CN108688489A - 非接触电能传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种非接触电能传输系统。非接触电能传输系统(10)根据与由受电线圈(12)接受到的微弱电能的大小对应的微弱电压值(vlpe)来检测受电线圈(12)相对于供电线圈(11)的半径距离,另外,根据检测到的微弱电压值(vlpe)的大小的变化来检测移动量(xvp),并且检测移动方向,检测受电线圈(12)相对于供电线圈(11)的位置(距离)。据此,能够优化对车辆的电容器的充电效率。

Description

非接触电能传输系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种执行具有电容器(capacitor)的车辆向充电站(charging station)的位置对准的非接触电能传输系统(contactless electrical power transmission system)〇
背景技术
[0002] 在这种非接触电能传输系统中,车辆对充电站的位置对准完成后,通过从所述充 电站供给的额定电能(通常电能)来实施向车辆的电容器的正式充电。
[0003] 在所述正式充电之前,实施所述位置对准,但在进行该位置对准时,从节约电能和 抑制EMI (^Electro Magnetic Interference:电磁干扰)等观点出发,由所述充电站来供给 位置对准用的微弱电能。
[0004] 接受到所述微弱电能的车辆基于该微弱电能进行用于位置对准的行驶,以对准充 电站的位置。
[0005] 已对准位置的车辆在该充电站的位置,通过从微弱电能切换来的电能大的所述额 定电能来以非接触的方式对该车辆的电容器进行所述正式充电。
[0006] 例如,在日本发明专利授权公报第5937631号(以下称为JP5937631B。)中公开了如 下一种非接触电能传输系统:由从车辆接收到供电要求信号的充电站的供电部来供给微弱 电能,由所述车辆的受电部开始检测到该微弱电能之后,根据微弱电能的强度(受电电压) 来执行向充电站(供电部)的位置对准(JP5937631B的[0029])。
发明内容
[0007] 在JP5937631B中公开了,通过其距离检测部根据因微弱电能而在电阻器的两端产 生的受电电压来检测受电部相对于供电部的距离(JP5937631B的[0039]、[0040]、图1、图 2) 〇
[0008]另外,在JP5937631B中公开了,在所述受电电压的大小超过阈值的情况下将位置 对准成功的意思告知显示部,结束位置对准并停止微弱电能的供给,提高供电电能来进行 正式充电(JP5937631B的[0089]、[0090]、[0097])。
[0009] 然而,如果仅仅检测受电部相对于供电部的距离,例如供电部和受电部在车辆内 显示器上的位置显示可能颠倒,在该情况下,会给驾驶员等乘员带来不适感。
[0010] 另外,在受电电压的大小超过阈值时结束位置对准而进行正式充电的情况下,正 式充电中的受电效率(受电电能/供电电能)没有达到最优的可能性高,产生电能的浪费。实 际上已确认了若受电部的中心与供电部的中心偏离数cm,则受电效率降低20%以上。
[0011] 本发明是考虑这样的技术问题而完成的,其目的在于,提供一种能够准确地检测 受电部相对于供电部的位置(距离)的非接触电能传输系统。
[0012] 另外,本发明的目的在于,提供一种能够优化对车辆的电容器的充电效率的非接 触电能传输系统。
[0013] 本发明所涉及的非接触电能传输系统包括充电站和车辆,其中,所述充电站具有 供给微弱电能的供电部;所述车辆具有以非接触的方式来接受所述微弱电能的受电部,所 述车辆的控制部具有电压值检测部、移动量检测部和移动方向检测部,其中,所述电压值检 测部检测由所述受电部接受到的所述微弱电能的微弱电压值;所述移动量检测部检测所述 车辆的移动量;所述移动方向检测部检测所述车辆的移动方向,所述车辆的控制部根据检 测到的所述微弱电压值、所述移动量和所述移动方向,来检测所述受电部相对于所述供电 部的位置。
[0014] 根据本发明,根据检测到的微弱电压值来检测从供电部到受电部的距离(半径距 离),并且检测车辆的移动量和移动方向,因此能够准确地检测受电部相对于供电部的二维 相对位置。
[0015] 在该情况下,所述车辆的控制部还具有有意义性判定部和初始位置与参数设定 部,其中,所述有意义性判定部判定由所述电压值检测到的所述微弱电压值是否是有意义 的,在所述车辆寻求对所述微弱电能的检测而朝向所述供电部行驶的过程中由所述电压值 检测部检测到的电压值从零值开始增加时,该有意义性判定部判定为所述微弱电压值是有 意义的,所述初始位置与参数设定部将判定为所述微弱电压值是有意义的的位置设定为相 对于所述受电部的初始位置,并将参数重置(reset) ^
[0016] 根据本发明,预先对具有规定的高度(俯视观察时各中心一致时的供电部与受电 部之间的距离)和形状的受电部求得微弱电压值变得有意义的距供电部的距离,因此,当检 测到微弱电压值时,将该检测位置设定为相对于所述受电部的初始位置,并且将参数重置 (使其为零值)。在此之后,能够通过使车辆朝向供电部的中心行驶己知的距离来移动受电 部,来准确地位置对准于正式充电中的受电效率达到最优的位置(俯视观察时受电部的中 心对准供电部的中心的位置)。
[0017]换言之,能够一边把握受电部相对于供电部的位置一边缩短受电部与供电部的距 离来可靠地进行位置对准。
[0018] 另外,所述车辆的控制部还具有有意义性判定部、初始位置判定用微分部和初始 位置与参数设定部,其中,所述有意义性判定部判定由所述电压值检测到的所述微弱电压 值是否是有意义的;所述初始位置判定用微分部求取由所述电压值检测到的所述微弱电压 值的微分值,在所述车辆寻求对所述微弱电能的检测而朝向所述供电部行驶的过程中由所 述电压值检测部检测到的电压值的、被所述初始位置判定用微分部进行微分得到的微分值 从零值开始增加时,所述有意义性判定部判定为所述微弱电压值是有意义的,所述初始位 置与参数设定部将判定为所述微弱电压值是有意义的的位置设定为相对于所述受电部的 初始位置,并将所述参数重置。
[0019] 在该情况下,预先对具有规定的高度(俯视观察时各中心一致的供电部与受电部 之间的距离)和形状的受电部求得微弱电压值变得有意义的距供电部的距离,因此,当所述 电压值的初始位置判定用微分值从零值开始增加时,视为检测到微弱电压值,将该检测位 置设定为相对于所述受电部的初始位置,并将所述参数重置。在此之后,能够通过使车辆向 供电部的中心行驶已知的距离来移动受电部,来准确地位置对准于正式充电中的受电效率 达到最优的位置(俯视观察时受电部的中心对准供电部的中心的位置)。
[0020] 换言之,能够一边把握受电部相对于供电部的位置一边缩短受电部与供电部的距 离来可靠地进行位置对准。
[0021]另外,若微分值为时间微分值,则能够在行驶过程中进行有意义性的判定和初始 位置的设定,若微分值为位置微分值,则能够与车速无关地进行有意义性的判定和初始位 置的设定。
[0022]在该情况下,所述控制部还具有预先存储微弱电压值特性的电压值特性存储部, 其中所述微弱电压值特性表示所述微弱电压值与从所述供电部到所述受电部的距离的对 应关系,所述移动量检测部将由所述电压值检测部检测到的所述微弱电压值作为自变量, 参照所述微弱电压值特性,来检测从所述初始位置到所述受电部的移动量,据此检测从所 述供电部到所述受电部的距离。
[0023]根据本发明,将检测到的微弱电压值作为自变量并参照微弱电压值特性,其结果, 检测从供电部到受电部的距离,因此能够求得受电部相对于供电部的准确的位置(距离)。
[0024]另外,微弱电压值特性是受电部位置与供电部位置一致时微弱电压值达到最大值 的特性,因此,在检测到该最大值时使车辆停止,据此能够在正式充电中的受电效率最优 (最大)的位置结束位置对准。
[0025]另外,所述控制部还具有微弱电压积分值计算部和电压积分值特性存储部,其中, 所述微弱电压积分值计算部计算作为检测到的所述微弱电压值的积分值的微弱电压积分 值;所述电压积分值特性存储部预先存储微弱电压积分值特性,该微弱电压积分值特性表 示所述微弱电压积分值与从所述供电部到所述受电部的距离的对应关系,所述控制部通过 参照所述微弱电压积分值特性来检测从所述初始位置开始的所述移动量,来检测从所述供 电部到所述受电部的距离。
[0026] 根据本发明,即使在连结初始位置和供电部的直线线路的路径中有供电部与受电 部的电磁结合度增减的部位(位置),由于微弱电压值是正值,因此微弱电压积分值也单调 增加。因此,通过参照微弱电压积分值特性检测从初始位置开始的移动量,能够可靠地检测 从供电部到受电部的距离。
[0027] 另外,所述控制部还具有微弱电压积分值计算部和电压积分值特性存储部,其中, 所述微弱电压积分值计算部计算作为检测到的所述微弱电压值的积分值的微弱电压积分 值;所述电压积分值特性存储部预先存储微弱电压积分值特性,该微弱电压积分值特性表 示所述微弱电压积分值与从所述供电部到所述受电部的距离的对应关系,在所述微弱电压 值随着所述移动量的增加而增加的所述供电部的极近距离区域中,所述控制部参照所述微 弱电压值特性来计算距所述供电部的距离;在包括所述微弱电压值没有随着所述移动量的 增加而增加的区域的、比所述极近距离区域远离的远离距离区域中,所述控制部参照所述 微弱电压积分值特性来计算距所述供电部的距离。
[0028] 在虽然供电部与受电部之间的距离变短但微弱电压值特性上的微弱电压值不增 加的区域中,能够参照对微弱电压值特性进行积分求得的微弱电压积分值特性,检测至受 电部的距离,因此,能够以高的稳健性检测从供电部到受电部的距离。
[0029] 在该情况下,在极近距离区域中,当随着所述移动量的增加而单调增加的微弱电 压值的增加量(位置增加量)变大,且供电部与受电部的俯视观察时的位置一致时,最大值 且位置增加量变为零值,因此,例如通过根据微弱电压值的位置微分值求取拐点(微分值从 正值变为零值的位置),能够更准确地进行位置对准,且能够在最大传输效率位置进行充 电,能够优化充电效率。 >
[0030] 另外,设所述受电部接近所述供电部的方向为接近方向,设所述受电部远离所述 供电部的方向为远离方向时,在所述微弱电压值在规定电压值以上的区域中,所述控制部 根据所述微弱电压值的位置微分值来判定是所述接近方向还是远离方向,在所述微弱电压 值低于规定电压值的区域中,所述控制部根据所述微弱电压积分值来判定是所述接近方向 还是远离方向。
