情形的说明图。
图12是本发明的第一实施方式所涉及的表示车辆进入停车空间内的情形的说明图。
图13是本发明的第一实施方式所涉及的表示车辆停放在停车空间内的规定位置的情形的说明图。
图14是表示本发明的第一实施方式所涉及的非接触供电系统的受电电压判断处理过程的流程图。
图15是本发明的第一实施方式所涉及的表示送电线圈的励磁电压和副线圈的受电电压的波形图。
图16是表示本发明的第二实施方式所涉及的非接触供电系统的结构的框图。
图17是本发明的第二实施方式所涉及的非接触供电系统的动力单元、送电线圈、受电线圈以及整流平滑电路的电路图。
图18是表示本发明的第二实施方式所涉及的非接触供电系统的受电线圈的配置的说明图。
图19是表示本发明的第三实施方式所涉及的非接触供电系统的结构的框图。
图20是本发明的第三实施方式所涉及的非接触供电系统的动力单元、送电线圈、受电线圈、副线圈以及整流平滑电路的电路图。
图21是表示本发明的第三实施方式所涉及的非接触供电系统的受电线圈和副线圈的配置的说明图。
图22是表示本发明的第三实施方式所涉及的非接触供电系统的处理过程的流程图的第一分图。
图23是表示本发明的第三实施方式所涉及的非接触供电系统的处理过程的流程图的第二分图。
图24是本发明的第三实施方式所涉及的表示车辆接近停车空间的情形的说明图。
图25是本发明的第三实施方式所涉及的表示车辆进入停车空间内的情形的说明图。
图26是本发明的第三实施方式所涉及的表示车辆进入停车空间内的情形的说明图。
图27是本发明的第三实施方式所涉及的表示车辆停放在停车空间内的规定位置的情形的说明图。
图28是本发明的第三实施方式所涉及的表示送电线圈的励磁电压和副线圈的受电电压的波形图。
具体实施方式
以下，基于附图来说明本发明的实施方式。
[第一实施方式的说明]
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的非接触供电系统的结构的框图。如图1所示，该非接触供电系统具备设置于地面侧的停车设备的多个送电装置(在图1中，作为一例，示出了两个送电装置101、101a)和搭载于车辆20的受电装置102。
送电装置101具备用于停放车辆20的停车空间。另外，送电装置101还具备地面单元51、设置于停车空间的地面的送电线圈11以及在车辆20接近了停车空间时对此进行检测的车辆检测传感器33。此外，在图1中，作为一例，示出了两个地面单元51、51a。本发明并不限定于此，也能够应用于具备三个以上的地面单元的情况。
地面单元51具备向送电线圈11流通电流来进行励磁的动力单元12、对该动力单元12的工作进行控制的地面控制器13(供电控制部)以及与受电装置102之间进行无线通信的通信部14(送电侧通信部)。另外，送电装置101a也具有同样的结构，具备地面单元51a、送电线圈11a以及车辆检测传感器33a。此外，地面控制器13例如能够构成为包括中央运算单元(CPU)、RAM、ROM、硬盘等存储单元的一体型的计算机。
搭载于车辆20的受电装置102具备设置在车辆20的底部适当位置的受电线圈21以及对由该受电线圈21接收的交流电压进行直流化且进行平滑化的整流平滑电路22。受电装置102还具备对整流平滑电路22的工作进行控制的车辆控制器24(受电控制部)、充入由受电线圈21接收到的电压的电池23(电负载)以及与地面单元51之间进行通信的通信部25(受电侧通信部)。在车辆20停放在停车空间的规定位置时，受电线圈21被配置在与上述的送电线圈11彼此相向的位置。而且，由该受电线圈21接收到的电力被供给到电池23。即，将接收到的电力作为驱动力而供给到车辆20。
如图6所示，受电线圈21绕铁氧体芯61卷绕成螺旋状。并且，在该铁氧体芯61的中央部卷绕有副线圈SC1(中央副线圈)。在车辆20移动而接近了停车空间的规定位置时，该副线圈SC1接收从送电线圈11输出的电磁信号，向车辆控制器24输出该信号。即，副线圈SC1设置在受电线圈21的附近，具备作为接收从送电线圈11发送的电力的中央副线圈的功能。此外，车辆控制器24例如能够构成为包括中央运算单元(CPU)、RAM、ROM、硬盘等存储部的一体型的计算机。
