CN108667162B - 无线受电装置及无线电力传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线受电装置，其在与无线送电装置逐渐接近的情况下，根据在无线受电装置位于比现有远的位置时，实现对用户告知向无线送电装置的接近。无线受电装置具备：检测受电电路的电路特性值的检测电路、和把握受电线圈和送电线圈的相对位置的状态的位置检测电路。位置检测电路在通过检测电路检测的电路特性值超过设定为峰(P2)的峰值和检测电路的能够检测的界限值之间的值的阈值(T1)时，判定为受电线圈相对于送电线圈存在于适于电力传输的位置的周边附近，在通过检测电路检测的电路特性值超过设定为峰(P2)的峰值和峰(P1)的峰值之间的阈值(T2)时，基于通过检测电路检测的电路特性值算出来自无线送电装置的能够传输的电力。

Description

无线受电装置及无线电力传输系统

技术领域

本发明涉及无线受电装置及无线电力传输系统。

背景技术

公知有一种无线电力传输技术，利用相对的送电(初级)线圈和受电(次级)线圈之间的磁耦合，将赋予送电线圈的交流电流的能量无线地向受电线圈传输。

在进行基于无线电力传输技术的电力传输时，首先需要在包含送电线圈的无线送电装置和包含受电线圈的无线受电装置之间进行位置对准。例如，只要是无线送电装置埋设于地面的充电设备、且无线受电装置配置于电动汽车等车辆的底面的情况下，则需要通过用户进行的车辆的手动控制、或基于系统的车辆的自动控制，在充电设备上定位车辆。

作为用于实现所述定位的具体的方法，首先考虑的是利用机构的引导件。例如，只要设置用于感应车辆的车轮的导轨，就能够将车辆容易地移动到适当的位置。但是，因为机构的引导件未必一直可以使用，所以需要在没有机构的引导件的情况下也能够实现定位。因此，研究了下述方案，经由无线受电装置检测从送电线圈送出的磁通量，根据其结果实时地算出无线送电装置和无线受电装置的相对的位置关系，在定位时利用。

在专利文献1中，公开有这种定位技术的一例。在该文献中公开有，在将初级线圈的输出固定为一定的状态下司机进行停车动作，测定无线受电装置的受电电压的情况下，在汽车导航系统等显示装置中显示表示其消息的图像(参照该文献的图10(a))后，无线受电装置中的受电电压进一步从增加改变为减少的情况下，显示表示位于最适停车位置的图像(参照该文献的图10(b))的技术。

另外，在专利文献2中，公开有送电线圈和受电线圈的水平方向的分开距离(以下，简称为“水平方向分开距离”)、和将送电线圈的输出固定为一定的状态的无线受电装置的受电电压的关系。如该文献的图4所示，无线受电装置的受电电压在水平方向分开距离为规定值时具有极小值。该极小值在与受电线圈交链的磁通量的方向逆转时产生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2015－116023号公报

专利文献2：特开2015－126658号公报

发明内容

发明所要解决的问题

根据专利文献2的图4所理解，将送电线圈的输出固定为一定的状态的无线受电装置的受电电压具有峰值不同的两个峰。大的峰在水平方向分开距离大致为0的地方出现，以下称为“第一峰”。小的峰从第一峰看在夹着一个极小值的地方出现，以下称为“第二峰”。

专利文献1中没有明确记述，但是，在专利文献1的技术中，考虑将受电电压的阈值设置为比第二峰的峰值更大的值，在超过该阈值的情况下，显示表示测定无线受电装置的受电电压的图像。因为如果假设该阈值设定为比第二峰的峰值更小的值时，则在受电电压超过第二峰时，可能会显示表示位于最适停车位置的图像。

但是，这样在受电电压超过设定为比第二峰的峰值更大的值的阈值的情况下，初次向用户告知无线受电装置与无线送电装置逐渐接近时，直至无线受电装置与无线送电装置接近到相当程度为止，用户不能确认无线受电装置与无线送电装置逐渐接近。

因此，本发明的目的之一在于，提供无线受电装置及无线电力传输系统，在无线受电装置与无线送电装置逐渐接近的情况下，从无线受电装置位于比现有的远的位置时，能够对用户告知向无线送电装置的接近。

用于解决问题的技术方案

本发明提供一种无线受电装置，其搭载于移动体，无线地接收自无线送电装置传输的电力，其中，具备：受电电路，其包括经由磁场获取交流电力的受电线圈、及将所述受电线圈接收的交流电力转换为直流电力并向负载输出的整流电路；检测电路，其检测包括关于所述无线送电装置的送电线圈和所述受电线圈之间的水平方向的分开距离具有相对大的峰值的第一峰、和具有相对小的峰值的第二峰的所述受电电路的电路特性值；位置检测电路，其把握所述受电线圈和所述送电线圈的相对位置的状态，所述位置检测电路，在通过所述检测电路检测的电路特性值超过设定为所述第二峰的峰值和所述检测电路的能够检测的界限值之间的值的第一阈值时，判定为所述受电线圈相对于所述送电线圈存在于适于电力传输的位置的周边附近，在通过所述检测电路检测的电路特性值超过设定为所述第二峰的峰值和所述第一峰的峰值之间的值的第二阈值时，基于通过所述检测电路检测的电路特性值算出来自所述无线送电装置的能够传输的电力。