[0031] 这样一来,能够可靠地判定受电部的移动是向接近供电部的接近方向(靠近方向) 的移动还是向远离方向(远去方向)的移动,例如能够避免供电部和受电部在车辆内显示器 上的位置显示颠倒。
[0032] 另外,所述控制部还设定将所述受电部位置对准于所述供电部所需的最优的车 速,并且具有告知部,该告知部将最优的所述车速或与该车速相关的指令通知给所述乘员。
[0033] 这样一来,能够准确地辅助乘员为了位置对准而对加速踏板进行的操作。
[0034] 并且,所述车辆还具有显示器来作为所述告知部,所述控制部将目标加速踏板开 度和当前的加速踏板开度作为与所述车速相关的指令,而显示在所述显示器上,其中所述 目标加速踏板开度用于得到所述最优的车速。
[0035] 这样,通过在显示器上同时显示目标加速踏板开度和当前的加速踏板开度,能够 更具体地易于理解地辅助乘员为了位置对准而对加速踏板进行的操作。
[0036] 另外,所述控制部具有操舵角检测传感器,所述操舵角检测传感器检测所述车辆 的操舵角,所述控制部根据检测到的操舵角和所述受电部相对于所述供电部的位置,将所 述车辆的转向的操作方向显示在所述显示器上。通过在显示器上显示车辆的转向的操作方 向,能够更具体地易于理解地辅助乘员为了位置对准而进行的转向的操作。
[0037] 根据本发明,能够准确地检测受电部相对于供电部的位置(距离)。
[0038] 另外,根据本发明,能够优化对车辆的电容器的充电效率。
[0039] 根据参照附图对以下实施方式进行的说明,上述的目的、特征和优点应易于被理 解。
附图说明
[0040] 图1是本实施方式所涉及的非接触电能传输系统的侧视示意图。 图2是图1所示的非接触电能传输系统的立体示意图。 图3A是表示受电板准确地位置对准于供电板的状态的俯视示意图。图3B是表示受电板 向y轴方向偏移的状态的俯视示意图。图3C是表示受电板进入极近距离区域内的状态的俯 视示意图。 图4是车辆的功能框图。 图5是用于说明位置对准的俯视示意图。 图6是微弱电压值特性和微弱电压积分值特性的特性说明图。 图7是表示泊车辅助的例示图像的说明图。 图8是表示泊车辅助的其他例示图像的说明图。 图9是将微弱电压值特性描绘到原点的正负两侧的特性说明图。 图10A是表示位于初始位置的车辆的俯视示意图。图10B是表示位于位置对准的过程中 的位置的车辆的俯视示意图。 图11是用于根据车辆移动量来推定y轴移动量的推定处理的俯视示意图。 图12是用于根据车辆移动量来推定y轴移动量的推定处理的特性说明图。 图13是用于使用数式求车辆的位置坐标的说明图。 图14是相对位置检测处理的整体流程图。 图15是用于说明作为参数的车辆移动量的计算、该车辆移动量和微弱电压积分值自勺重 置处理和初始化处理等的详细流程图。 图16是用于说明微弱电压积分值的计算处理的详细流程图。 图17是用于说明受电板相对于供电板的相对位置的检测处理(计算处理)的详细流程 图(1/2)。 图18是用于说明受电板相对于供电板的相对位置的检测处理(计算处理)的详细、流程 图(2/2)。
具体实施方式 [0041][结构] 图1是本实施方式所涉及的非接触电能传输系统10的侧视示意图,图2是图1所示的非 接触电能传输系统10的立体示意图。
[0042] 如图1和图2所示,非接触电能传输系统10基本上由充电站30、具有作为蓄电池的 电容器(BAT) 50的车辆20构成。
[0043]车辆20的电容器50以与充电站30不接触(¾线)的方式进行充电。
[0044] 充电站30具有供电板(power-transmissing pad) (1次板)21和电源单兀31,其中, 所述供电板21作为设置于地面23等路面的供电部;所述电源单元31通过电缆62向该供电板 21中的供电线圈(power-transmissing coil) 11供给低频、例如频率比50Hz至6〇Hz等商用 频率高,且在数百[kHz]程度以下的基准频率fr的交流电。
[0045] 在该实施方式中,如图1示意性地所示的那样,供电板21设置于停车场等的地面 23〇
[0046] 车辆20是EV车辆(电动汽车)、PHV车辆(插电式混合动力汽车)(plug-in hybrid car)或PFCV(插电式燃料电池汽车)(plug-in fuel cell vehicle),具有受电板(一次板) 22,所述受电板22作为设置于该车辆20的底部且具有作为二次线圈的受电线圈(P〇wer_ receiving coil) 12的受电部。
[0047] 图3A是表示车辆20的车身中心线25对称配置的受电板22位置对准于充电站30的 供电板21的状态的俯视示意图。在图3A中,箭头的方向分别表示车辆20的前方、后方、左方' 和右方。
[0048] 与图3A同样,图1和图2表示受电板22位置对准于供电板21的状态。另外,在图1中’ 箭头的方向分别表示车辆20的前方、后方、下方和上方。
[0049] 在已位置对准的状态下,供电线圈11的主表面(大概供电板21的上表面)与受电线 圈12的主表面(大概受电板22的下表面)以平行状态相对。 一
[0050] 在图2和图3A中,在正方形的受电板22中,如粗的虚线所示,车辆20侧的 12的形状为圆形。另一方面,在长方形的供电板21中,充电站3〇侧的供电线圈11的形状如粗 的虚线所示,大致为横向长的椭圆形。
[0051]另外,供电线圈11和受电线圈12的形状也可以是方形(正方形或长方形)的线圈或 圆形的线圈。
[0052] 如图1所示,充电站30的电源单元31具有电源ECU (Electronic Control Unit) 61 和具备收发天线的通信装置81,并连接于未图示的商用的50Hz至60Hz的AC电源。
[0053] 电源单元31从AC电源生成例如数十kHz程度的低频的发送电能P1,并将该发送电 能P1通过电缆62而供给至供电板21的供电线圈11。另外,发送电能P1通过电源ECUei在位置 对准用的由微弱电流产生的微弱电能Pipe (lpe: low power excitation)和正式充电用的 由通常电流产生的正式电能Pn (Plpe<<Pn)间切换。从供电板21来供给与微弱电能Pipe对 应的微弱电能(该微弱电能还称为Pipe。)或与正式电能Pn对应的正式电能(该正式电能还 称为Pn。)。
[0054] 在图2中,通过使车辆20行驶来执行位置对准处理,以使在俯视观察时在供电板21 (供电线圈11)上绘制出的xyz轴的各轴与在车辆20的受电板22 (受电线圈12)上绘制出的 XYZ轴一致。另外,供电板21 (供电线圈11)的xyz轴(xyz坐标)的原点位置(坐标原点)〇米用 供电线圈11的中心,受电板22 (受电线圈12)的XYZ轴(XYZ坐标)的原点位置(坐标原点)〇采 用受电线圈12的中心。
[0055] 因此,位置对准处理是使俯视观察时车辆20的受电板22的受电线圈12的中心(坐 标原点〇)与充电站30的供电板21的供电线圈11的中心(坐标原点〇)—致的处理。
[0056] 当彼此的中心(坐标原点0、〇)—致(z轴和Z轴一致)时,即使供电板21 (供电线圈 11)的XY轴相对于受电板22 (受电线圈12)的xy轴旋转,电能传输效率(受电效率=Prn/Pn = 受电板22的受电电能/供电板21的供电电能)也不发生变化。
[0057] 如图1所示,车辆20的受电板22通过配线42、整流器44、带有接线器(contactor) 46 的配线48和电压传感器52而连接于电容器50。
[0058] 通过ECU (Electronic Control Unit) 60来控制整流器44、接触器46和电容器50。
[0059] 并且,ECU60为了控制车辆20的整体而连接于车内通信线66。
[0060] 在该车内通信线66上,除了连接有用于观察车辆20后方的后视摄像头(rear camera)(拍摄装置)71、兼作被驾驶员等乘员操作的输入装置(触摸传感器)的显示器(显示 装置)72,还连接有扬声器/蜂鸣器73、车速传感器74、加速踏板传感器76、操舵角传感器78 和挡位传感器(shift position sensor) 79等,由各传感器74、76、78、79检测到的车辆信息 {车速Vv、加速踏板开度(加速器开度)9a、操舵角(与前轮的方向角对应)0s、挡位Sp (泊车位 置P、后退位置R、中立位置N、前进位置D)}供E⑶60使用。
[0061] 显示器72例如使用被设置在前围板上的导航装置等显示器,在该显示器72上, ECU60显示位置对准过程中的信息等来作为驾驶员的位置对准行驶的辅助信息。
[0062] 车辆20的ECU60还通过与该E⑶60连接的、具有收发天线的通信装置82,经由充电 站30的电源单元31的通信装置81与该电源ECU61进行配对(pairing)等相互通信。
[0063] 在该实施方式中,驾驶员一边观察显示器72上的位置对准辅助信息(位置对准过 程中的状况)一边使车辆2〇行驶和转向,据此进行受电板22相对于充电站30的供电板21的 位置对准处理,但位置对准处理也可以由所谓的自动停车进行。
[0064] 图4是车辆20的功能框图。
[0065] 由马达80经由变速器86来机械地驱动车辆20的驱动轮84旋转。通过作为驱动装置 的变频器(inverter) 88来电气地驱动马达80旋转。
[0066] 从电容器50向变频器88的电源输入端供给直流电,从ECU60向变频器88的控制输 入端供给开关元件的通断控制信号,该通断控制信号用于将所述电容器50的直流电转换为 与从加速踏板传感器76输出的加速踏板开度9&amp;等对应的3相电(3相交流电)。
[0067] 通过3相交流电来对车辆驱动用的马达80进行力行(power running)驱动,马达80 的扭矩通过变速器86而被传递给车辆20的驱动轮84。车辆20除了具有包括马达80的驱动机 构,还具有包括未图示的方向盘和电动助力转向装置等的操航机构、以及电动制动器和盘 式制动器(d i sc brake)等制动机构。
[0068] 作为充电站30的控制部的电源E⑶61以及作为车辆20的控制部的ECU60分别为包 括微型计算机在内的计算机,具有CPU (中央处理装置)、作为存储器的ROM (还包括 EEPROM。)、RAM(随机存储存储器),除此之外还具有A/D转换器、D/A转换器等输入输出装置、 作为计时部的计时器等,通过CPU读出并执行存储在ROM中的程序来作为各种功能实现部 (功能实现机构)、例如控制部、运算部和处理部等发挥作用。这些功能还能够由硬件来实 现。ECU60也可以不是一个,而是分割为车辆E⑶、充电E⑶和电容器E⑶等多个。