图2是表示车辆20与多个停车空间32、32a之间的关系的说明图。在本实施方式中，进行如下的处理：通过在设置于各停车空间32、32a的地面单元51、51a与搭载于车辆20的受电装置102之间进行无线通信，来对受电装置102与对应于该车辆20所停放的停车空间32的送电装置101配对。而且，对与车辆20配对的送电装置101的送电线圈11进行通电而向其发送电力，受电装置102接收该电力来对搭载于车辆20的电池23(参照图3)进行充电。
图3是表示图1所示的动力单元12、送电线圈11、受电线圈21、整流平滑电路22、副线圈SC1以及其周边设备的详细结构的电路图。如图3所示，动力单元12具备包括多个开关电路(例如半导体元件等)的逆变器电路31。而且，通过地面控制器13(参照图1)的控制来对各开关电路的接通、断开进行控制，从而将从直流电源15提供的直流电压Vin转换为规定频率的交流电压。
电阻R1和电容器C1连接于送电线圈11，通过对该送电线圈11施加从动力单元12输出的交流电压来使电流流通，能够将送电线圈11设为用于后述的配对的励磁即第一励磁和用于车辆20的位置对准的励磁即第二励磁。并且，在如图1所示那样配置为送电线圈11与受电线圈21彼此相向的情况下，通过将送电线圈11设为用于电池充电的励磁即第三励磁，来向受电线圈21发送用于电池充电的电力。
受电线圈21与电容器C2及电阻R2连接，接收从送电线圈11发送的电力。整流平滑电路22具有包括多个二极管的桥电路和电容器C3，将由受电线圈21接收到的交流电压转换为直流电压，再进行平滑化后向电池23提供。
在电容器C3与电池23之间设置有继电器X1、X2、X3。即，电池23的正极与电容器C3的一端经由继电器X1连接，电池23的负极与电容器C3的另一端经由继电器X2连接。并且，将继电器X3和电阻R4的串联连接电路与继电器X1并联连接。并且，通过图1所示的车辆控制器24来控制各继电器X1～X3的闭合、断开。
副线圈SC1在接收到从送电线圈11输出的电磁信号的情况下，向车辆控制器24输出该电磁信号。即，在车辆20进入停车空间32内时，伴随车辆20的移动而副线圈SC1接近送电线圈11，由副线圈SC1接收到从该送电线圈11输出的电磁信号，在该情况下，接收该电磁信号后向车辆控制器24输出。
图4是表示搭载于车辆20的底部的受电线圈21和副线圈SC1的配置、以及副线圈SC1的能够接收区域Q1的说明图。如图4所示，在受电线圈21的附近设置有副线圈SC1。详细地说，如图6所示，副线圈SC1与受电线圈21卷绕于同一个芯。
另外，副线圈SC1能够接收能够接收区域Q1内所存在的电磁信号。也就是说，在能够接收区域Q1处于与送电线圈11的励磁范围重叠的位置的情况下，副线圈SC1能够接收从该送电线圈11输出的电磁信号。
而且，在本实施方式中，在车辆20接近了停车空间32时，将送电线圈11设为第一励磁。在第一励磁中，如后述那样输出包含配对信号的电磁信号。另外，车辆控制器24使继电器X2、X3闭合且使继电器X1断开，来对电容器C3进行预充电(充电)。即，通过将电池23与电容器C3经由电阻R4连接，来对电容器C3进行预充电。而且，由副线圈SC1接收从送电线圈11发送的电磁信号，使用包含在该电磁信号中的配对信号来在车辆20与地面单元51之间进行配对。
在此，关于对电容器C3进行预充电的理由进行说明。如图4所示，副线圈SC1设置在受电线圈21的附近。即，如图6所示，受电线圈21绕铁氧体芯61卷绕成螺旋状，并且副线圈SC1卷绕于该铁氧体芯61的中央部。此时，如图3所示，受电线圈21与平滑用的电容器C3连接，因此在没有对该电容器C3进行充电的情况下，由副线圈SC1接收的电压会被提供到电容器C3，副线圈SC1中所产生的电压的上升变慢。不仅在副线圈SC1与受电线圈21卷绕于同一个芯的情况下能够产生该问题，在副线圈SC1配置为接近受电线圈的情况下也能够产生该问题。
参照图7所示的特性图来说明该问题。图7表示受电线圈21和副线圈SC1中所产生的电压的变化，曲线q1表示在时刻t0对电容器C3进行了预充电的情况下的受电线圈21中所产生的电压的变化。另外，曲线q3表示没有对电容器C3进行预充电的情况下的受电线圈21中所产生的电压的变化，曲线q2表示在时刻t0对电容器C3进行了预充电的情况下的副线圈SC1中所产生的电压的变化，曲线q4表示没有对电容器C3进行预充电的情况下的副线圈SC1中所产生的电压的变化。