根据本发明，开始用于开始送电的处理(即，基于电路特性值算出来自无线送电装置的能够传输的电力的处理)的是电路特性值超过第二阈值后，因此，在无线受电装置与无线送电装置逐渐接近的情况下，从电路特性值超过第一阈值时(即，在无线受电装置位于比现有的告知开始位置远的位置时)，能够对用户告知向无线送电装置的接近。

在所述无线受电装置中，也可以是，所述第一阈值为所述检测电路的能够检测的界限值。据此，能够尽可能大幅取得对用户能够告知向无线送电装置的接近的范围。

在所述各无线受电装置中，也可以是，所述位置检测电路根据所述送电线圈和所述受电线圈之间的垂直方向的距离而变更所述第二阈值。送电线圈和受电线圈之间的垂直方向的距离越大，第一及第二峰的峰值的具体的值变得越小，但是，根据该发明，能够使第二阈值适应第二峰的峰值的变化。其结果，能够尽可能大幅取得能够取得来自无线送电装置的能够传输的电力的范围。

在所述各无线受电装置中，也可以是，所述位置检测电路在通过所述检测电路检测的电路特性值超过所述第一阈值后在规定时间内未超过所述第二阈值时，判定为所述送电线圈和所述受电线圈的位置对准未正确进行。据此，用户能够把握送电线圈和受电线圈的位置对准失败。

在所述无线受电装置，也可以是，所述位置检测电路在通过所述检测电路检测的电路特性值超过所述第一阈值后到所述移动体移动规定距离为止的期间且未超过所述第二阈值时，判定为所述送电线圈和所述受电线圈的位置对准未正确进行。由此，用户也可以把握送电线圈和受电线圈的位置对准失败。

在所述各无线受电装置中，也可以是，还具备相对于用户或外部设备告知信息的受电侧告知器，所述受电侧告知器向用户或外部设备告知所述位置检测电路的判定结果、及所述位置检测电路算出的能够传输的电力。据此，用户或外部设备可以将移动体引导到送电线圈和受电线圈正对的位置。

在所述各无线受电装置中，也可以是，所述受电电路还包括切换所述整流电路的输出端和所述负载的连接状态的切换电路，所述切换电路在所述位置检测电路的动作中，将所述整流电路的输出端切换为开放状态。据此，受电电路的电路特性值不依存于负载，因此，位置检测电路能够更高精度地执行第一及第二阈值和电路特性值的比较及能够传输的电力的算出。

在所述各无线受电装置，也可以是，所述受电电路还包括具有固定电阻值的负载电阻、及切换所述整流电路的输出端和所述负载或所述负载电阻的连接状态的切换电路，所述切换电路在所述位置检测电路的动作中，将所述整流电路的输出端与所述负载电阻连接。由此，受电电路的电路特性值不依存于负载，因此，位置检测电路能够更高精度地执行第一及第二阈值和电路特性值的比较及能够传输的电力的算出。

本发明提供一种无线电力传输系统，其无线地从无线送电装置向无线受电装置进行电力传输，其中，所述无线送电装置具备：电力转换电路，其将输入直流电力转换为交流电力；送电线圈，其接收由所述电力转换电路供给的交流电力而产生交流磁场；控制电路，其控制向所述送电线圈供给的交流电力，所述无线受电装置为所述的无线受电装置的任一方。

在所述无线电力传输系统中，也可以是，所述控制电路通过控制向所述送电线圈供给的交流电力，将自所述送电线圈发生的磁通量控制为一定。据此，能够适宜地实施位置检测电路的处理。

本发明的另一方面提供一种无线电力传输系统，其无线地从无线送电装置向无线受电装置进行电力传输，其中，所述无线送电装置具备：电力转换电路，其将输入直流电力转换为交流电力；送电线圈，其接收由所述电力转换电路供给的交流电力而产生交流磁场；控制电路，其控制向所述送电线圈供给的交流电力，所述无线受电装置具备：受电电路，其包括经由所述交流磁场获取交流电力的受电线圈、及将所述受电线圈接收的交流电力转换为直流电力并向负载输出的整流电路；检测电路，其检测包括关于所述无线送电装置的送电线圈和所述受电线圈之间的水平方向的分开距离具有相对大的峰值的第一峰、和具有相对小的峰值的第二峰的所述受电电路的电路特性值，所述控制电路，在通过所述检测电路检测的电路特性值超过设定为所述第二峰的峰值和所述检测电路的可检测的界限值之间的值的第一阈值时，判定为所述受电线圈相对于所述送电线圈存在于适于电力传输的位置的周边附近，在通过所述检测电路检测的电路特性值超过设定为所述第二峰的峰值和所述第一峰的峰值之间的值的第二阈值时，基于通过所述检测电路检测的电路特性值算出向所述无线受电装置的能够传输的电力。

发明效果

根据本发明，在无线受电装置与无线送电装置逐渐接近的情况下，在电路特性值超过第一阈值时(即，无线受电装置位于比现有的告知开始位置远的位置时)，能够对用户告知向无线送电装置的接近。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的无线电力传输系统的使用状态的图。