[0069] 在本实施方式中,E⑶60具有:电压值检测部102,其获取由电压传感器52检测到的 微弱电压值(接收电压)vlpe;微弱电压vlpe的有意义性判定部104;微分部106,其包括位置 微分部106p和时间微分部106t;判定微弱电能在监测范围内还是外的检测范围内外判定部 108;移动量检测部(移动位移量检测部)110;移动方向检测部111;初始位置与参数设定部 112;操作量计算设定通知部114;微弱电压积分值计算部115;相对位置计算部(位置检测 部)116,其计算(检测)受电线圈12相对于供电线圈11的位置(相对位置);正负判定部118, 其判定受电线圈12位于供电线圈11的x轴上的正侧(参照图2)还是位于负侧(参照图2);图 像生成部119,其生成位置对准用的辅助图像等。
[0070]并且,E⑶6〇在自身的存储部2〇〇中,在微弱电压值特性存储部(电压值特性存储 部)2〇〇V中存储有微弱电压值vlpe的电压值特性(坯称为微弱电压值特性)202,在微弱电压 积分值特性存储部(电压积分值特性存储部)200i中存储有作为所述微弱电压值特性202的 位置积分值的微弱电压积分值vilpe的特性(称为微弱电压积分值特性)204。
[0071]另外,从微弱电压积分值特性2〇4得到的微弱电压积分值Vilpe也可以不预先存 储,而在每次执行位置对准泊车时,根据与z轴高度zh对应的微弱电压值特性202生成。
[0072]在此,微弱电压值特性2〇2和微弱电压积分值特性2〇4是以位置x_z轴高度化为 参数的微弱电压值vlpe和微弱电压积分值vilpe的3维映射图。
[0073]另外,在存储部2〇0的感应电压特性存储部200e中存储有车速感应电压特性206, 该车速感应电压特性2〇6是表示距供电线圈n的距离(半径距离)、车速Vv、受电线圈12的感 应电压的对应关系的映射图。
[0074][动作] 接着,对上述实施方式的[整体动作]和[第i〜第6实施例]的各动作进行说明。
[0075][整体动作] 想要使用停车场的充电站3〇向电容器50充电的车辆20的驾驶员在位置对准时,在进行 所述配对之前,首先,例如沿停车场的侧壁或者沿泊车框的侧线,和/或,一边在显示器72上 观察后视摄像头71的影像一边使车辆20向后行驶(后退行驶),以使本车辆20的车身中心线 25与充电站30的供电板21的x轴一致。
[0076] 另外,也可以在供电板21上的x轴上和y轴上,绘制出能够被驾驶员或后视摄像头 71等识认的白线。
[0077] 驾驶员在使车辆20行驶到供电板21附近,例如行驶到供电板21被车辆2〇的后部侧 的底面覆盖,在后视摄像头71的影像中无法确认供电板21的位置时,暂时使车辆2〇停车。
[0078] 在该停车位置,驾驶员在触摸屏式的显示器72上,按下非接触充电的“位置对准处 理”的开始按钮。
[0079] 检测到“位置对准处理”的开始按钮的按下的ECU60通过通信装置82,经由电源 E⑶61的通信装置81,使用WiFi等无线LAN与电源E⑶61进行用于要求供给微弱电能的配对。 [0080]当通过配对而相互的认证成立时,充电站30的电源ECU61使交流的一定的微弱电 流在供电板21的供电线圈11中流动,通过该微弱电流从供电板21 (供电线圈11)以无线方式 供给一定的微弱电能Pipe。
[0081] 另一方面,当认证成立时,通过车辆20的ECU60使接触器46为接通状态,电压值检 测部102通过电压传感器52开始微弱电压值vlpe的获取检测,但在认证成立的时间点,处于 微弱电压值vlpe的检测范围外,微弱电压值vlpe为零值,不会被检测到。另外,也可以对电 压传感器52设置噪声除去过滤器。
[0082]当轻踩加速踏板77而马达80旋转,车辆20开始缓缓地行驶时,在初始位置(如后述 那样是已知的位置)开始微弱电能Pipe的受电,由电压值检测部102开始检测(获取)到不是 零值的微弱电压值vlpe。
[0083]接着,E⑶60使用微弱电压值特性202等对作为受电电压的微弱电压值vlpe进行解 析,根据解析结果将充电站30侧的供电线圈11的位置、和车辆20侧的受电线圈12相对于该 位置的位置(相对位置)等显示在显示器72上,并通知驾驶员,据此有助于位置对准行驶。 [0084] 并且,继续进行位置对准行驶,在检测到微弱电压值vlpe达到已知的最大峰值 vlpemax时,结束位置对准处理,停止车辆20的马达80的驱动。
[0085] 在该位置对准处理的结束位置,由车辆20的ECU60将位置对准结束的意思通知给 充电站30的电源ECU61。
[0086] 在此以后,电源ECU61将电源单元31的发送电能P1从微弱电能Pipe切换为作为大 电能的通常电能的正式电能Pn,向供电板21的供电线圈11供电。据此,通过受电板22的受电 线圈12向电容器50进行基于正式电能Pn的非接触充电。
[0087][第1实施例] <受电线圈12相对于供电线圈11的相对位置检测方法> 在图5的俯视示意图上,上侧所示的车辆20的位置表示如下位置:进行配对之后,从供 电线圈11供给微弱电能pipe的过程中,正在该图中x轴的上方(正侧)向供电板21 (供电线圈 11)的中心〇后退行驶的车辆20通过该车辆20的电压值检测部102,通过电压传感器52最初 检测到微弱电能,并且检测到微弱电压值vlpe (vlpe = 0+)的位置。
[0088] 在最初检测到微弱电压值vlpe时,E⑶60参照微弱电压值特性202,将该位置设定 为已知距离的初始位置xint{xint= (x,y) = (xint,0)},在此之后,一边参照微弱电压值特 性202—边开始位置对准处理。与此同时,开始由微弱电压积分值计算部115对检测到的微 弱电压值vlpe进行位置积分的微弱电压积分值vilpe的计算。
[0089] 在此,在初始位置xint,车辆20的车身中心线25与供电线圈11的x轴一致。
[0090]实际上,初始位置xint距供电线圈11的原点〇的距离义是在车辆20的车长以下的距 离,驾驶员无法通过车辆20的后视摄像头71直接观察到。
[0091]图5中,设定为:在y轴上方的象限(位置)中,x轴的距离采用正值,在y轴下方的象 限(位置)中,X轴的距离X采用负值。另外,设定为:在X轴右侧的象限(位置)中,y轴的距离y 采用正值,在X轴左侧的象限(位置)中,y轴的距离y采用负值。
[0092] 车辆20在配对后,从初始位置xint近前开始,例如以由ECU60等指定的、比车辆20 马上要停止的程度的慢行速度还要慢的微速的一定的目标车速Vvtar来进行用于泊车的后 退位置对准行驶。
[0093]图5中,右侧所示的车辆20描绘出通过夸张地描绘位置对准后退行驶中的车辆20 的位置偏移量而得到的车辆20的当前位置(当前的坐标位置、相对半径)ra{ra= (x,y)}。另 夕卜,车辆2〇的当前位置ra (x,y)是受电板22 (受电线圈12)的中心位置(原点0)。
[0094] 在图5中,设从初始位置xint到当前位置ra的车辆位移为车辆移动量(还称为移动 量或移动位移量。)cvp。另外,该车辆移动量cvp能够在移动量检测部(还称为移动位移量检 测部。)110中根据车速Vv和微小时间dt用积分值/Vv • dt = cvp求得,若车速Vv—定,则能够 用车速Vv X所需时间求得。
[0095]在此,车辆20沿x轴笔直地后退的情况下的、受电线圈12的从初始位置xint到当前 位置ra (x,y)的、在x轴上的相对移动量(移动量、车辆移动量、x轴移动量)xvp能够用以下 ⑴式求得。 xvp = xint-x …(1) x轴位置使用对(1)式变形得到的以下的(2)式来计算。 x = xint-xvp …(2) 例如,车辆20沿x轴笔直地后退行驶,距离x变为x = 0的情况下,位置对准完成。
[0096]在该第1实施例中,根据由受电线圈12和供电线圈11的电磁感应产生的电压特性 (称为微弱电压值特性2〇2。)、与从初始位置xint到供电线圈11的中心(所述坐标原点〇)对 该微弱电压值特性202进行位置积分得到的电压特性(微弱电压积分值特性204),来获取x 轴上的相对移动量xvp和x轴位置(距离x)。
[0097]图6的上侧的图表示作为映射图而预先被存储于微弱电压值特性存储部2〇〇v中的 微弱电压值特性202,图6的下侧的图表示作为映射图而被预先存储于微弱电压积分值特性 存储部200i的微弱电压积分值特性204。
[0098]微弱电压值特性202和微弱电压积分值特性204是供电线圈11和受电线圈12在z轴 上的距地面23 (水平面)的高度差(以下还称为z轴高度。)zh (参照图2)是已知高度(距离)的 情况下的一个特性。
[0099]在2轴高度zh与所述已知高度不同的情况下,可以使用进行高度校正后的微弱电 压值特性202和微弱电压积分值特性204。
[0100]微弱电压值特性2〇2中,纵轴表示微弱电压值vlpe,横轴表轴上的距原点〇 (供 电线圈11的中心)的距离X。
[_1]微弱电压值特性202中,实线所示的微弱电压值特性2〇2〇3是7轴的值为y = 〇[mm] 且车速Vv为Vv = 0 [mm/s]时的x轴上的特性。
[0102] 虚线所示的微弱电压值特性2021s是y轴的值为y = ya[mm],在该实施方式中7&amp;为 ya<xint/2程度的值且车速Vv为Vv = 0 [mra/s]时的x轴上的特性。
[0103]车速Vv = 0时的微弱电压值vlpe是由以基准频率fr振动的磁场产生的电压即静态 的电动势,其值依赖于两线圈(供电线圈11和受电线圈12)的形状,但在该实施方式中,如由 y = 〇时的微弱电压值特性2020s和y = ya时的微弱电压值特性2021s所能够理解的那样,在 距离x为x = 0〜xint的范围内,即使y轴的值不同(y = 〇〜ya的范围),也为大致相同的电压 值。
[0104] 其理由在于,如图3B所示,由于供电线圈11是横向长的接近椭圆形的形状,因此相 对于面积小的圆形的受电线圈12在y轴方向上的偏移,供电线圈11的交链磁通量的减少对 微弱电压值vlpe产生的影响极少,若y轴方向上的偏移在一定距离ya以下(ySya),贝ljx = 0 的在y轴上的微弱电压值vlpe的差几乎没有。
[0105] 另一方面,如图3C所示,由于供电线圈11是横向长的接近椭圆形的形状,因此,若 假设供电线圈11在x方向上远离x > ya以上,则供电线圈11的交链磁通量的减少对微弱电压 值vlpe的影响大。
[0106]因此,在距离乂为到极近距离临界位置xc程度为止的接近坐标原点〇的极近距离区 域Dc中,能够检测到微弱电压值(阈值)vlpec以上的微弱电压值vlpe,因此,能够将检测到 的微弱电压值vlpe作为自变量,参照微弱电压值特性202,来高灵敏度地、准确地求取x轴上 的相对移动量xvp (参照图5)。