如曲线q4所示那样，在没有对电容器C3进行预充电的情况下，当在时刻t2副线圈SC1的能够接收区域Q1与送电线圈11的励磁范围重叠时，副线圈SC1中所产生的电压逐渐地上升而达到固定的水平。此时，由于在时刻t5的时间点副线圈SC1中所产生的电压达到第一阈值电压Vth1，因此从该时刻t5起开始配对处理。也就是说，在没有对电容器C3进行预充电的情况下，副线圈SC1中所产生的电压被消耗于电容器C3的充电，因此由该副线圈SC1接收的配对信号的电压水平达到第一阈值电压Vth1为止需要长时间。
另一方面，如曲线q2所示那样，在对电容器C3进行了预充电的情况下，当在时刻t2副线圈SC1的能够接收区域Q1与送电线圈11的励磁范围重叠时，副线圈SC1中所产生的电压急剧上升而达到固定的水平。也就是说，通过对电容器C3进行预充电而使副线圈SC1中所产生的电压不被提供到电容器C3，因此副线圈SC1中所产生的电压立即达到第一阈值电压Vth1。具体地说，在图7所示的时刻t3达到第一阈值电压Vth1。因而，能够立即实施配对处理。
另外，关于受电线圈21也同样，在没有对电容器C3进行预充电的情况下，如曲线q3所示那样，当在时刻t2受电线圈21的能够接收区域Q0(参照后述的图18)与送电线圈11的励磁范围重叠时，受电线圈21中所产生的电压逐渐上升而达到固定的水平。此时，在时刻t4的时间点受电线圈21中所产生的电压达到第一阈值电压Vth1，因此从该时刻t4起开始配对处理。
与此相对，在时刻t0对电容器C3进行了预充电的情况下，在该时刻t0受电线圈21中所产生的电压上升，在时刻t1达到规定的电压水平。因而，当在时刻t2受电线圈21的能够接收区域Q0与送电线圈11的励磁范围重叠时，在该时间点受电线圈21中所产生的电压已经超过了第一阈值电压Vth1，因此能够开始配对处理。
这样，在副线圈SC1和受电线圈21的能够接收区域Q1、Q0接近送电线圈11之前的时间点对电容器C3进行预充电，由此由副线圈SC1或受电线圈21接收的电压立即达到第一阈值电压Vth1，因此能够迅速执行配对处理。
而且，当通过上述的处理而地面单元51的送电线圈11与车辆20的受电线圈21的配对完成时，将送电线圈11设为第二励磁。此时，根据由副线圈SC1接收的电磁信号的水平来判断车辆20是否停放在停车空间32内的规定位置。之后，在判断为车辆20停放在停车空间32内的规定位置的情况下，将送电线圈11设为第三励磁来向电池23供给用于充电的电力。
在此，设为第二励磁时向送电线圈11供给的电力大于设为第一励磁时向送电线圈11供给的电力。原因在于，防止在送电线圈11被设为第一励磁时车辆控制器24错误地识别为第二励磁。
接着，参照图5所示的数据串来说明第一励磁。在第一励磁中，以包括由起始位、ID、数据长度码、识别数据、缩略值、结束位的数据串构成的配对信号的图案对送电线圈11进行励磁。因而，从送电线圈11输出的电磁信号包括图5所示的配对信号。
在配对信号所包含的识别数据中，设定有对各地面单元的每个地面单元分配的固有位串。例如，在设为4位的数据的情况下，对任意的地面单元设定“1、0、1、0”。地面控制器13以包含图5所示的配对信号的方式对送电线圈11进行励磁。即，在第一励磁中，以包含配对信号的励磁图案对送电线圈11进行励磁。
当送电线圈11被励磁时，在副线圈SC1的能够接收区域Q1到达与送电线圈11的励磁范围重叠的位置时，由该副线圈SC1接收配对信号，该配对信号被提供到图1所示的车辆控制器24。
由车辆控制器24从由副线圈SC1接收到的配对信号中读取识别数据。然后，将读取到的识别数据从通信部25向通信部14发送，地面控制器13对从送电线圈11发送的识别数据与由通信部14接收到的识别数据是否一致进行判断。而且，在两者一致的情况下，对该受电装置102与送电装置101进行配对。
接着，参照图8、图9所示的流程图以及图10～图13所示的说明图对车辆20接近停车空间32之后直至停放在停车空间32内的规定位置为止的动作进行说明。