图2是示意性表示进行图1所示的车辆Ve的充电的情况下的车辆Ve的动作的图。

图3是表示水平方向分开距离D和通过由送电线圈生成的磁通量与受电线圈交链而在无线受电装置Ur内产生的受电电压的关系的图。

图4是表示本发明第一实施方式的无线电力传输系统S的结构的图。

图5是表示图4所示的位置检测电路Dru2的处理流程的流程图。

图6是表示图4所示的控制电路Stu的处理流程的流程图。

图7是表示本发明第二实施方式的无线电力传输系统S的结构的图。

图8是表示本发明第三实施方式的无线电力传输系统S的结构的图。

图9是表示本发明第四实施方式的无线电力传输系统S的结构的图。

符号说明

Au 告知器

Cr 受电电路

Ct 送电电路

D 水平方向分开距离

DB 整流电路

Dru1 检测电路

Dru2 位置检测电路

Dtu 电流检测电路

L 负载

Lru 受电线圈单元

Ltu 送电线圈单元

M 极小值

P1、P2 峰

PC 电源电路

PS 电力转换电路

PW 外部电源

R 负载电阻

S 无线电力传输系统

SW1、SW2 切换电路

Stu 控制电路

T1、T2 阈值

Ur 无线受电装置

Ut 无线送电装置

Ve 车辆

Wru 无线通信模块

Wtu 无线通信模块

Z 垂直方向分开距离

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式详细进行说明。

图1是表示本发明实施方式的无线电力传输系统的使用状态的图。如该图所示，本实施方式的无线电力传输系统具有含有送电线圈单元Ltu的无线送电装置Ut、含有受电线圈单元Lru的无线受电装置Ur而构成。送电线圈单元Ltu为设置于路面的装置，含有未图示的送电线圈而构成。另一方面，受电线圈单元Lru为设置于车辆Ve的底面的装置，含有未图示的受电线圈而构成。车辆Ve为例如电动汽车。

用户在进行车辆Ve的充电时，通过使车辆Ve移动到送电线圈单元Ltu的上方，在送电线圈产生的磁场中配置受电线圈单元Lru。由此，通过送电线圈和受电线圈的磁耦合执行从无线送电装置Ut向无线受电装置Ur的电力传输，通过这样传输的电力，车辆Ve内的二次电池(未图示)被充电。

送电线圈和受电线圈的相对位置关系通过图1所示的垂直方向分开距离Z和水平方向分开距离D来表示。垂直方向分开距离Z一般通过车辆Ve的底面高度决定。即，车辆Ve的底面越高，受电线圈和路面的距离越空开，因此，垂直方向分开距离Z增大。另一方面，车辆Ve与送电线圈单元Ltu越近，水平方向分开距离D变得越小，距离送电线圈单元Ltu越远，水平方向分开距离D变得越大。

图2是示意性表示进行车辆Ve的充电时的车辆Ve动作的图。如该图所示，车辆Ve的用户(司机)以车辆Ve位于送电线圈单元Ltu的正上方的方式，通常使车辆Ve沿着箭头A1移动。这时，随着车辆Ve与送电线圈单元Ltu接近而图1所示的水平方向分开距离D变小，在车辆Ve位于送电线圈单元Ltu的正上方时，水平方向分开距离D成为0。此外，图2所示的箭头A2表示位置对准的失败例，详情后述。

图3是表示水平方向分开距离D、和通过由送电线圈生成的磁通量与受电线圈交链而在无线受电装置Ur内产生的受电电压(具体而言，后述的图4所示的整流电路DB的输出电压)的关系的图。该图表示将送电线圈的输出固定为一定的状态的关系。

如图3所示，将送电线圈的输出固定为一定的状态的受电电压具有峰值不同的2个峰。大的峰P1(第一峰)在水平方向分开距离D大致为0时出现。另一方面，小的峰P2(第二峰)从峰P1看在夹住极小值M时出现。垂直方向分开距离Z越小，峰P1、P2各自的峰值变得越大。

极小值M在与受电线圈交链的磁通量的方向产生逆转时产生。如图3所示，即使垂直方向分开距离Z不同，极小值M出现的水平方向分开距离D也是大致相同的值。

详情后述，无线受电装置Ur为了执行本发明的处理而使用图3所示的阈值T1、T2。如图3所示，阈值T1(第一阈值)设定为峰P2的峰值和检测电路Dru1的可检测的界限值(在本实施方式中为下限值)之间的值。另一方面，如图3所示，阈值T2(第二阈值)设定为峰P2的峰值和峰P1的峰值之间的值。

在本实施方式中，峰P1、P2成为图3所示的极大值，因此，如上述那样设定的阈值T1、T2分别为比峰P2的峰值小的值、比峰P2的峰值大且比峰P1的峰值小的值。但是，有时由于后述的电路特性值的种类而峰P1、P2成为极小值，该情况下，如上述那样设定的阈值T1、T2分别为比峰P2的峰值大的值、比峰P2的峰值小且比峰P1的峰值大的值。

在此，再参照图2时，如该图所示，受电电压成为极小值M及阈值T1、T2的位置在送电线圈单元Ltu的周围呈同心圆状扩大。另外，同心圆的半径按照阈值T1、极小值M、阈值T2的顺序变小。因此，在车辆Ve与送电线圈单元Ltu接近时，无论从哪个方向接近，都一定按照阈值T1、极小值M、阈值T2的顺序变化受电电压的值。本实施方式的无线受电装置Ur利用这种受电电压的性质，在无线受电装置Ur与无线送电装置Ut逐渐接近的情况下，根据无线受电装置Ur位于比现有远的位置时，能够对用户告知向无线送电装置Ut的接近。以下，对无线受电装置Ur的结构进行详细说明。