[0107] 如上所述,微弱电压值特性202中,实线所示的微弱电压值特性2020s是y轴的值为 y = 0 [mm]且车速Vv为Vv = 0 [mm/s]时的特性。
[0108]与此相对,单点划线所示的微弱电压值特性2020d是y轴的值为y = 〇[mm]且车速VV 为一定微速的目标车速Vvtar (Vv = Vvtar [mm/s])时的特性。
[0109]当比较车速Vv为Vv = 0(停止状态)时的微弱电压值特性2020s和车速Vv为目标车 速Vvtar时的微弱电压值特性2〇20d时,在极近距离区域Dc和远距离区域Df中,均大致呈单 调减少特性,但在近距离区域Dn中,存在根据车速Vv (Vv = 0,Vv = Vvtar)而产生电压变化的 部分(两特性2020s和2020d乖离的部分),其中,极近距离区域DC是距原点〇的距离x短的、到 极近距离临界位置xc为止的区域,远距离区域Df是距原点〇的距离x长的、从近距离临界位 置xn到初始位置xint的区域,近距离区域Dn是距原点〇的距离x为中等程度的、从极近距离 临界位置xc到近距离临界位置xn的区域。
[0110]其理由在于,通过受电线圈12本身以车速Vv = Vvtar进行移动而根据电磁感应的 法则而产生的电压即动态的电动势(感应电压)被与以基准频率打振动的磁场所产生的电 压即静态的电动势(车速Vv = 0)相加。
[0111]已知产生该电压变化的部分(距离)依赖于受电线圈12和供电线圈11的线圈形状 等。
[0112]因此,在本实施方式中,将车速Vv与动态的电动势(感应电压)的对应关系预先存 储于感应电压特性存储部200e。 ^113]如图6的上侧所示,在微弱电压值特性2020s等中,在极近距离临界位置xc与近距 尚临界位置xn之间,存在微弱电压值vlpeSvipe = 〇g卩变为零值(在图6中,被加上漂移 (offset)量的谷值vlpeth)的位置(点),将该位置称为谷底位置(谷底距离)xb。
[0114]这样,由于磁场的分布根据线圈形状等而并非一定,因此,微弱电压值特性2〇2 (尤 其是静态的微弱电压值特性2〇20s等)呈以下特性:微弱电压值vlpe的沿铅垂方向的截面的 值从供电线圈11 (供电部中心)的最大峰值(极大值)vlpemax开始随着靠向径向外侧而变 小,达到谷值(极小值)vlpeth(vlpeth^O),从该谷值vlpeth开始随着进一步靠向径向外侧 而值上升并达到副峰值(极大值)vlpen,从该副峰值vlpen开始随着进一步靠向径向外侧而 下降,达到无法检测到微弱电能pipe的零值,其中,所述微弱电压值vlpe与从供电线圈丨丄的 中心向径向全周供电的所述微弱电能的大小对应。
[0115]这样,由于微弱电压值vlpe随着靠向径向外侧而具有凹凸的特性,在组合了近距 离区域Dn和远距离区域Df的远离距离区域Ds中,即使是同一微弱电压值vlpe,距离x也存在 于3个部位(3个位置),根据微弱电压值vlpe不能唯一地确定距离x和相对移动量xvp。
[0116]另一方面,如由微弱电压值特性202得知的那样,在将微弱电压值vlpe设定为达到 微弱电压值(阈值)vlpec以上的极近距离区域Dc中,微弱电压值特性202的倾斜大,且距离x 相对于微弱电压值vlpe能够被唯一地确定,因此,能够使用倾斜大的微弱电压值特性202高 灵敏度(精度)地测定距离x (相对移动量xvp),其中所述微弱电压值(阈值)vlpec以一定的 余量超过远离距离区域Ds内的副峰值(极大值)Vlpen。
[0117]另外,在距离x = 0的原点〇,微弱电压值vlpe达到最大峰值(极大值)vlpemax,当车 辆20超过原点〇时,距离x的值变成负值,微弱电压值特性202呈关于y轴线对称的特性。
[0118]作为位置对准过程中的x>0时的极大值的微弱电压值(副峰值)Vlpen和x = 〇时的 微弱电压值(最大峰值)vlpemax分别成为所谓的拐点,因此由位置微分部l〇6p计算出的以 下(3)式所示的微弱电压值vlpe的位置微分值(微弱电压位置微分值)vdplpe成为零值 (vdplpe = 0) 〇 vdplpe = d (vlpe) /dx--- (3)
[0119]另外,请注意微弱电压值vlpe的位置微分值vdplpe例如在微弱电压值特性2020s 上,在谷底位置xb也成为零值。
[0120] 为了在远离距离区域Ds中唯一地确定距离x和相对移动量xvp,使用图6的下侧所 示的微弱电压积分值特性204。
[0121]微弱电压积分值特性204的纵轴是根据微弱电压值特性202而通过以下⑷式预先 计算出的微弱电压值vlpe的积分值(以下称为微弱电压积分值vilpe。),横轴是x轴上的距 原点〇的距离X。 vilpe = /vlpe • dx--- (4)
[0122]微弱电压积分值特性204中,实线所示的微弱电压积分值特性2040s是y轴的值为y =0 [mm]且车速Vv为Vv = 0 [mm/s]时的特性。
[0123] 虚线所示的微弱电压积分值特性2041s是y轴的值为y = ya[mm]且车速Vv为Vv = 0 [mm/s]时的特性。
[0124] 单点划线所示的微弱电压积分值特性2040d是y轴的值为y = 0[mtn]且车速Vv为Vv = Vvtar [mm/s]时的特性,双点划线所示的微弱电压积分值特性204Id是y轴的值为y = ya [mm]且车速Vv为Vv=Vvr[mm/s](称为基准车速。)时的特性。
[0125] 可知在微弱电压积分值特性204中,在组合了近距离区域Dn和远距离区域Df的远 离距离区域Ds中,微弱电压积分值vilpe伴随着相对移动量xvp的增加而单调增加,基于微 弱电压积分值v i lpe的距离x被唯一地确定。
[0126]另外,在微弱电压积分值特性204的x轴上的位置,微弱电压积分值vi lpe的值在初 始位置xint的值为零值,在近距离临界位置xn的值达到作为从微弱电压值特性202的初始 位置xint到近距离临界位置xn (副峰值vlpen)的位置积分值的微弱电压积分值vilpen (vilpen = /vlpe • dx:积分区间为从xint的0值到xint-xn值),在极近距离临界位置xc的值 达到作为从初始位置xint到极近距离临界位置xc (微弱电压值vlpec)的位置积分值的微弱 电压积分值7;[]^6(:(>;[]^6〇 = ]>]^6.(^:积分区间为从\;[]11:的0值到1;[]11:-1<;值),在原点〇 (距离x为零值)的位置达到微弱电压积分值vilpeh (vilpeh = /vlpe • dx:积分区间为从 xint的0值到xint值)。
[0127]并且,当超过原点〇时,微弱电压积分值特性2〇4呈以微弱电压积分值vilpeh为中 心的中心对称的增加特性。因此,在远离距离区域Ds内,在微弱电压积分值Vilpe低于微弱 电压积分值vilpec的情况下,能够判定为距离x为“正”,在微弱电压积分值vilpe在微弱电 压积分值vilpec以上的情况下,能够判定为距离x为“负”。
[0128] S卩,能够根据微弱电压积分值vilpe是否低于微弱电压积分值(微弱电压临界积分 值)vilpec来判定从近前侧到超过侧的位置的正(vilpeCvilpec)负(vilpe>vilpec)。 [0129]因此,如图6的气泡对话框中记载的那样,在该第1实施例中,参照微弱电压积分值 特性204和微弱电压值特性202,求取距原点〇的x轴上的距离x、即受电线圈12的位置的情况 下,换言之求取从初始位置xint开始在x轴上的相对移动量xvp的情况下,对每个微小移动 量dx求取检测到的微弱电压值vlpe和作为其位置积分值的微弱电压积分值vilpe。
[0130]并且,在根据求得的微弱电压值vlpe不能唯一确定x轴上的相对移动量xvp的、从 初始位置xint到极近距离临界位置xc之间(近距离区域Dn和远距离区域Df),以求得的微弱 电压积分值vilpe为自变量,参照相对移动量xvp能够唯一地确定的微弱电压积分值特性 204,来求取距原点〇的距离X,即求取从初始位置xint开始在x轴上的相对移动量xvp。
[0131]另一方面,在根据微弱电压值vlpe而能够唯一地确定x轴上的相对移动量xvp的、 从极近距离临界位置xc到原点〇(距离x = 0)之间(极近距离区域Dc),以微弱电压值vlpe为 自变量,参照微弱电压值特性202,求取距原点〇的距离x,即求取从初始位置xint开始在x轴 上的相对移动量xvp。
[0132] [泊车辅助的显示] 在此,对用于辅助车辆20的驾驶员进行位置对准泊车而显示在显示器72上的图像显示 进行说明。
[0133] 为了进行将车辆20的受电线圈12的位置对准于充电站30的供电线圈11的位置,优 选为,通知驾驶员用于获得目标车速Vvtar的踩踏加速踏板77的强度即目标加速踏板开度 (目标加速器开度)Qatar、和踩踏加速踏板77的时间即位置对准所需的时间Tp。
[0134] 如图7所示,在显示器72上,显示图像生成部119生成的示意性的位置对准用的辅 助图像73a。
[0135] 在辅助图像73a上,对加速踏板图像77a、当前的车速Vvp下的加速器开度(加速踏 板开度)0ap、获得目标车速Vvtar所需的加速踏板开度(目标加速器开度)0atar、加速踏板 77的操作方向77b进行图像显示。通过这些显示图像,来辅助驾驶员对加速踏板77进行顺畅 的位置对准操作。
[0136] 另外,虚线描绘出的加速踏板图像77a表示加速踏板77的原位置,实线描绘出的加 速踏板图像77a表示加速踏板77的当前位置。
[0137] 并且,在辅助图像73a上,当继续踩踏当前的加速器开度0ap的情况下,为了通知用 多少秒到达作为目标位置的原点〇,将位置对准所需的时间Tp显不在计量图像(gauge image) 90i_t〇
[0138] 这样,定义为了顺利地泊车所需的最优的目标车速Vvtar[km/m],并将该目标车速 Vvtar [km/m]作为目标加速器开度9atar。能够一目了然地通知驾驶员当前的加速器开度e ap和目标加速器开度Qatar。
[0139] 图8表示图像生成部119生成的示意性的位置对准用的其他辅助图像73b的图像显 /」、〇
[0140] 在辅助图像73b上,对以供电板图像21i的位置为基准的受电板图像22i的当前位 置、方向盘的左右调整量、和通知从当前位置到作为目标位置的原点〇的剩余距离xp的计量 图像91i进行图像显示。