图10示出车辆20正在接近用停车框34包围的停车空间32内的状态。此时，地面控制器13被设为正在待机(图8的步骤a11)，车辆控制器24为正在接近停车空间32(步骤b11)。然后，通过LAN(Local Area Network：局域网)等通信，从通信部25发送包含车辆ID的无线信号(步骤b12)。
地面单元51的通信部14当接收到该无线信号时，对该无线信号中含有的车辆ID是否为正规的车辆ID进行识别(步骤a13)。之后，使地面单元51启动(步骤a14)，用无线信号向车辆控制器24通知地面单元51已启动(步骤a15)。
车辆控制器24通过显示于显示器(省略图示)等来向车辆20的驾驶者通知地面单元51已启动(步骤b13)。其结果，驾驶者能够识别地面单元51已启动。并且，车辆控制器24使图3所示的继电器X2、X3闭合且使继电器X1断开，来使电池23与电容器C3连接。由此，从电池23向电容器C3供给电力，来对电容器C3进行预充电(步骤b13a)。车辆控制器24变为等待配对信号(步骤b14)。
当启动地面单元51时，地面控制器13使车辆检测传感器33启动(步骤a16)。地面控制器13变为等待车辆20接近的状态(步骤a17)。
之后，当如图11所示那样车辆20的一部分进入停车空间32内时(步骤b15)，由车辆检测传感器33检测出车辆20进入了停车空间32内(步骤a18)。地面控制器13以包含配对信号的励磁图案对送电线圈11进行励磁。即，将送电线圈11设为上述的第一励磁来发送配对信号(图9的步骤a19)。并且，持续第一励磁(步骤a20)。此时，车辆控制器24变为等待配对信号的状态(步骤b16)。
之后，如图12所示，当车辆20接近停车空间32内的送电线圈11、并且副线圈SC1的能够接收区域Q1到达与送电线圈11的励磁范围重叠的位置时，能够接收区域Q1进入送电线圈11的励磁范围(图9的步骤b17)，因此由副线圈SC1接收配对信号，车辆控制器24对包含在该配对信号中的识别数据进行识别(步骤b18)。
车辆控制器24将识别出的识别数据从通信部25发送，来对地面控制器13请求配对(步骤b19)。地面控制器13接收配对请求(步骤a21)并且接收识别数据。然后，对第一励磁中发送出的配对信号所包含的识别数据与从车辆控制器24发送出的识别数据是否一致进行判断。而且，在两者一致的情况下，对受电装置102与送电装置101进行配对(步骤a22)。之后，地面控制器13开始可充电位置判断控制(步骤a23)。车辆控制器24识别出已配对(步骤b20)，开始可充电位置判断控制(步骤b21)。
地面控制器13对向送电线圈11流通的电流进行控制，使得将该送电线圈11设为第二励磁(步骤a24)。之后，转移到电池23的充电(步骤a25)。车辆控制器24对由与受电线圈21设置于同一个芯上的副线圈SC1接收的电压的大小进行判断(步骤b22)。关于该受电电压判断处理的详细内容在后面记述。
然后，在如图13所示那样车辆20停放在停车空间32内的规定位置的情况下，即在到达送电线圈11与受电线圈21重叠的位置的情况下，将送电线圈11设为第三励磁而转移到电池23的充电(步骤b23)。此时，使图3所示的继电器X1、X2闭合且使继电器X3断开。
接着，参照图14所示的流程图来对图9的步骤b22所示的受电电压判断处理的详细的过程进行说明。当开始受电电压判断处理时，地面控制器13将送电线圈11设为第二励磁。即，以高于上述的第一励磁的电压对送电线圈11进行励磁，从该送电线圈11发送电力。
在图14的步骤S11中，与受电线圈21一并设置的副线圈SC1接收基于第二励磁的电力。车辆控制器24对通过该电力产生的电压是否达到预先设定的第二阈值电压Vth2(>Vth1)进行判断。
然后，在没有达到第二阈值电压Vth2的情况下(在步骤S12中“否”)，判断为车辆20的停车位置没有到达规定位置，在步骤S13中向驾驶者通知该意思后，返回到步骤S11的处理。
另一方面，在由副线圈SC1接收的电压达到了第二阈值电压Vth2的情况下(在步骤S12中“是”)，判断为车辆20已到达规定位置。然后，在步骤S14中，将车辆的停车位置到达了可充电位置这一情况显示在显示器(省略图示)等上，来向驾驶者通知车辆的停车位置到达了可充电位置。驾驶者通过看见该显示来使车辆20停止。