图4是表示本实施方式的无线电力传输系统S的结构的图。如该图所示，本实施方式的无线电力传输系统S具备无线送电装置Ut和无线受电装置Ur而构成。

无线受电装置Ur为搭载于移动体，经由无线接收从无线送电装置Ut传输的电力的装置，除了图1所示的受电线圈单元Lru之外，具有整流电路DB、检测电路Dru1、位置检测电路Dru2、告知器Au、无线通信模块Wru而构成。受电线圈单元Lru及整流电路DB构成无线受电装置Ur的受电电路Cr。

受电线圈单元Lru含有经由送电线圈单元Ltu产生的磁场获取交流电力的受电线圈而构成。整流电路DB为将受电线圈接收的电力转换为直流电力的电路。整流电路DB生成的直流电力向负载L供给。负载L例如为设于图1所示的车辆Ve的二次电池。

检测电路Dru1为检测受电电路Cr的电路特性值的电路。该电路特性值只要对于水平方向分开距离D具有上述的峰P1、P2即可，典型而言为整流电路DB的输出电压(受电电压)。

告知器Au(受电侧告知器)为对用户或外部设备(未图示)告知信息的设备。具体而言，告知器Au告知的信息为位置检测电路Dru2的判定结果(后述)及位置检测电路Dru2算出的能够传输的电力(后述)。关于告知的具体方法后述。用户基于这样告知的信息，实施用于送电线圈和受电线圈的位置对准的车辆Ve的移动。外部设备为负责车辆Ve的自动驾驶功能的设备，与用户的情况同样，基于告知的信息，实施用于送电线圈和受电线圈的位置对准的车辆Ve的移动。

无线通信模块Wru为具有无线通信功能的模块，以在与无线送电装置Ut内的无线通信模块Wtu(后述)之间进行相互地无线通信的方式构成。作为无线通信的具体的种类，适于使用无线LAN、蓝牙(注册商标)等近距离无线通信。对于无线通信模块Wru的作用，后述与无线送电装置Ut的结构的说明一起说明。

位置检测电路Dru2为把握受电线圈和送电线圈的相对位置的状态的电路。具体而言，使用图3所示的阈值T1、T2，以把握受电线圈和送电线圈的相对位置的状态的方式构成。以下，对进行位置检测电路Dru2的处理进行详细说明，但是，在位置检测电路Dru2进行以下的处理的期间，无线送电装置Ut将由送电线圈产生的磁通量控制为一定。对于该控制的详细内容后述进行说明。

位置检测电路Dru2在由检测电路Dru1检测的电路特性值超过阈值T1时，判定为受电线圈存在于适于对送电线圈进行电力传输的位置的周边附近。而且，使用告知器Au，将判定结果向用户或外部设备告知。作为对用户的具体的告知方法，例如，优选进行根据受电线圈相对于送电线圈存在于适于电力传输的位置的周边附近的判定结果进行第一显示(例如点亮)，根据受电线圈相对于送电线圈未存在于适于电力传输的位置的周边附近的判定结果进行第二显示(例如熄灯)。

在此，作为阈值T1，也可以使用检测电路Dru1可检测的下限值(检测电路Dru1能够检测的最小的电路特性值)。该情况下，只要通过检测电路Dru1检测电路特性值，位置检测电路Dru2就判定为受电线圈相对于送电线圈存在于适于电力传输的位置的周边附近。

另外，位置检测电路Dru2在通过检测电路Dru1检测的电路特性值超过阈值T2时，基于通过检测电路Dru1检测的电路特性值，算出来自无线送电装置Ut的能够传输的电力。而且，使用告知器Au，向用户或外部设备告知所算出的能够传输的电力。作为对用户的具体的告知方法，优选使用例如杆式的指示器的指示值的告知。

除此之外，位置检测电路Dru2在通过检测电路Dru1检测的电路特性值超过阈值T1后在规定时间内未超过阈值T2的情况下，判定为送电线圈和受电线圈的位置对准未正确进行的处理。该处理在获得了基于车速脉冲的车速信息或基于GPS卫星的位置信息的情况下，在通过检测电路Dru1检测的电路特性值超过阈值T1后车辆Ve到规定距离移动为止的期间未超过阈值T2的情况下，也可以进行判定为送电线圈和受电线圈的位置对准未正确进行的处理。

这样的电路特性值未超过阈值T2的情况在车辆Ve沿着例如图2所示的箭头A2移动的情况下发生。即，在车辆Ve沿着箭头A2移动的情况下，即使超过阈值T1后，电路特性值也不会超过阈值T2。位置检测电路Dru2在这种情况下，判定为送电线圈和受电线圈的位置对准未正确进行。

此外，在位置检测电路Dru2判定为送电线圈和受电线圈的位置对准未正确进行的情况下，也可以使用告知器Au，将其消息向用户或外部设备告知。由此，用户或外部设备能够把握送电线圈和受电线圈未正确位置对准的情况，因此，根据需要能够从最初开始重新进行位置对准等的对应。

图5是表示位置检测电路Dru2的处理流程的流程图。以下，参照该图，对进行位置检测电路Dru2的处理再次进行详细说明。

如图5所示，位置检测电路Dru2首先从检测电路Dru1取得受电电路Cr的电路特性值(步骤S1)，判定所取得的电路特性值是否超过阈值T1(步骤S2)。其结果，在判定为未超过的情况下，返回步骤S1再次进行电路特性值的取得。另一方面，判定为超过的情况下的位置检测电路Dru2，在变量T0中代入现在时刻(步骤S3)，使用告知器Au，告知电路特性值超过阈值T1(步骤S4)。