[0141] 这样,通过对位置对准用的辅助图像73a、73b进行图像显示,驾驶员能够在不熟练 的情况下,使车辆20泊车于准确的(正确的)位置对准位置(俯视观察时原点〇和原点〇—致 的位置)。
[0142] 这样,在该第1实施例中,能够根据通过受电线圈12与供电线圈11的电磁感应而产 生的微弱电压值vlpe、和与受电线圈12的移动位移对应的微弱电压积分值Vilpe,来推定 (获取)作为受电线圈I2相对于供电线圈11的X轴上的坐标原点0的相对位置的距离X。
[0143] 在该情况下,在距离x能够唯一地确定的极近距离区域Dc中,参照与已知的z轴高 度zh对应设定的微弱电压值特性202,根据微弱电压值vlpe来计算距离x。
[0144]在该情况下,极近距离区域Dc中的x轴的正负判定根据⑶式所示的微弱电压位置 微分值vdlpe的斜率和挡位Sp来判定。
[0145]另外,是否从近距离区域Dn进入极近距离区域Dc的判定根据微弱电压值vlpe是否 超过微弱电压值vlpec、或者微弱电压积分值vilpe是否超过与微弱电压值vlpec相同位置 的微弱电压积分值vilpc来进行判定。
[0146] 远离距离区域Ds中的x轴的正负判定根据通过以下⑸式计算出的微弱电压积分 值vilpe的位置微分值(微弱电压积分值位置微分值)vdpilpe的斜率和挡位Sp来判定。 vdpilpe = d (vilpe) /dx--- (5)
[0147]在根据微弱电压值特性202不能唯一地确定距离x的远离距离区域Ds中,根据能够 唯一地确定距离x的微弱电压积分值特性204来计算距离x。
[0148]另外,车辆20的当前位置伴径距离)ra (x,y)也可以不使用微弱电压积分值特性 204,而单纯地根据从微弱电压检测范围外(称为微弱电压检测范围外区域或检测范围外区 域。)Dout (参照图6)进入微弱电压检测范围内(称为微弱电压检测范围内区域或检测范围 内区域。)Din的远距离区域Df内时的初始位置xint、和车辆移动量CVp(参照图5)求得,其中 所述车辆移动量cvp根据由车速传感器74检测到的车速Vv与由操舵角传感器78检测到的操 舵角0s计算出。
[0149]并且,在近距离区域Dn中,由于产生与受电线圈I2和供电线圈11的相对移动速度 对应的感应电压,因此参照根据车速Vv预先求得的感应电压的对应特性的映射图即车速感 应电压特性206,求取对微弱电压值vlpe进行了漂移校正后的微弱电压值vlpe。另外,微弱 电压积分值vilpe使用对校正后的微弱电压值vlpe进行积分得到的值。
[0150] 并且,微弱电压值特性202根据作为受电线圈12与供电线圈11之间的间距的z轴高 度zh而变化,因此,考虑该z轴高度zh来选择乃至校正微弱电压值特性202。
[0151] 再者,由于微弱电压积分值vilpe还会累计误差,因此,在不产生感应电压的车速 Vv二0的情况下,根据当前的微弱电压值vlpe和微弱电压积分值vilpe,将微弱电压积分值 vilpe重置为与车速Vv为Vv = 0的微弱电压值vlpe相对的微弱电压积分值特性204上的值、 即基准值。
[0152] 在该情况下,根据当前的微弱电压积分值vilpe来判断极近距离区域Dc、近距离区 域Dn和远距离区域Df的各区域,按照各区域,代入与微弱电压值v 1 pe的值对应的微弱电压 积分值特性204上的值、即基准值而进行重置,来作为重置后的微弱电压积分值vilpe即可。
[0153] [第2实施例]
[微弱电压检测范围外区域Dout和微弱电压检测范围内区域Din的识别判定] 如上所述,在该实施方式中,基本上计算受电线圈12从最初接受到微弱电压值vlpe的 初始位置xint开始的在x轴上的移动量xvp,换言之,计算受电线圈12的从供电线圈11的原 点〇开始的在x轴上的位置(距离)X。
[0154] 因此,在检测范围外区域Dout中,重置微弱电压积分值vilpe和x轴移动量xvp等参 数,车辆20进入检测范围内区域Din (从检测范围外进入检测范围内时)之后进行重置微弱 电压积分值vilpe和X轴移动量xvp等参数而设为初始位置xint的初始化,并且开始微弱电 压积分值vilpe和x轴移动量xvp的计算。
[0155] 虽然在检测范围外区域Dout中微弱电压值vlpe贴近下限(混入有一些不规则噪 声、漂移。),但在检测范围内区域Din中,在谷底位置xb,微弱电压值vlpe也达到下限值,仅 仅通过微弱电压值vlpe无法准确地判定微弱电压检测范围内外区域。
[0156] 微弱电压值vlpe在检测范围内区域Din中,除了谷底位置xb之外肯定超过零值,因 此将略微超过零值的电压、大致与上述的谷值vlpeth对应的电压设定为微弱电压阈值{:由 于是大致相同的值,因此用相同符号称为微弱电压阈值vlpeth。(参照图6)}。
[0157] 因此,若微弱电压值vlpe在微弱电压阈值vlpeth以上,贝IJ判定为是检测范围内区 域Din。另外,进行过滤处理除去噪声,来除去漂移量,因此,微弱电压阈值vlpeth被设定为0 +的值(为正,但接近零的值)。
[0158] 另外,在微弱电压值vlpe在微弱电压阈值vlpeth以下,且处于停车状态(Vv = 0)的 情况下,无法判定是检测范围外区域Dout的位置还是谷底位置xb,因此,不重置到上次为止 检测到的参数值(微弱电压积分值vilpe等)而保持上次为止检测到的参数值。
[0159] 并且,在微弱电压值vlpe在微弱电压阈值vlpeth以下且处于行驶状态(Vv#0)的 情况下,若以下的(6)式所示的微弱电压值vlpe的时间微分值vdtlpe处于零值的期间持续 阈值时间Tth,则判定为是检测范围外区域Dout,将参数值重置。 vdtlpe = d (vlpe) /dt--- (6)
[0160] 在此,由时间微分部106t计算相对于由未图示的计时器(时钟)测定到的微小时间 dt的变化量的、微弱电压值vlpe的微小变化量d (vlpe)来作为时间微分值vdtlpe。
[0161] 再者,在微弱电压值vlpe在微弱电压阈值vlpeth以下且处于行驶状态(Vv尹0)时, 若微弱电压时间微分值vdt 1 pe变为Vdt 1 pe矣0,则判定为是检测范围内区域D in。
[0162]并且,也可以根据从检测范围外区域Dout进入检测范围内区域Din时的初始位置 xint、与由车速传感器74和操舵角传感器78计算出的车辆移动量cvp来计算x轴位置x,并根 据计算出的x轴位置来判定x位置的正负。
[0163][第3实施例]
[X轴移动量xvp的计算方法] 图9表示描绘在X轴的原点〇的正负两侧的微弱电压值特性2020s (设Z轴高度zh为zhl。) 和微弱电压值特性2020s/ (z轴高度zh二zh2,zh2>zhl)。
[0164]微弱电压值特性2〇2〇^是z轴高度为zh = zh2的比z轴高度zh = zhl高时的特性,且 微弱电压值vlpe在检测范围内区域Din的整个区域中为低的值。
[0165]例如,当车辆20从检测范围外区域Dout (+)进入检测范围内区域Din (+)时,(3)式 所不的微弱电压位置微分值vdplpe从零值(vdplpe = 0)向非零值(vdplpe/0)转移。
[0166]如图10A所示,将微弱电压位置微分值vdplpe从零值转移到非零值的位置设定为 初始位置xint。
[0167]如图10B所示,能够通过从初始位置xint (xint,0)中减去移动量xvp来求得x轴位 置(距离x)。另外,在该第3实施例中,假定y轴移动量小到能够忽视的程度。
[0168]在该第3实施例中,从初始位置xint (xint,0)开始到极近距离临界位置xc (xc,〇) 或极近距离临界位置+xbc为止,通过车速VvX (乘以)所需时间,例如VvtarX所需时间或了 Vv • dx来计算x轴移动量xvp,其中所述极近距离临界位置+xbc是微弱电压值vlpe第二次达 到副峰值(vlpen)的位置,所述极近距离临界位置xc (xc,〇)是与极近距离临界位置+Xbc相 差较少余量的位置;从第二次达到副峰值(vlpen)的位置(极近距离临界位置+Xbc)或极近 距离临界位置xc (xc,0)开始到原点〇(0,0)为止,参照极近距离区域Dc的微弱电压值特性 2020 (2020s或2020s〇来计算x轴移动量xvp。
[0169]据此,H纟够从微弱电H纟的初始位置(初始检测位置)+xint开始到最大峰值vlpemax 的位置(最大峰值检测位置)为止,通过可靠且简单的结构对车辆20的受电线圈12进行位置 对准。
[0170]另外,图9中,另一方的副峰值v 1 pen /表示微弱电压值特性2020s ^的副峰值。
[0171][第4实施例]
[x轴的正负判定的概要] 根据挡位Sp、微弱电压值vlpe、相对于车辆位移的微弱电压积分值vi lpe、和相对于车 辆位移的微弱电压位置微分值vdplpe,来推定受电线圈12相对于供电线圈11的相对的前后 位置(正负位置),细节参照在后面叙述的流程(图14的步骤S3、图17)进行说明。
[0172]另外,根据车辆2〇从检测范围外区域Dout进入检测范围内区域Din时的挡位Sp来 判定在初始位置xint的正负。
[0173]在近距离区域Dn和远距离区域Df中,根据微弱电压积分值Vilpe来判定x轴的正 负。
[0174]在极近距离区域Dc中,根据微弱电压值vlpe相对于车辆位移的微分值、即微弱电 压位置微分值vdplpe的正负来推定受电线圈12正在靠近供电线圈11还是正在远离供电线 圈11,根据挡位Sp来判断车辆20的前进或后退,据此,判定X轴位置的正负。
[0175] [第5实施例]
[y轴移动量的推定] 在根据图11所示的车辆移动量XVp和图12所示的微弱电压值vlpe推定为车辆20位于极 近距离区域Dc内的情况下,推定y轴方向距离(y轴移动量)yvp。
[0176] 在图12中,微弱电压值特性202中,实线所示的微弱电压值特性2〇2〇s是y轴的值为 y = 0 [mm]且车速Vv为Vv = 0 [mm/s]时的x轴上的特性。
[0177] 虚线所示的微弱电压值特性2022s为y轴的值为y = yb (yb>ya) [mm]且车速Vv为Vv =0 [mm/s]时的x轴上的特性。
[0178] 单点划线所示的微弱电压值特性2020d是y轴的值为y = 0[mm]且车速Vv为一定微 速的目标车速Vvtar (Vv = Vvtar [mm/s])时的特性。
[0179] 双点划线所示的微弱电压值特性2022d是y轴的值为y = yb[mm]且车速Vv为一定微 速的目标车速Vvtar [mm/s]时的x轴上的特性。