即，送电线圈11与副线圈SC1重叠的面积越大，则由副线圈SC1接收的电压越大。因而，通过监视由副线圈SC1接收的电压，能够判断车辆20是否停放在停车空间32内的规定位置(能够充电的位置)。
在步骤S15中，对是否由驾驶者输入了充电开始请求进行判断。然后，在输入了充电开始请求的情况下(在步骤S15中“是”)，在步骤a25、b23(参照图9)中，开始电池23的充电。
参照图15的(a)、(b)来说明上述的处理。图15的(a)是表示送电线圈11中被励磁的电压变化的波形图，图15的(b)是表示由副线圈SC1接收的电压变化的波形图。在图15的(a)所示的时刻t0，将送电线圈11设为第一励磁。即，以包含配对信号的励磁图案对送电线圈11进行励磁。如图15的(b)所示，在时刻t0由副线圈SC1接收配对信号，并且接收信号的强度增强，在时刻t1进行配对。之后，在时刻t2将送电线圈11从第一励磁切换为第二励磁。由于车辆20正在相对于停车空间32移动，因此由受电线圈21接收的电压如图15的(b)所示那样变动。而且，在接收电压达到预先设定的第二阈值电压Vth2的情况下，判断为车辆20已到达可充电位置，转移到电池23的充电。
通过这样，在第一实施方式所涉及的非接触供电系统中，在车辆20接近了停车空间32后对电容器C3进行预充电。因而，在将送电线圈11设为第一励磁来发送配对信号的情况下，车辆控制器24能够不受电容器C3的影响地获取包含在配对信号中的识别数据。其结果，能够迅速进行送电装置101与受电装置102的配对。
另外，由于对电容器C3进行预充电，因此在副线圈SC1接收到配对信号的情况下，该副线圈SC1的接收信号的电压不受电容器C3的影响而立即上升。其结果，在将送电线圈11设为第一励磁来发送配对信号时，副线圈SC1中所产生的电压立即上升，因此能够立即获取配对信号，从而能够迅速地进行送电装置101与受电装置102的配对。
[第二实施方式的说明]
接着，说明第二实施方式。在上述的第一实施方式中，对基于由副线圈SC1接收的配对信号来对受电装置102与送电装置101进行配对的例子进行了说明。在第二实施方式中，不搭载副线圈SC1而由受电线圈21接收配对信号，基于该配对信号来进行受电装置102与送电装置101的配对。
图16是表示第二实施方式所涉及的非接触供电系统的结构的框图，图17是表示图16所示的动力单元12、送电线圈11、受电线圈21、整流平滑电路22以及其周边设备的详细结构的电路图。另外，图18是表示在车辆20的底部设置的受电线圈21及其周围的能够接收区域Q0的说明图。
第二实施方式所涉及的非接触供电系统与图1、图3所示的第一实施方式对比，不同之处在于没有搭载副线圈SC1这点以及设置有电压计71这点(参照图17)。除此以外的结构与第一实施方式同样，因此标注相同标记并省略结构说明。
电压计71对受电线圈21中所产生的电压进行测量，将测量出的电压数据发送到图16所示的车辆控制器24。
而且，在第二实施方式所涉及的非接触供电系统中，在受电线圈21的能够接收区域Q0(参照图18)与送电线圈11的励磁范围重叠之前，使图17所示的继电器X2、X3闭合且使继电器X1断开来对电容器C3进行预充电。之后，在能够接收区域Q0与送电线圈11的励磁范围重叠时，由受电线圈21接收从送电线圈11发送的配对信号，用电压计71对该受电线圈21中所产生的电压进行测量。该配对信号被提供到车辆控制器24。
而且，在由受电线圈21接收到的配对信号中含有的识别数据与从地面控制器13输出的配对信号中含有的识别数据一致的情况下，对受电装置102与送电装置101进行配对。
另外，与上述的第一实施方式同样，在能够接收区域Q0与送电线圈11的励磁范围重叠之前，对电容器C3进行了预充电，因此如图7的曲线q1所示那样，在时刻t1的时间点受电线圈21中所产生的电压达到了第一阈值电压Vth1，因此能够立即执行配对处理。
通过这样，在第二实施方式所涉及的非接触供电系统中，在车辆20接近停车空间32之后，对电容器C3进行预充电。因而，在受电线圈21接收到配对信号的情况下，该受电线圈21的接收信号的电压不受电容器C3的影响而立即上升。其结果，在将送电线圈11设为第一励磁来发送配对信号时，受电线圈21中所产生的电压立即上升，因此能够立即获取配对信号，从而能够迅速地进行受电装置102与送电装置101的配对。