接着，位置检测电路Dru2再次从检测电路Dru1取得受电电路Cr的电路特性值(步骤S5)。而且，判定取得的电路特性值是否超过阈值T2(步骤S6)，在判定为未超过的情况下，判定在送电线圈和受电线圈的位置对准中是否失败(是否未正确进行)(步骤S7)。该判定在图5中，通过判定现在时刻和变量T0的差值是否超过规定值，即判定在电路特性值超过阈值T1后是否经过了规定时间来进行，如上述那样，也可以通过判定在电路特性值超过阈值T1后车辆Ve是否进行了规定距离移动来进行。

在步骤S7中，在判定为送电线圈和受电线圈的位置对准失败的情况下(即，判定为现在时刻和变量T0的差值超过规定值的情况下)，位置检测电路Dru2使用告知器Au，告知送电线圈和受电线圈的位置对准失败(步骤S8)。然后，返回步骤S1再次进行电路特性值的取得。此外，也可以跳过步骤S8的处理返回步骤S1。这与简单地重置位置检测电路Dru2的处理相当。另一方面，在步骤S7中，在未判定为送电线圈和受电线圈的位置对准失败的情况下(即，在判定为现在时刻和变量T0的差值未超过规定值的情况下)，返回步骤S4再次进行电路特性值的取得。

在步骤S5中，在判定为电路特性值超过阈值T2的情况下的位置检测电路Dru2，基于在步骤S5取得的最新的电路特性值，算出能够传输的电力(步骤S9)。具体而言，只要预先准备电路特性值和能够传输的电力的查阅表，在步骤S5中从该查阅表读取与所取得的最新的电路特性值相对应的能够传输的电力，由此，进行能够传输的电力的算出即可。然后，使用告知器Au，进行算出的能够传输的电力的告知(步骤S10)。

如以上说明的那样，根据本实施方式的无线受电装置Ur，开始用于开始送电的处理(即，基于电路特性值算出来自无线送电装置Ut的能够传输的电力的处理)是在电路特性值超过阈值T2后，因此，在无线受电装置Ur与无线送电装置Ut逐渐接近的情况下，从电路特性值超过阈值T1时(即，在无线受电装置Ur位于比现有的告知开始位置远的位置时)，对用户告知向无线送电装置Ut的接近。

另外，在将阈值T1设为检测电路Dru1的可检测的下限值的情况下，能够得到以下效果，即能够尽可能大幅取得对用户能够告知向无线送电装置Ut的接近的范围。

另外，在通过检测电路Dru1检测的电路特性值超过阈值T1后在规定时间内(或车辆Ve到规定距离移动为止的期间)未超过阈值T2的情况下，能够判定为送电线圈和受电线圈的位置对准未正确进行，因此，用户能够把握送电线圈和受电线圈的位置对准失败。

另外，使用告知器Au，能够对用户或或部设备告知位置检测电路Dru2的判定结果(具体而言，电路特性值是否超过阈值T1)、及位置检测电路Dru2算出的能够传输的电力，因此，用户或外部设备能够将车辆Ve引导到送电线圈和受电线圈正对的位置。

返回图4，下面对无线送电装置Ut的结构进行说明。无线送电装置Ut除了图1所示的送电线圈单元Ltu之外，还包括电源电路PC、电力转换电路PS、控制电路Stu、电流检测电路Dtu、无线通信模块Wtu而构成。电源电路PC、电力转换电路PS、及送电线圈单元Ltu构成无线送电装置Ut的送电电路Ct。

电源电路PC为将由例如商用交流电源即外部电源PW供给的交流电力转换为所希望的直流电力并输出的电路，例如通过PFC(Power Factor Correction)电路或稳定化电源构成。

电力转换电路PS为将由电源电路PC供给的直流电力转换为规定的驱动频率的交流电力的电路，具体而言，为包括多个开关元件的开关电源。各开关元件桥接。作为开关元件的例，可以列举例如MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor)及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等元件。

送电线圈单元Ltu包括接收由电力转换电路PS供给的交流电力而产生交流磁场的送电线圈。在通过电力转换电路PS生成的交流电力向送电线圈的两端供给时，在送电线圈内流过交流电流，在送电线圈的周围产生交流磁场。在受电线圈进入该交流磁场内时，在受电线圈内流过感应电流。由此，实现从无线送电装置Ut向无线受电装置Ur的电力传输。此外，送电线圈单元Ltu也可以包含与送电线圈连接并与送电线圈一起构成谐振电路的电容器。

电流检测电路Dtu为检测在送电线圈单元Ltu中包含的送电线圈中流过的电流值(以下，称为“送电线圈电流值”)的电路。电流检测电路Dtu将检测的送电线圈电流值向控制电路Stu输出。

无线通信模块Wtu为具有无线通信功能的模块，构成为在与无线受电装置Ur内的无线通信模块Wru之间相互进行无线通信。无线受电装置Ur的位置检测电路Dru2构成为根据通过了该无线通信的来自控制电路Stu的请求，通过该无线通信，发送检测电路Dru1检测的电路特性值(例如，整流电路DB的输出电压)。

控制电路Stu为具有算出送电线圈和受电线圈的相对位置关系(具体而言，上述的分开距离Z、D)，根据所算出的相对位关系算出能够传输的电力，基于所算出的能够传输的电力控制送电电路Ct的动作的功能的电路。另外，也具有将所算出的垂直方向分开距离Z对无线受电装置Ur发送的功能。以下，参照图6的流程图对控制电路Stu的功能进行详细说明。