[0180] 特性 2040s、2〇40d、2042s、2042d 分别是与特性 2〇2〇s、2020d、2022s、2〇22d 对应的 微弱电压积分值特性。
[0181] 在推定为车辆20位于极近距离区域Dc内的情况下,若y轴方向距离的位移在ya以 内,则微弱电压值vlpe随着x轴移动量xvp的增加而增加。但是,在y轴方向上的偏移大,例如 在y=yb>ya的情况下,当x轴移动量xvp增加时,与其相反,微弱电压值vlpe变小。
[0182] 因此,y轴移动量yvp根据图11所示的x轴移动量xvp、例如xvp =车速VvX所需时间 和图12所示的特性202、204求得。另外,y轴移动量yvp的正负能够根据车辆20的操舵角Os来 判定。
[0183] [第6实施例]
[求取x轴位置x和y轴位置y的方法] 如图13所示,在假定供电板21'中的供电线圈为圆形的供电线圈11',求取当前的坐标 位置ra (x,y)的情况下,如以下⑺式所示,根据车速Vv来计算车辆移动量cvp。 cvp = /Vv • dt--- (7) 根据勾股定理(the Pythagorean theorem)求得以下的(8)、(9)式。 y2+x2 = ra2--- (8) y2+ (cb_x) 2 = cvp2…(9) 在此,ra是根据ySy<ya的情况下的微弱电压值vlpe并参照微弱电压值特性202求得 的向量的大小。Cb与初始位置(初始距离)xint相等。
[0184] 当对(8)、⑼式解x、y时,得到以下(1〇)式、(11)式,并能够通过该式求取当前的坐 标位置(半径)ra (y,x)。 x= (ra2-cvp2+cb2) /2 • cb-- - (10) y = {(ra+cb+cvp) (ra-cb+cvp) (ra+cb-cvp) (_ra+cb+cvp)}1/2/2 • cb…(11)
[0185][基于流程图的动作的说明] 接着,参照流程图,对车辆20的受电板(受电线圈12)相对于充电站30的供电板21 (供电 线圈11)的位置对准处理,换言之,受电线圈12相对于供电线圈11的相对位置的检测处理 (计算处理)进行说明。
[0186] 图14是相对位置检测处理的整体流程图。另外,流程图所涉及的程序的执行主体 为ECU60,但为了避免烦杂而省略一部分记载。另外,以微小时间,例如以上述的微小时间dt 来反复执行整体的流程图。
[0187] 在步骤S1中,E⑶60进行参数计算、计算出的参数的重置处理和初始化处理。
[0188] 参数基本上是车辆20的移动量cvp和微弱电压积分值Vi lpe。另外,在y轴移动量微 小到能够忽视的程度的情况下,移动量CVP也可以为X轴相对移动量(X轴移动量)xvp。在初 始化处理中,进行当前位置ra (x,y)的初始化处理,即,使cvp (X,y) = xint (xint,0)的处理。
[0189] 在重置和初始化处理后的步骤S2中,E⑶60根据检测到的微弱电压值vlpe来进行 微弱电压积分值vilpe的计算处理。
[0190] 接着,在步骤S3中,判定x轴的正负。
[0191]并且,在步骤S4中,根据微弱电压值vlpe和微弱电压积分值vilpe,进行作为车辆 20的受电部的受电板(受电线圈12)相对于作为充电站30的供电部的供电板21 (供电线圈 11)的相对位置的检测处理(计算处理)。
[0192]图15是用于说明作为参数的车辆移动量cvp的计算、该车辆移动量cvp和微弱电压 积分值vilpe的重置处理和初始化处理等的步骤S1的处理的详细流程图。
[0193] 在步骤Sla中,E⑶60的电压值检测部102 (参照图4)通过电压传感器52来检测微弱 电压值vlpe。另外,在检测微弱电压值vlpe时,进行用于噪声除去、漂移检测和除去等的过 滤处理。
[0194] 接着,在步骤Sib中,微分部106的位置微分部106p和时间微分部106t分别计算微 弱电压值vlpe的位置微分值vdplpe和时间微分值vdtlpe。
[0195]接着,在步骤Sic中,有意义性判定部104判定检测到的微弱电压值vlpe是否是微 弱电压阈值vlpeth以上的值。
[0196]在最初的判定中,由于车辆20位于检测范围外区域Dout,因此,微弱电压值vlpe低 于微弱电压阈值vlpeth,该判定为否定(步骤Sic:否)。
[0197] 接着,在步骤Sid中,E⑶60通过车速传感器74来检测车速Vv,并判定车辆20是否处 于移动状态(位移状态),在处于移动状态的情况下,在步骤Sle中,判定位置微分值vdplpe 和/或时间微分值vdtlpe是否如以下(12)式和(13)式所示,在阈值(位置微分阈值dpth、时 间微分阈值dtth)以下。 vdplpe含dpth." (12) vdtlpe兰dtth"_ (13)
[0198]在步骤Sle中,在至少一方的判定为肯定(步骤Sle:是)的情况下,在步骤slf中,判 定是否经过了微小时间的阈值时间Tth,在经过了微小时间的阈值时间Tth (步骤S1 f:是)的 情况下,在步骤Slg中,检测范围内外判定部108判定车辆20的受电线圈12位于检测范围外 区域Dout (检测范围外)。
[0199]另一方面,在上述的步骤Sic的判定中微弱电压值vlpe在微弱电压阈值vlpeth以 上(步骤Sic:是)的情况下,以及在步骤sie的判定中至少一方的微分值超过阈值(步骤Sle: 否)的情况下,在步骤Slh中,检测范围内外判定部1〇8判定为车辆20的受电线圈12位于检测 范围内区域Din (检测范围内)。
[0200]接着,在步骤SI i中,初始位置与参数设定部112判定车辆20的受电线圈12是否从 检测范围外区域Dout进入(转移到)检测范围内区域Din。
[0201] 在受电线圈12没有进入(转移到)检测范围内区域Din (步骤Sli:否)的情况下,换 言之,在受电线圈12继续位于检测范围外区域Dout或继续位于检测范围内区域Din的情况 下,在步骤SI j中,设初始位置与参数设定部112没有参数重置要求。
[0202]另一方面,在进入(转移到)检测范围内区域Din (步骤Sli:是)的情况下,即,车辆 20的受电线圈12从检测范围外区域Dout进入(转移到)检测范围内区域Din的情况下,在步 骤Slk中,设初始位置与参数设定部112有参数重置的要求和初始化要求。
[0203] 接着,在步骤SI 1中,在有参数重置的要求和初始化要求(步骤S11:是)的情况下, 在步骤Sim中,初始位置与参数设定部112进行将微弱电压积分值vilpe重置为零值,且使移 动量cvp为初始位置xint (xint,0)的初始化处理。
[0204] 在步骤SI 1中,在没有参数重置的要求和初始化要求(步骤SI 1:否)的情况下,在步 骤Sin中,移动量检测部110以超低速行驶为前提,例如根据车速Vv、轴距长度等车辆诸要素 和操舵角0s来求得车辆20的移动量cvp的X轴移动量分量和Y轴移动量分量。
[0205]另外,移动量cvp还能够使用GPS装置等定位装置求得,或者使用惯性导航求得。 [0206]图16是用于说明微弱电压积分值vilpe的计算处理的步骤S2的处理的详细流程 图。
[0207] 在步骤S2a中,在受电线圈12位于近距离区域Dn(参照图6)内的情况下,考虑由于 车速Vv而产生的感应电压的影响而对微弱电压值vlpe进行校正(LPE感应电压校正)。
[0208]接着,在步骤S2b中,判定是否有参数重置和初始化要求,在有参数重置和初始化 要求(步骤S2b:是)的情况下,进一步在步骤S2c中,正负判定部118参照从挡位传感器79获 取的挡位Sp,判定是前进泊车还是后退泊车。
[0209]在是前进泊车的情况下,在步骤S2d中,微弱电压积分值计算部115设x轴为负值, 代入微弱电压积分值vilpe作为积分值初始值。
[0210]在是后退泊车的情况下,在步骤S2e中,微弱电压积分值计算部II5设x轴为正值, 代入微弱电压积分值vilpe作为积分值初始值。
[0211] 在步骤S2b的判定中,在没有参数重置和初始化要求的情况下,微弱电压积分值计 算部115在步骤S2f中确认位于检测范围内区域Din之后,在步骤S2g中,判定车速Vv是否为0 [km/h],在处于停车状态(步骤S2g:是)的情况下,在步骤S2h中,进行微弱电压积分值vilpe 的电压静态特性校正处理。
[0212] 在该电压静态特性校正处理中,为了消除由微弱电压积分值446累计的误差来 进行重置,而根据当前的微弱电压积分值vilpe来判断极近距离区域Dc、近距离区域Dn和远 距离区域Df的各区域,按照各区域,代入与当前的微弱电压值vlpe的值对应的微弱电压积 分值特性204上的值即基准值作为重置后的微弱电压积分值vilpe。
[0213] 在步骤S2g的判定中,在车速Vv不是零值而处于行驶状态(步骤S2g:否)的情况下, 在步骤S2i中,微弱电压积分值计算部115计算微弱电压积分值vilpe。
[0214] 另外,在检测范围内区域Din中,考虑车辆20从停止状态开始行驶的情况,微弱电 压积分值vi lpe的值使用上次车速Vv变为零值时所保存的备份值。
[0215]图17和图18分别是用于说明受电板(受电线圈12)相对于供电板21 (供电线圈11) 的、步骤S3的x轴正负判定处理和步骤S4的相对位置的检测处理(计算处理)的详细流程图 (1/2和2/2)。
[0216] 在图n的步骤S3a中,例如获取充电站30与受电线圈12之间的z轴高度zh的信息, 设定(选择)适合z轴高度zh的微弱电压值特性202。
[0217]在步骤S3b中,正负判定部118监测上述步骤Slg、Slh的检测范围内外判定结果(程 序上为标志(flag))。
[0218]在受电线圈I2没有位于检测范围内区域Din (步骤S3b:否)的情况下,即在受电线 圈12位于检测范围外区域Dout的情况下,在步骤S3c中,正负判定部118监测步骤S2c的挡位 Sp的判定结果,若挡位Sp位于后退位置R,则在步骤S3d中,设受电线圈12的x轴位置为“正”。 若挡位Sp为前进位置D,则在步骤S3e中,设受电线圈12的x轴位置为“负”。
[0219] 另一方面,在步骤S3b中,判定为受电线圈12位于检测范围内区域Din (步骤S3b: 是)的情况下,在步骤S3f中,判定受电线圈12位于极近距离区域Dc内还是远离距离区域Ds 内。
[0220] 在步骤S3f的判定中,例如若检测到的微弱电压值Vlpe在微弱电压值(阈值)vlpec (参照图6)以上,则判定为位于极近距离区域Dc内,若微弱电压值vlpe低于微弱电压值(阈 值)Vlpec,则判定为位于远离距离区域Ds内。