[第三实施方式的说明]
接着，说明第三实施方式。在上述的第一实施方式中，对如下例子进行了说明：使用与受电线圈21一并设置的副线圈SC1来接收从送电线圈11发送的配对信号，从而对受电装置102与送电装置101进行配对。与此相对，在第三实施方式中，搭载多个副线圈，使用各副线圈来接收配对信号，由此迅速地进行配对。另外，通过配对完成后对电容器C3进行预充电，来迅速地进行基于第二励磁的位置对准。下面详细地说明。
图19是表示第三实施方式所涉及的非接触供电系统的结构的框图。如图19所示，在第三实施方式所涉及的非接触供电系统中，与上述的第一实施方式对比，不同之处在于，受电装置102除了具备副线圈SC1之外，还具备副线圈SC2～SC4。此外，在图19中，对与图1相同的部分标注相同的标记并省略结构说明。
图20是表示图19所示的动力单元12、送电线圈11、受电线圈21、副线圈SC1～SC4、整流平滑电路22以及其周边设备的详细结构的电路图，与图3所示的电路图对比，不同之处在于除了具备副线圈SC1之外，还具备副线圈SC2～SC4。此外，在图20中，对与图3相同的部分标注相同的标记并省略结构说明。
图21是表示搭载于车辆底部的受电线圈21和副线圈SC1～SC4的配置的说明图。如图21所示，在车辆前方侧的底部搭载有副线圈SC2，在车辆后方侧的底部设置有两个副线圈SC3、SC4。而且，各副线圈SC2～SC4与副线圈SC1同样地，与车辆控制器24(参照图19)连接。副线圈SC2～SC4设置在受电线圈21的周围，具备作为不受流过该受电线圈21的电流的影响地接收从送电线圈11发送的电力的周边副线圈的功能。
接着，参照图22、图23所示的流程图以及图24～图27所示的说明图来说明第三实施方式所涉及的非接触供电系统的作用。图24示出车辆20正在接近由停车框34包围的停车空间32内的状态。此时，地面控制器13被设为正在待机(图22的步骤a11)，车辆控制器24为正在接近停车空间32(步骤b11)。然后，通过LAN(Local Area Network：局域网)等的通信，从通信部25发送包含车辆ID的无线信号(步骤b12)。
地面单元51的通信部14当接收到该无线信号时，对包含在该无线信号中的车辆ID是否为正规的车辆ID进行识别(步骤a13)。之后，使地面单元51启动(步骤a14)，用无线信号向车辆控制器24通知地面单元51已启动(步骤a15)。
车辆控制器24通过显示于显示器(省略图示)等来向车辆20的驾驶者通知地面单元51已启动(步骤b13)。其结果，驾驶者能够识别出地面单元51已启动。车辆控制器24变为等待配对信号(步骤b14)。
当启动地面单元51时，地面控制器13使车辆检测传感器33启动(步骤a16)。地面控制器13变为等待车辆20接近的状态(步骤a17)。
之后，如图25所示，当车辆20的一部分进入停车空间32的停车框34内时(步骤b15)，由车辆检测传感器33检测出车辆20进入了停车空间32内(步骤a18)。地面控制器13以包含配对信号的励磁图案对送电线圈11进行励磁。即，将送电线圈11设为上述的第一励磁来发送配对信号(图23的步骤a19)。并且，持续第一励磁(步骤a20)。此时，车辆控制器24变为等待配对信号的状态(步骤b16)。
之后，如图26所示，当车辆20接近停车空间32内的送电线圈11、副线圈SC4的能够接收区域Q4到达与送电线圈11的励磁范围重叠的位置时，能够接收区域Q4进入送电线圈11的励磁范围(图23的步骤b17)，因此由副线圈SC4接收配对信号，车辆控制器24对包含在该配对信号中的识别数据进行识别(步骤b18)。
车辆控制器24将识别出的识别数据从通信部25发送，来对地面控制器13请求配对(步骤b19)。地面控制器13接收识别数据(步骤a21)，对第一励磁中发送的配对信号所包含的识别数据与从车辆控制器24发送的识别数据是否一致进行判断。而且，在两者一致的情况下，对受电装置102与送电装置101进行配对(步骤a22)。