图6是表示控制电路Stu的处理流程的流程图。控制电路Stu首先控制无线送电装置Ut的电路特性值，由此，将由送电线圈发生的磁通量控制为一定(步骤S20)。第一实施方式中说明的位置检测电路Dru2的处理在这样将由送电线圈产生的磁通量控制为一定的状态下执行。作为在此所说的电路特性值认为有各种值，例如可以列举：电源电路PC的输出直流电流、电源电路PC的输出直流电压、从电源电路PC向电力转换电路PS供给的直流电力、电力转换电路PS生成的交流电力的频率、及构成电力转换电路PS的多个开关元件的时间比(接通断开的占空比)等。

此外，在将电源电路PC的输出直流电流、电源电路PC的输出直流电压、或从电源电路PC向电力转换电路PS供给的直流电力作为无线送电装置Ut的电路特性值使用的情况下，控制电路Stu通过控制电源电路PC而控制无线送电装置Ut的电路特性值。另一方面，在将电力转换电路PS生成的交流电力的频率(上述的驱动频率)或构成电力转换电路PS的多个开关元件的时间比(接通断开的占空比)作为无线送电装置Ut的电路特性值使用的情况下，控制电路Stu通过控制电力转换电路PS来控制无线送电装置Ut的电路特性值。

另外，控制电路Stu作为用于把握由送电线圈单元Ltu内的送电线圈发生的磁通量是否一定的监视值，使用上述的送电线圈电流值。即，以送电线圈电流值成为一定的方式控制无线送电装置Ut的电路特性值，由此，将由送电线圈发生的磁通量控制为一定。只要送电线圈电流值成为一定，则可以说由送电线圈发生的磁通量也为一定，因此，通过该控制，能够将由送电线圈发生的磁通量控制为一定。此外，在本实施方式中，为了把握由送电线圈单元Ltu内的送电线圈发生的磁通量是否为一定而使用电流检测电路Dtu检测的送电线圈电流值，但是，也可以使用能够把握由送电线圈发生的磁通量是否为一定的其它方法。

接着，控制电路Stu取得将由送电线圈发生的磁通量控制为一定的状态的无线送电装置Ut的电路特性值(步骤S21)。在此取得的电路特性值与在步骤S2中作为控制对象的电路特性值相同。而且，控制电路Stu根据所取得的电路特性值算出垂直方向分开距离Z(步骤S3)。送电线圈的感应系数值依存于垂直方向分开距离Z而变化，另外，在为了将由送电线圈发生的磁通量控制为一定而成为必要的电路特性值上反映送电线圈的电感值的变化，因此，控制电路Stu基于在步骤S21中取得的电路特性值能够算出垂直方向分开距离Z。具体而言，只要预先准备电路特性值和垂直方向分开距离Z的查阅表，从该查阅表读出与取得的电路特性值对应的垂直方向分开距离Z，由此进行垂直方向分开距离Z的算出即可。

接着，控制电路Stu使用无线通信模块Wtu，对无线受电装置Ur发送算出的垂直方向分开距离Z(步骤S23)。对于接收了该垂直方向分开距离Z的无线受电装置Ur的处理后述。

接着，控制电路Stu使用无线通信模块Wtu，从无线受电装置Ur接收电路特性值(例如，整流电路DB的输出电压)(步骤S24)。而且，从接收的电路特性值算出送电线圈和受电线圈的耦合系数(步骤S25)。

接着，控制电路Stu基于在步骤S22算出的垂直方向分开距离Z、和在步骤S25算出的耦合系数，算出水平方向分开距离D(步骤S26)。耦合系数具有只要垂直方向分开距离Z相等就依存于水平方向分开距离D而变化的性质，因此，控制电路Stu能够基于垂直方向分开距离Z和耦合系数算出水平方向分开距离D。具体而言，对每个垂直方向分开距离Z都预先准备了耦合系数和水平方向分开距离D的查阅表，读出与步骤S3算出的垂直方向分开距离Z对应的查阅表。而且，只要通过从该查阅表读出与在步骤S25算出的耦合系数对应的水平方向分开距离D，进行水平方向分开距离D的算出即可。

接着，控制电路Stu根据算出的分开距离Z、D算出能够传输的电力(步骤S27)。该算出具体而言，也是只要通过预先准备分开距离Z、D和能够传输的电力的查阅表，并从该查阅表读出与算出的分开距离Z、D对应的能够传输的电力进行即可。

最后，控制电路Stu基于算出的能够传输的电力，控制送电电路Ct的动作(步骤S28)。具体而言，通过执行电源电路PC的动作控制及电力转换电路PS的动作控制中的任一个以上，实现在步骤S27中算出的能够传输的电力的传输。由此，用适于送电线圈和受电线圈的相对位置关系的电力，执行向无线受电装置Ur的电力传输。

返回图4。无线受电装置Ur的位置检测电路Dru2构成为接收在上述的步骤S23发送的垂直方向分开距离Z。而且，位置检测电路Dru2根据接收的垂直方向分开距离Z，进行阈值T2的变更。具体而言，垂直方向分开距离Z越大，阈值T2越小。该处理如图3所示，与垂直方向分开距离Z越大则受电电压变得越小相对应。由此，能够使阈值T2适应与垂直方向分开距离Z相应的峰P2的峰值的变化。