[0221] 在受电线圈12位于远离距离区域Ds内的情况下,在步骤S3g中,判定微弱电压积分 值vi lpe低于微弱电压积分值(阈值)Vi lpec (参照图6)还是在微弱电压积分值(阈值) vilpec 以上。
[0222]若微弱电压积分值vilpe低于微弱电压积分值(阈值)Vilpec,则在步骤S3h中,正 负判定部118判定为x轴位置为“正”,若微弱电压积分值vilpe在微弱电压积分值(阈值) vilpec以上,则车辆20 (受电线圈12)位于超过供电线圈11的原点〇侧的远离距离区域Ds (参 照图9)内,在步骤S3i中,正负判定部118判定为x轴位置为“负”。
[0223]在步骤S3f的判定中判定为受电线圈12位于极近距离区域Dc内的情况下,为了确 定该极近距离区域Dc中的正负,在步骤S3j中,判定挡位Sp位于后退位置R还是前进位置D。 [0224]若挡位Sp位于后退位置R,则在步骤S3k中,判定微弱电压位置微分值vdplpe和微 弱电压时间微分值vdtlpe中的至少一方是否是正值,若微弱电压位置微分值vdplpe和微弱 电压时间微分值vdtlpe中的至少一方是正值,则受电板22 (受电线圈12)位于正在接近供电 板21(供电线圈11)的位置,因此,在步骤S31中,判定为x轴位置为“正”,若为负值,则在步骤 S3m中,受电板22 (受电线圈12)位于超过供电板21 (供电线圈11)的位置而远离的位置,因 此,判定为x轴位置为“负”。
[0225]在步骤S3j的判定中,若挡位Sp位于前进位置D,则在步骤S3n中,判定微弱电压位 置微分值vdplpe和微弱电压时间微分值vdtlpe中的至少一方是否为正值,若为正值,则受 电板22 (受电线圈1¾位于正在接近供电板21 (供电线圈11)的位置,因此在步骤S3o中,判定 为x轴位置为“负”,若为负值,则在步骤S3p中,受电板22 (受电线圈12)位于超过供电板21 (供电线圈11)的位置而远离的位置,因此判定为x轴位置为“正”。
[0226]接着,在图18的流程图的步骤S4a中,相对位置计算部116与步骤S3f的判定处理同 样,判定受电线圈I2位于极近距离区域Dc内还是远离距离区域Ds内。
[0227]在判定为受电线圈12位于远离距离区域Ds内的情况下,在步骤S4b中,将微弱电压 值vlpe和微弱电压积分值vilpe作为自变量而分别参照微弱电压值特性202、微弱电压积分 值特性204来计算相对半径ra (图11等)。
[0228]在步骤S4a中判定为受电线圈12位于极近距离区域Dc内的情况下,进一步在步骤 S4c中,判定图11所示的车辆移动量cvp是否在极近距离区域Dc内,若车辆移动量cvp在极近 距离区域Dc内,则在步骤S4d中,根据微弱电压值vlpe来计算x轴移动量xvp,若车辆移动量 cvp在极近距离区域Dc外,则在步骤S4e中根据微弱电压值vlpe来计算相对半径ra。
[0229]另外,在步骤S4d中,如在第5实施例中说明的那样,y轴位置参照图12所示的微弱 电压值特性202来推定。
[0230] 接着,在步骤S4f中,判定y轴移动量yvp是否在阈值以下,在判定为y轴移动量yvp 不在阈值以下(步骤S4f:否)的情况下,在步骤S4g中,根据初始位置xint、相对半径ra、车辆 20的移动量cvp,例如通过(10)式和(11)式来计算xy轴位置ra (x,y)。
[0231] 在步骤S4f中,判定车辆Y轴移动量yvp是否在阈值以下,在判定为车辆Y轴移动量 yvp在阈值以下(步骤S4f:是)的情况下,在步骤S4h中,计算x轴位置x (x轴位置x与相对半径 ra近似。),并且,在步骤S4i中计算y轴位置作为车辆Y轴移动量ybp (图11和图12)。
[0232][总结和变形例] 如以上说明的那样,上述的非接触电能传输系统10具有:充电站30,其具有作为供给位 置对准用的微弱电能的供电部的供电线圈11;车辆20,其具有作为以非接触的方式来接受 所述微弱电能的受电部的受电线圈12。
[0233] 作为车辆20的控制部的ECU60具有:电压值检测部102,其检测与由受电线圈12接 受到的所述微弱电能的大小对应的微弱电压值vlpe;移动量检测部110,其检测车辆20的移 动量cvp (xvp);和移动方向检测部111,其检测车辆20的移动方向,根据检测到的所述微弱 电压值vlpe、所述移动量cvp (xvp)和所述移动方向,来检测所述受电线圈12相对于所述供 电线圈11的位置。
[0234] 这样,根据检测到的微弱电压值vlpe来检测从供电线圈11到受电线圈12的距离 (半径距离),并且检测车辆20的移动量cvp (xvp)和移动方向,因此能够准确地检测受电部 (受电线圈12)相对于供电部(供电线圈11)的2维相对位置。
[0235] 在该情况下,车辆20的ECU60还具有有意义性判定部104和初始位置与参数设定部 112,所述有意义性判定部104判定由所述电压值检测部102检测到的所述微弱电压值vlpe 是否是有意义的,在车辆20寻求所述微弱电能的检出而朝向所述供电线圈11行驶的过程中 由电压值检测部102检测到的电压值从零值开始增加时,该有意义性判定部104判定为所述 微弱电压值vlpe是有意义的。
[0236] 另外,所述初始位置与参数设定部112将判定为所述微弱电压值vlpe是有意义的 的位置设定为相对于所述受电线圈12的位置对准用的初始位置xint,并将作为参数的移动 量等重置。
[0237] 这样,预先对具有规定的z轴高度zh (俯视观察时各中心一致时的供电线圈11与受 电线圈12之间的距离)和形状的受电线圈12求得微弱电压值vlpe变为有意义的、距供电线 圈11的距离,因此,当检测到微弱电压值vlpe时,将该检测位置设定为相对于所述受电线圈 12的位置对准用的初始位置xint,并且将所述参数重置(使其为零值)。在此之后,能够通过 使车辆20朝向供电线圈11的中心行驶已知的距离来移动受电线圈12,来准确地位置对准于 正式充电中的受电效率达到最优的位置(俯视观察时受电线圈12的中心对准供电线圈11的 中心的位置)。
[0238]换言之,能够一边把握受电线圈I2相对于供电线圈11的位置一边缩短受电线圈12 与供电线圈11的距离来可靠地进行位置对准。
[0239]另外,所述车辆20的ECU60还具有:有意义性判定部104,其判定由电压值检测部 102检测到的微弱电压值Vlpe是否是有意义的;微分部1〇6,其作为求取由所述电压值检测 部102检测到的微弱电压值vlpe的微分值的初始位置判定用微分部;和初始位置与参数设 定部II2,在车辆2〇寻求所述微弱电能的检测而朝向供电线圈n行驶的过程中由电压值检 测部102检测到的电压值的、被微分部1〇6进行微分得到的微分值从零值开始增加时,该有 意义性判定部104判定为微弱电压值vlpe是有意义的。
[0240]初始位置与参数设定部II2将判定为微弱电压值vlpe是有意义的的位置设定为相 对于所述受电线圈12的位置对准用的初始位置xint,并将所述参数重置。
[0241]这样,预先对规定的z轴高度zh和形状的受电线圈12求得微弱电压值vlpe变得有 意义的、距供电线圈11的距1¾,因此当所述电压值的初始位置判定用微分值d (vlpe) /dx或d (vlpe)/dt从零值开始增加时,视为检测到微弱电压值vlpe,将该检测位置设定为相对于所 述受电线圈12的位置对准用的初始位置xint,并将参数重置。在此之后,能够通过使车辆20 向供电线圈11的中心行驶已知的距离来移动受电线圈12,来准确地位置对准于正式充电中 的受电效率达到最优的位置(俯视观察时受电线圈12的中心对准供电线圈11的中心的位 置)。
[0242]换言之,能够一边把握受电线圈12相对于供电线圈11的位置一边缩短受电线圈12 与供电线圈11的距离来可靠地进行位置对准。
[0243]另外,若微分值为时间微分值d (vlpe) /dt,则在行驶过程中能够进行有意义性的 判定和初始位置的设定,若微分值为位置微分值d (vlpe) /dx,则能够与车速Vv无关地进行 有意义性的判定和初始位置的设定。
[0244]所述ECU60还具有微弱电压值特性存储部2〇〇v,该微弱电压值特性存储部200v预 先存储表示微弱电压值vlpe与从供电线圈11到受电线圈12的半径距离的对应关系的微弱 电压值特性202,所述移动量检测部110将由所述电压值检测部102检测到的所述微弱电压 值vlpe作为自变量,并参照所述微弱电压值特性202,来检测从所述初始位置xint到所述受 电线圈12的移动量xvp,据此,能够检测从所述供电线圈11到所述受电线圈丨2的距离x。
[0245]这样,将检测到的所述微弱电压值vlpe作为自变量并参照微弱电压值特性202,其 结果,检测出从供电线圈11到受电线圈12的距离x,因此,能够计算受电线圈12相对于供电 线圈11的准确的位置(距离)。
[0246]另外,微弱电压值特性202是受电线圈12的位置与供电线圈11的位置一致时微弱 电压值vlpe达到最大值的特性,因此,通过在检测到最大值时使车辆2〇停止,能够在正式充 电中的受电效率最优(最大)的位置结束位置对准。
[0247]并且,所述E⑶60具有:微弱电压积分值计算部115,其计算作为检测到的微弱电压 值vlpe的积分值的微弱电压积分值Vilpe;和微弱电压积分值特性存储部200i,其预先存储 表示微弱电压积分值vilpe与从供电线圈11到所述受电线圈12的距离的对应关系的微弱电 压积分值特性204,通过参照微弱电压积分值特性204来检测从初始位置xint开始的移动量 xvp,来检测从供电线圈11到受电线圈12的距离x。
[0248]即使在连结初始位置xint与供电线圈11的直线线路的路径中有供电线圈u与受 电线圈12的电磁结合度增减的部位(位置),由于微弱电压值vlpe是正值,因此微弱电压积 分值vi lpe也单调增加。因此,通过参照微弱电压积分值特性2〇4检测从初始位置Xint开始 的移动量xvp,能够可靠地检测从供电线圈11到受电线圈12的距离x。
[0249] ECU60还具有微弱电压积分值计算部115,其计算作为检测到的微弱电压值v 1 p e的 积分值的微弱电压积分值vilpe;和微弱电压积分值特性存储部2〇〇i,其预先存储表示微弱 电压积分值vi lpe与从供电线圈11到受电线圈12的距离的对应关系的微弱电压积分值特性 204,在微弱电压值vlpe随着移动量xvp的增加而单调增加的供电线圈丨丨的极近距离区域此 中,参照微弱电压值特性2〇2来计算距供电线圈11的距离,在包括微弱电压值vlpe不随着移 动量xvp的增加而单调增加的区域的、比极近距离区域Dc远离的远离距离区域Ds中,参照微 弱电压积分值特性204来计算距供电线圈11的距离。