在配对处理中，在由多个副线圈接收到配对信号的情况下，对由各副线圈接收的配对信号中含有的识别数据进行合成而生成合成数据。例如，在由两个副线圈SC3和SC4接收到配对信号的情况下，对各配对信号中含有的识别数据的OR进行运算，将该运算结果作为合成数据。然后，对该合成数据与从送电线圈11发送的配对信号的识别数据是否一致进行判断。
参照图28所示的波形图来说明这些处理。图28的(a)是表示送电线圈11中被励磁的电压变化的波形图，图28的(b)是表示对由两个副线圈SC3、SC4接收到的电压进行合成后的电压的变化的波形图，图28的(c)是表示由副线圈SC1接收到的电压的变化的波形图。
例如，如图28的(a)所示，在时刻t0～时刻t1的时间带从送电线圈11发送配对信号，在如图28的(b)所示那样获取到两个副线圈SC3、SC4的合成数据的情况下，对配对信号与合成数据是否一致进行判断。而且，在从送电线圈11发送的配对信号所包含的识别数据与两个副线圈SC3、SC4的合成数据一致的情况下，配对完成。
之后，地面控制器13开始可充电位置判断控制(图23的步骤a23)。车辆控制器24当识别为已配对(步骤b20)时，使图20所示的继电器X2、X3闭合且使继电器X1断开，来对电容器C3进行预充电(步骤b20a)。之后，开始可充电位置判断控制(步骤b21)。
地面控制器13对向送电线圈11流通的电流进行控制，以将该送电线圈11设为第二励磁(步骤a24)。之后，转移到电池23的充电(步骤a25)。车辆控制器24对由设置在受电线圈21的附近的副线圈SC1接收的电压的大小进行判断(步骤b22)。该受电电压判断处理与图14中示出的处理相同。
即，如图28的(a)～(c)所示，当在时刻t1配对完成且在时刻t2将送电线圈11从第一励磁切换为第二励磁时，首先图28的(b)所示的合成电压上升，之后当车辆20移动时，如图28的(c)所示那样副线圈SC1的接收电压上升。而且，在副线圈SC1的接收电压达到了预先设定的第二阈值电压Vth2的情况下，判断为车辆20已到达可充电位置。
此时，在图23的步骤b20a的处理中对电容器C3进行预充电，因此能够防止在步骤b22的受电电压判断处理中由副线圈SC1接收的电压被提供到电容器C3。因此，副线圈SC1中所产生的电压立即上升，能够迅速判断可充电位置。
之后，在如图27所示那样车辆20停放在停车空间32内的规定位置的情况下，即在到达送电线圈11与受电线圈21彼此相向的位置的情况下，开始电池23的充电(步骤b23)。
通过这样，在第三实施方式所涉及的非接触供电系统中，在车辆20的底面搭载有多个副线圈SC1～SC4。另外，当车辆20接近停车空间32时，将送电线圈11设为第一励磁来发送配对信号。然后，当由副线圈SC1～SC4中的至少一个接收到该配对信号时，对该配对信号中含有的识别数据与从送电线圈11发送的配对信号中含有的识别数据是否一致进行判断，在一致的情况下，对受电装置102与送电装置101进行配对。
因而，能够在车辆20停放在停车空间32内的规定位置之前的时间点，对车辆20与停车空间32进行配对。其结果，能够迅速地转移到之后的充电位置对准的操作和对电池23进行充电的操作。
另外，由于对电容器C3进行了预充电，因此在送电线圈11被设为第二励磁的情况下，由副线圈SC1接收的电压水平不受电容器C3的影响而上升。因而，能够迅速地判断车辆20是否停放在能够充电的位置。
另外，通过在配对完成后进行预充电，能够防止在如下情况下进行不需要的预充电，即虽然完成了配对，但是由于驾驶者的原因而使车辆20从停车空间32离开的情况。
以上，基于图示的实施方式对本发明的非接触供电系统和非接触受电装置进行了说明，但是本发明并不限定于此，能够将各部的结构置换为具有同样的功能的任意的结构。
例如，在上述的实施方式中，作为电负载，以电池23为例进行了说明，但是本发明并不限定于此，例如能够将电动机作为电负载。
附图标记说明
11、11a：送电线圈；12：动力单元；13：地面控制器；14：通信部；15：直流电源；20：车辆；21：受电线圈；22：整流平滑电路；23：电池；24：车辆控制器；25：通信部；31：逆变器电路；32、32a：停车空间；33、33a：车辆检测传感器；51、51a：地面单元；61：铁氧体芯；101、101a：送电装置；102：受电装置。