如以上所说明，根据本实施方式的无线电力传输系统S，能够将由送电线圈产生的磁通量控制为一定。因此，能够得到图3所示的特性，因此，能够适宜地实施位置检测电路Dru2的处理。

另外，因为能够根据垂直方向分开距离Z变更阈值T2，所以能够使阈值T2适应与垂直方向分开距离Z对应的峰P2的峰值的变化。

图7是表示本发明第二实施方式的无线电力传输系统S的结构的图。本实施方式的无线电力传输系统S在无线受电装置Ur在受电电路Cr内具有切换电路SW1这一点上与第一实施方式的无线电力传输系统S不同。以下，在与第一实施方式相同的结构上标注同一符号，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明。

切换电路SW1为切换整流电路DB的输出端和负载L的连接状态的电路。具体而言，构成为切换将整流电路DB的输出端与负载L连接的状态和将整流电路DB的输出端开放的状态。

本实施方式的位置检测电路Dru2构成为通过控制切换电路SW1，在执行图5所示的处理的期间，将整流电路DB的输出端设为开放状态。在其它的情况下，整流电路DB的输出端成为与负载L连接的状态。据此，因为能够使受电电路Cr的电路特性值(通过检测电路Dru1检测的值)不依存于负载L，因此，位置检测电路Dru2能够更高精度地执行阈值T1、T2和电路特性值的比较及能够传输的电力的算出。

图8是表示本发明第三实施方式的无线电力传输系统S的结构的图。本实施方式的无线电力传输系统S在代替切换电路SW1而具有切换电路SW2这一点上与第二实施方式的无线电力传输系统S不同。以下，在与第二实施方式相同的结构上标注同一符号，以与第二实施方式的不同点为中心进行说明。

切换电路SW2在为切换整流电路DB的输出端和负载L的连接状态的电路这一点上与切换电路SW1相同，但是，在将未与负载L连接的情况下的整流电路DB的输出端与具有固定电阻值的负载电阻R连接这一点上与切换电路SW1不同。

本实施方式的位置检测电路Dru2通过控制切换电路SW2，在执行图5所示的处理的期间，将整流电路DB的输出端与负载电阻R连接。在除此之外的情况下，设定为整流电路DB的输出端与负载L连接的状态。据此，与第二实施方式相同，能够使受电电路Cr的电路特性值(通过检测电路Dru1检测的值)不依存于负载L。因此，位置检测电路Dru2与第二实施方式同样，能够更高精度地执行阈值T1、T2和电路特性值的比较及能够传输的电力的算出。

图9是表示本发明第四实施方式的无线电力传输系统S的结构的图。本实施方式的无线电力传输系统S在无线送电装置Ut内的控制电路Stu具有位置检测电路Dru2的功能，在无线受电装置Ur内未设置位置检测电路Dru2这一点上与第一实施方式的无线电力传输系统S不同。以下，在与第一实施方式相同的结构上标注同一符号，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明。

本实施方式的检测电路Dru1以如下方式构成：代替位置检测电路Dru2而执行第一实施方式中说明的位置检测电路Dru2的功能中、根据来自控制电路Stu的请求无线发送受电电路Cr的电路特性值(例如，整流电路DB的输出电压)的功能。

本实施方式的控制电路Stu基于从检测电路Dru1接收的电路特性值，执行与第一实施方式说明的位置检测电路Dru2同样的处理。具体而言，在通过检测电路Dru1检测的电路特性值超过阈值T1时，判定为受电线圈相对于送电线圈存在于适于电力传输的位置的周边附近，在通过检测电路Dru1检测的电路特性值超过阈值T2时，基于通过检测电路Dru1检测的电路特性值进行算出对无线受电装置Ur的能够传输的电力的处理。该处理的详细内容如第一实施方式中说明的那样，所以省略说明。对于告知器Au的告知内容也如第一实施方式中说明那样，但是，控制电路Stu经由无线通信模块Wtu、Wru进行告知器Au的控制。

如以上所说明，根据本实施方式的无线电力传输系统S，在通过无线送电装置Ut侧的处理，无线受电装置Ur与无线送电装置Ut逐渐接近的情况下，根据电路特性值超过阈值T1时(即，无线受电装置Ur位于比现有的告知开始位置远的位置时)，能够对用户告知向无线送电装置Ut的接近。

以上，对本发明优选的实施方式进行了说明，但是，本发明不受这种的实施方式任何限定，本发明在不脱离其宗旨的范围内，当然能够以各种各样的方式实施。

例如，在上述各实施方式中，以车辆Ve是电力传输对象的情况为例进行了说明，但是，本发明在除了车辆Ve以外的移动体为电力的传输对象的情况下也可良好地适用。例如，本发明在平板终端及智能手机等移动设备为电力的传输目的的情况下也可良好地适用。

另外，在上述各实施方式中，从无线送电装置Ut向无线受电装置Ur发送垂直方向分开距离Z，但是，在车辆Ve的底面高度充分的情况下，无线受电装置Ur也可以从车辆Ve的底面高取得垂直方向分开距离Z。该情况下，第一至第三实施方式中说明的位置检测电路Dru2即使不从无线送电装置Ut接收垂直方向分开距离Z，也能够根据垂直方向分开距离Z变更阈值T2。此外，车辆Ve的底面高度通常认为不变化，因此，该变更处理只要根据无线受电装置Ur取得的垂直方向分开距离Z执行一次即可。