[0250]在包括虽然供电线圈11与受电线圈I2之间的距离变短但微弱电压值特性202上的 微弱电压值vlpe不增加的近距离区域Dn在内的远离距离区域Ds中,能够参照对微弱电压值 特性202进行积分求得的微弱电压积分值特性204,检测至受电线圈12的距离,因此,能够以 高的稳健性检测从供电线圈11到受电线圈12的距离x。
[0251] 在该情况下,在极近距离区域Dc中,当随着移动量xvp的增加而单调增加的微弱电 压值vlpe的增加量(位置增加量)变大,且供电线圈11与受电线圈12的俯视观察时的位置一 致时,最大值且位置增加量变为零值,因此,例如通过根据微弱电压值vlpe的位置微分值d (vlpe) /dx求取拐点(微分值从正值变为零值的位置),能够更准确地进行位置对准,且能够 在最大传输效率位置进行充电,能够优化充电效率。
[0252] 在该情况下,当将受电线圈12接近供电线圈11的方向作为接近方向,将受电线圈 12远离供电线圈11的方向作为远离方向时,E⑶60在微弱电压值vlpe在微弱电压值(阈值) vlpec (规定电压值)以上的区域(微弱电压值vlpe随着移动量xvp的增加而单调增加的供电 线圈11的极近距离区域Dc)中,根据微弱电压值vlpe的位置微分值d (vlpe) /dx来判定是所 述接近方向还是远离方向,在微弱电压值vlpe低于微弱电压值(阈值)vlpec (规定电压值) 的区域(包括所述微弱电压值vlpe没有随着移动量xvp的增加而单调增加的区域的、比极近 距离区域Dc远离的远尚距呙区域Ds)中,根据微弱电压积分值vilpe的位置微分值d (vilpe) /dx来判定是接近方向还是远离方向。
[0253] 这样一来,能够可靠地判定受电线圈12的移动是向接近供电线圈11的接近方向 (靠近方向)的移动还是向远离方向(远去方向)的移动,因此,例如能够避免供电线圈11和 受电线圈12在车辆内显示器72上的位置显示颠倒。
[0254] 所述E⑶60还设定将所述受电线圈12位置对准于所述供电线圈11所需的最优的车 速(目标车速Vvtar),并且具有显示器72,所述显示器72作为将最优的所述车速(目标车速 Vvtar)或与该车速Vvtar相关的指令通知给所述乘贝的告知部。
[0255] 这样一来,能够准确地辅助驾驶员为了位置对准而对加速踏板77进行的操作。
[0256] 尤其是,车辆20具有显示器72,因此,E⑶㈤将用于得到最优的车速Vv的目标加速 踏板开度Qatar和当前的加速踏板开度0ap作为与车速Vv相关的指令而显示在显示器72上。
[0257] 这样,在显示器72上同时显示目标加速踏板开度eatar和当前的加速踏板开度0 ap,据此,能够更具体地易于理解地辅助驾驶员为了位置对准而对加速踏板77进行的操作。
[0258] E⑶60具有检测车辆20的操舵角0s的操舵角传感器78,根据检测到的操舵角0s和 受电线圈12相对于供电线圈11的位置,将车辆20的转向的操作方向显示在显示器72上。
[0259] 通过在显示器72上显示车辆20的转向的操作方向,能够更具体地易于理解地辅助 驾驶员为了位置对准而进行转向的操作。
[0260] [变形例] 上述实施方式所涉及的非接触电能传输系统1〇中,接受到从充电站3〇供给的位置对准 用的微弱电能的车辆20或该车辆20的驾驶员根据所述微弱电能来执行所述车辆20向所述 充电站30的位置对准,但并不限定于此,也可以为:接受到从车辆20供给的位置对准用的微 弱电能的充电站30—边与车辆20进行相互通信,一边根据所述微弱电能使车辆20或该车辆 20的驾驶员执行车辆20向充电站30的位置对准。
[0261] 在该情况下,车辆20可以使微弱电能供给用的线圈和正式充电用的线圈共用,也 可以分别构成。另外,充电站30可以使微弱电能受电用的线圈与供电线圈11共用,也可以分 别构成。车辆20的ECU60和充电站30的电源ECU61为了在位置对准过程中从充电站30向车辆 20侧发送信息等而相互通信,协同来执行位置对准处理。
[0262] S卩,该变形例是一种非接触电能传输系统,具有:车辆,其具有供给位置对准用的 微弱电能的供电部(供电线圈);和充电站,其具有以非接触的方式来接受所述微弱电能的 受电部(受电线圈)。
[0263] 该变形例所涉及的充电站的控制部具有:电压值检测部,其检测与由所述受电部 接受到的所述微弱电能的大小对应的微弱电压值;移动量检测部,其检测所述车辆的移动 量;和移动方向检测部,其检测所述车辆的移动方向,根据检测到的所述微弱电压值、所述 移动量和所述移动方向,来检测所述受电部相对于所述供电线圈的位置。
[0264] 根据该变形例,根据检测到的微弱电压值来检测受电部相对于供电线圈的距离, 另外,根据检测到的微弱电压值的大小的变化来检测移动量,并且检测移动方向,因此,能 够准确地检测受电部相对于供电线圈的位置(距离)。
[0265] 另外,本发明并不限定于上述实施方式,当然能够根据本说明书的记载内容而采 用各种结构。

Claims (10)

1. 一种非接触电能传输系统(10),其包括充电站(30)和车辆(20),其中,所述充电站 (30)具有供给微弱电能的供电部;所述车辆(20)具有以非接触的方式来接受所述微弱电能 的受电部, 其特征在于, 所述车辆(20)的控制部具有电压值检测部(102)、移动量检测部(110)和移动方向检测 部(111),其中, 所述电压值检测部(102)检测由所述受电部接受到的所述微弱电能的微弱电压值; 所述移动量检测部(110)检测所述车辆(20)的移动量; 所述移动方向检测部(111)检测所述车辆(20)的移动方向, 所述车辆(20)的控制部根据检测到的所述微弱电压值、所述移动量和所述移动方向, 来检测所述受电部相对于所述供电部的位置。
2. 根据权利要求1所述的非接触电能传输系统,其特征在于, 所述车辆(20)的控制部还具有有意义性判定部(104)和初始位置与参数设定部(112), 其中, 所述有意义性判定部(104)判定由所述电压值检测部(102)检测到的所述微弱电压值 是否是有意义的, 在所述车辆(20)寻求对所述微弱电能的检测而朝向所述供电部行驶的过程中由所述 电压值检测部(102)检测到的电压值从零值开始增加时,该有意义性判定部(104)判定为所 述微弱电压值是有意义的, 所述初始位置与参数设定部将判定为所述微弱电压值是有意义的的位置设定为相对 于所述受电部的初始位置,并将参数重置。
3. 根据权利要求1所述的非接触电能传输系统,其特征在于, 所述车辆(20)的控制部还具有有意义性判定部(104)、初始位置判定用微分部和初始 位置与参数设定部(112),其中, 所述有意义性判定部(104)判定由所述电压值检测部(102)检测到的所述微弱电压值 是否是有意义的; 所述初始位置判定用微分部求取由所述电压值检测部(102)检测到的所述微弱电压值 的微分值, 在所述车辆(20)寻求对所述微弱电能的检测而朝向所述供电部行驶的过程中由所述 电压值检测部(102)检测到的电压值的、被所述初始位置判定用微分部进行微分得到的微 分值从零值开始增加时,所述有意义性判定部(104)判定为所述微弱电压值是有意义的, 所述初始位置与参数设定部(112)将判定为所述微弱电压值是有意义的的位置设定为 相对于所述受电部的初始位置,并将参数重置。
4. 根据权利要求2或3所述的非接触电能传输系统,其特征在于, 所述控制部还具有预先存储微弱电压值特性的电压值特性存储部,其中所述微弱电压 值特性表示所述微弱电压值与从所述供电部到所述受电部的距离的对应关系, 所述移动量检测部(110)将由所述电压值检测部(102)检测到的所述微弱电压值作为 自变量,参照所述微弱电压值特性,来检测从所述初始位置到所述受电部的移动量,据此检 测从所述供电部到所述受电部的距离。
5.根据权利要求4所述的非接触电能传输系统,其特征在于, 所述控制部还具有微弱电压积分值计算部和电压积分值特性存储部,其中, 所述微弱电压积分值计算部计算作为检测到的所述微弱电压值的积分值的微弱电压 积分值; 所述电压积分值特性存储部预先存储微弱电压积分值特性,该微弱电压积分值特性表 示所述微弱电压积分值与从所述供电部到所述受电部的距离的对应关系, 所述控制部通过参照所述微弱电压积分值特性来检测从所述初始位置开始的所述移 动量,从而来检测从所述供电部到所述受电部的距离。
6. 根据权利要求4所述的非接触电能传输系统,其特征在于, 所述控制部还具有微弱电压积分值计算部和电压积分值特性存储部,其中, 所述微弱电压积分值计算部计算作为检测到的所述微弱电压值的积分值的微弱电压 积分值; 所述电压积分值特性存储部预先存储微弱电压积分值特性,该微弱电压积分值特性表 示所述微弱电压积分值与从所述供电部到所述受电部的距离的对应关系, 在所述微弱电压值随着所述移动量的增加而增加的所述供电部的极近距离区域中,所 述控制部参照所述微弱电压值特性来计算距所述供电部的距离;在包括所述微弱电压值没 有随着所述移动量的增加而增加的区域的、比所述极近距离区域远的远离距离区域中,所 述控制部参照所述微弱电压积分值特性来计算距所述供电部的距离。
7. 根据权利要求6所述的非接触电能传输系统,其特征在于, 设所述受电部接近所述供电部的方向为接近方向,设所述受电部远离所述供电部的方 向为远离方向时,在所述微弱电压值在规定电压值以上的区域中,所述控制部根据所述微 弱电压值的位置微分值来判定是所述接近方向还是远离方向,在所述微弱电压值低于规定 电压值的区域,所述控制部根据所述微弱电压积分值来判定是所述接近方向还是远离方 向。
8. 根据权利要求1〜7中任一项所述的非接触电能传输系统,其特征在于, 所述控制部还设定将所述受电部位置对准于所述供电部所需的最优的车速,并且具有 告知部,该告知部将最优的所述车速或与该车速相关的指令通知给所述乘员。
9. 根据权利要求8所述的非接触电能传输系统,其特征在于, 所述车辆(20)还具有显示器(72)来作为所述告知部, 所述控制部将目标加速踏板开度和当前的加速踏板开度作为与所述车速相关的指令, 而显示在所述显示器(72)上,其中所述目标加速踏板开度用于得到所述最优的车速。
10. 根据权利要求9所述的非接触电能传输系统,其特征在于, 所述控制部还具有操舵角检测传感器,所述操舵角检测传感器检测所述车辆(2〇)的操 舵角, 所述控制部根据检测到的操舵角和所述受电部相对于所述供电部的位置,将所述车辆 (20)的转向的操作方向显示在所述显示器(72)上。
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