Claims (8)

1.一种非接触供电系统，具备受电装置和至少一个送电装置，该送电装置设置在地面侧并发送电力，该受电装置设置于车辆并接收从所述送电装置发送的电力来向电负载供给，该非接触供电系统的特征在于，
所述送电装置具备：
送电线圈，其设置于停车空间，发送电力；
供电控制部，其对向所述送电线圈供给的电力进行控制；以及
送电侧通信部，其与所述受电装置之间进行通信，
所述受电装置具备：
受电线圈，其接收从所述送电线圈发送的电力，将接收到的电力经由电容器向所述电负载供给；
受电控制部，其对由所述受电线圈进行的电力的接收进行控制；以及
受电侧通信部，其与所述送电装置之间进行通信，
其中，在车辆接近了所述停车空间时，所述供电控制部将所述送电线圈设为以包含识别数据的励磁图案对所述送电线圈进行励磁的第一励磁，
在车辆接近了所述停车空间后，所述受电控制部对所述电容器进行预充电，并且在送电线圈被设为第一励磁时，所述受电控制部获取所述识别数据并且将该识别数据发送到所述送电装置，
在包含在所述励磁图案中的识别数据与由所述受电控制部获取到的识别数据一致的情况下，所述供电控制部对送电装置与受电装置进行配对。
2.根据权利要求1所述的非接触供电系统，其特征在于，
在所述送电线圈被设为第一励磁时，所述受电控制部根据由所述受电线圈接收到的电力来获取所述识别数据。
3.根据权利要求1所述的非接触供电系统，其特征在于，
所述受电装置还具备中央副线圈，该中央副线圈设置在所述受电线圈的附近，接收从所述送电线圈发送的电力，
在所述送电线圈被设为第一励磁时，所述受电控制部根据由所述中央副线圈接收到的电力来获取所述识别数据。
4.根据权利要求3所述的非接触供电系统，其特征在于，
所述受电装置还具备至少一个周边副线圈，该周边副线圈设置在所述受电线圈的周围，不受流过该受电线圈的电流的影响而接收从所述送电线圈发送的电力，
在所述送电线圈被设为第一励磁时，所述受电控制部从由所述周边副线圈接收到的电力获取所述识别数据并且将该识别数据发送到所述送电装置，
在包含在所述励磁图案中的识别数据与由所述周边副线圈获取的识别数据一致的情况下，所述供电控制部对送电装置与受电装置进行配对，之后将所述送电线圈设为用于判断车辆是否存在于停车空间的可充电位置的第二励磁，
所述受电控制部根据由所述中央副线圈接收的电力来判断所述车辆是否存在于停车空间的可充电位置。
5.一种非接触受电装置，设置于车辆，以非接触的方式接收从设置于地面的送电装置发送的电力，该非接触受电装置的特征在于，具备：
受电线圈，其接收从所述送电装置发送的电力，将接收到的电力经由电容器向电负载供给；
受电控制部，其对由所述受电线圈进行的电力的接收进行控制；以及
受电侧通信部，其与所述送电装置之间进行通信，
其中，在车辆接近了停车空间后，所述受电控制部对所述电容器进行预充电，并且在设置于所述送电装置的送电线圈被设为以包含识别数据的励磁图案对送电线圈进行励磁的第一励磁时，所述受电控制部获取该识别数据，将该识别数据发送到所述送电装置。
6.根据权利要求5所述的非接触受电装置，其特征在于，
在所述送电线圈被设为第一励磁时，所述受电控制部根据由所述受电线圈接收到的电力来获取所述识别数据。
7.根据权利要求5所述的非接触受电装置，其特征在于，
还具备中央副线圈，该中央副线圈设置在所述受电线圈的附近，接收从所述送电线圈发送的电力，
在所述送电线圈被设为第一励磁时，所述受电控制部根据由所述中央副线圈接收到的电力来获取所述识别数据。
8.根据权利要求7所述的非接触受电装置，其特征在于，
还具备至少一个周边副线圈，该周边副线圈设置在所述受电线圈的周围，不受流过该受电线圈的电流的影响而接收从所述送电线圈发送的电力，
在所述送电线圈被设为第一励磁时，所述受电控制部从由所述周边副线圈接收到的电力获取所述识别数据并且将该识别数据发送到所述送电装置，
在所述送电线圈被设为用于判断车辆是否存在于停车空间的可充电位置的第二励磁时，根据由所述中央副线圈接收的电力来判断所述车辆是否存在于停车空间的可充电位置。
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