另外，在上述各实施方式中，仅将告知器Au设于无线受电装置Ur内，但是，也可以在无线送电装置Ut内设置告知器，以与无线受电装置Ur内的告知器Au相同的时刻进行告知动作。该情况下，位置检测电路Dru2只要通过图8所示的无线通信模块Wtu和无线通信模块Wru之间的无线通信，进行无线送电装置Ut内的告知器的控制即可。

Claims (12)

1.一种无线受电装置，其特征在于，

是搭载于移动体且无线地接收自无线送电装置传输的电力的无线受电装置，

具备：

受电电路，其包括经由磁场获取交流电力的受电线圈、及将所述受电线圈接收的交流电力转换为直流电力并向负载输出的整流电路；

检测电路，其检测所述受电电路的电路特性值，所述电路特性值为相对于所述无线送电装置的送电线圈和所述受电线圈之间的水平方向的分开距离变化的曲线，所述曲线包括具有相对大的峰值的第一峰、和具有相对小的峰值的第二峰；以及

位置检测电路，其把握所述受电线圈和所述送电线圈的相对位置的状态，

所述位置检测电路，

在通过所述检测电路检测的电路特性值超过设定为所述第二峰的峰值和所述检测电路的能够检测的界限值之间的值的第一阈值时，判定为所述受电线圈相对于所述送电线圈存在于适于电力传输的位置的周边附近，

在通过所述检测电路检测的电路特性值超过设定为所述第二峰的峰值和所述第一峰的峰值之间的值的第二阈值时，基于通过所述检测电路检测的电路特性值算出来自所述无线送电装置的能够传输的电力。

2.根据权利要求1所述的无线受电装置，其中，

所述第一阈值为所述检测电路的能够检测的界限值。

3.根据权利要求1所述的无线受电装置，其中，

所述位置检测电路根据所述送电线圈和所述受电线圈之间的垂直方向的距离而变更所述第二阈值。

4.根据权利要求2所述的无线受电装置，其中，

所述位置检测电路根据所述送电线圈和所述受电线圈之间的垂直方向的距离而变更所述第二阈值。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的无线受电装置，其中，

所述位置检测电路在通过所述检测电路检测的电路特性值超过所述第一阈值后在规定时间内未超过所述第二阈值时，判定为所述送电线圈和所述受电线圈的位置对准未正确进行。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的无线受电装置，其中，

所述位置检测电路在通过所述检测电路检测的电路特性值超过所述第一阈值后到所述移动体移动规定距离为止的期间未超过所述第二阈值时，判定为所述送电线圈和所述受电线圈的位置对准未正确进行。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的无线受电装置，其中，

还具备相对于用户或外部设备告知信息的受电侧告知器，

所述受电侧告知器向用户或外部设备告知所述位置检测电路的判定结果、及所述位置检测电路算出的能够传输的电力。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的无线受电装置，其中，

所述受电电路还包括切换所述整流电路的输出端和所述负载的连接状态的切换电路，

所述切换电路在所述位置检测电路的动作中，将所述整流电路的输出端切换为开放状态。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的无线受电装置，其中，

所述受电电路还包括具有固定电阻值的负载电阻、及切换所述整流电路的输出端和所述负载或所述负载电阻的连接状态的切换电路，

所述切换电路在所述位置检测电路的动作中，将所述整流电路的输出端与所述负载电阻连接。

10.一种无线电力传输系统，其特征在于，

是无线地从无线送电装置向无线受电装置进行电力传输的无线电力传输系统，

所述无线送电装置具备：

电力转换电路，其将输入直流电力转换为交流电力；

送电线圈，其接收由所述电力转换电路供给的交流电力而产生交流磁场；以及

控制电路，其控制向所述送电线圈供给的交流电力，

所述无线受电装置为权利要求1～9中任一项所述的无线受电装置。

11.根据权利要求10所述的无线电力传输系统，其中，

所述控制电路通过控制向所述送电线圈供给的交流电力，将自所述送电线圈产生的磁通量控制为一定。

12.一种无线电力传输系统，其特征在于，

是无线地从无线送电装置向无线受电装置进行电力传输的无线电力传输系统，

所述无线送电装置具备：

电力转换电路，其将输入直流电力转换为交流电力；

送电线圈，其接收由所述电力转换电路供给的交流电力而产生交流磁场；以及

控制电路，其控制向所述送电线圈供给的交流电力，

所述无线受电装置具备：

受电电路，其包括经由所述交流磁场获取交流电力的受电线圈、及将所述受电线圈接收的交流电力转换为直流电力并向负载输出的整流电路；以及

检测电路，其检测所述受电电路的电路特性值，所述电路特性值为相对于所述无线送电装置的送电线圈和所述受电线圈之间的水平方向的分开距离变化的曲线，所述曲线包括具有相对大的峰值的第一峰、和具有相对小的峰值的第二峰，

所述控制电路，

在通过所述检测电路检测的电路特性值超过设定为所述第二峰的峰值和所述检测电路的能够检测的界限值之间的值的第一阈值时，判定为所述受电线圈相对于所述送电线圈存在于适于电力传输的位置的周边附近，

在通过所述检测电路检测的电路特性值超过设定为所述第二峰的峰值和所述第一峰的峰值之间的值的第二阈值时，基于通过所述检测电路检测的电路特性值算出向所述无线受电装置的能够传输的电力。

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