CN109109677A - 非接触电功率传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种非接触电功率传输系统。该非接触电功率传输系统具有服务器(90)，该服务器(90)汇集各充电站(20)的一次线圈(28)相对于路面(12)的高度信息(h1)，服务器(90)在通过电动车辆(40)的二次侧通信装置(68)从该电动车辆(40)的二次侧控制装置(56)接收到想要在希望位置的充电站(20)实施充电的意思时，向该电动车辆(40)的二次侧控制装置(56)发送希望位置的充电站(20)的一次线圈(28)相对于路面(12)的高度信息(h1)。据此，能够准确地进行一次线圈与二次线圈的位置对准。

Description

非接触电功率传输系统
技术领域
本发明涉及一种在一次线圈和二次线圈之间传输电功率的非接触电功率传输系统(contactless electrical power transmission system)。
背景技术
伴随着电动车辆、例如电动汽车、混合动力汽车等的开发，还开发出一种与以非接触的方式对电动车辆的蓄电池进行充电的非接触式充电有关的技术。为了有效地进行非接触式充电，需要准确地进行设置于充电站的一次线圈与设置于车辆的二次线圈的位置对准(alignment)。
例如，在国际公开公报第2013/069089号中公开了一种非接触电功率传输系统，其在车辆泊车于充电站的受电位置之前，将充电站侧的信息向车辆侧发送(国际公开公报第2013/069089号的[0202]段)。所谓充电站侧的信息是指例如泊车空间的尺寸、一次线圈的地面高度等与一次线圈相关的信息。
接收到与一次线圈相关的信息的车辆根据与该一次线圈相关的信息和二次线圈的车辆搭载位置等由车辆侧存储的与二次线圈相关的信息，来判定是否能够进行一次线圈与二次线圈的位置对准。若能够进行位置对准则判定为可供电，若不能够进行位置对准则判定为不可供电，且将判定结果显示于显示部。通过显示部的显示，驾驶员能够与充电开始的前后无关来确认适合充电的车辆位置是哪里(上述公报的[0158]、[0160]和[0203]段)。
发明内容
然而，国际公开公报第2013/069089号中，如果不具有在充电站侧存储与一次线圈有关的信息且将该与一次线圈有关的信息向车辆侧发送的结构，则无法判定能否进行位置对准、能否供电。
另外，国际公开公报第2013/069089号中，即使在判定为能够进行位置对准的情况下，当实际上使车辆移动到充电站来进行一次线圈与二次线圈的位置对准时，也依然可能会发生一次线圈与二次线圈的位置偏差。
本发明是考虑这种技术问题而做出的，其目的在于，提供一种能够准确地进行一次线圈与二次线圈的位置对准的非接触电功率传输系统。
本发明为一种非接触电功率传输系统，其从设置于充电站的一次线圈向设置于车辆的二次线圈以非接触方式传输电功率，其特征在于，具有信息汇集装置(informationaggregating apparatus)，该信息汇集装置汇集在各充电站的设置位置上的一次线圈相对于路面的高度信息，信息汇集装置在通过车辆的通信装置从车辆的控制装置接收到想要在希望位置的充电站实施充电的意思时，向车辆的控制装置发送希望位置的充电站的一次线圈相对于路面的高度信息。
根据本发明，信息汇集装置向车辆的控制装置发送设置于多个位置的充电站中的希望位置的充电站中的一次线圈相对于路面的高度信息，因此，能够辅助希望位置的充电站中的车辆的非接触充电，从而能够准确地进行一次线圈与二次线圈的位置对准。
上述非接触电功率传输系统的特征在于，车辆具有对二次线圈相对于一次线圈的位置对准进行控制的控制装置，控制装置在接收到用于位置对准的从一次线圈传输的微弱电功率时，根据从信息汇集装置发送的一次线圈相对于路面的高度信息来进行二次线圈相对于一次线圈的位置对准。
根据这种结构，为了进行二次线圈(车辆)相对于一次线圈(充电站)的位置对准，而从一次线圈传输一定电功率的微弱电功率。通过由二次线圈接收的微弱电功率而在该二次线圈侧产生的电压即微弱电压值是与一次线圈相对于路面的高度和二次线圈相对于路面的高度的差(称为垂直距离。)相对应的电压值(微弱电压值)，因此，能够根据从信息汇集装置发送的一次线圈的高度信息和本车的二次线圈的高度信息来推定垂直距离。其结果，能够推定与微弱电压值对应的一次线圈与二次线圈的水平距离，从而能够进行精度高的位置对准处理。
上述非接触电功率传输系统的特征在于，在进行二次线圈相对于一次线圈的位置对准时，当车辆向二次线圈移动变位，且控制装置最初检测出通过微弱电功率产生的电压值时，车辆的控制装置将距离二次线圈的距离位置设定为位置对准的初始位置。
根据这种结构，能够可靠地设定使用微弱电功率进行的位置对准的初始位置。
上述非接触电功率传输系统的特征在于，车辆的控制装置预先具有二次线圈相对于一次线圈的水平距离与电压值的对应关系，并且具有水平距离与微弱电压积分值的对应关系，其中所述微弱电压积分值是对通过微弱电功率产生的电压值进行位置积分得到的值。
根据这种结构，存在表示二次线圈相对于一次线圈的水平距离与通过微弱电功率产生的电压值的对应关系(微弱电压值特性)的图表中存在凹部的情况，但即使存在凹部，由于微弱电压值的积分值增加，因此，也能够通过具有水平距离与微弱电压积分值的对应关系，来可靠地进行位置对准。
上述非接触电功率传输系统的特征在于，车辆计算通过微弱电功率产生的电压值的微分值，且根据车辆的移动方向和微分值来判定车辆是位于向一次线圈靠近的近前侧还是位于驶过一次线圈的驶过侧。
根据这种结构，微分值是二次线圈相对于一次线圈的水平距离越短则越大的值，因此，通过考虑本车的移动方向，能够准确地判定本车是位于一次线圈的近前侧还是位于一次线圈的驶过侧。
根据本发明，信息汇集装置向车辆的控制装置发送设置于多个位置的充电站中的希望位置的充电站中的一次线圈相对于路面的高度信息，因此，能够辅助希望位置的充电站中的车辆的非接触充电，从而能够准确地进行一次线圈与二次线圈的位置对准。
通过参照附图对以下实施方式所做的说明，上述的目的、特征和优点应易于被理解。
附图说明
图1是表示本发明实施方式所涉及的非接触电功率传输系统的系统结构图。
图2是表示电压值-距离信息的特性图。
图3A、图3B是用于说明电动车辆向充电站泊车的泊车动作的说明图。
图4是表示在本发明实施方式中一次线圈与二次线圈的位置对准处理的前半部分的流程图。
图5是表示在本发明实施方式中一次线圈与二次线圈的位置对准处理的后半部分的流程图。
图6是表示在本发明实施方式中在一次线圈与二次线圈的位置对准之后进行的一次线圈与二次线圈之间的垂直距离的推定处理的流程图。
图7是表示本发明实施方式所涉及的非接触电功率传输系统的概要的说明图。
图8是表示电压值-距离信息的特性图和表示电压积分值-距离信息的特性图。
具体实施方式
下面，列举优选实施方式并参照附图来对本发明所涉及的非接触电功率传输系统进行详细说明。
[1.非接触电功率传输系统10的结构]
使用图1来对本发明实施方式所涉及的非接触电功率传输系统10的结构进行说明。非接触电功率传输系统10具有：一次侧(供电侧)的充电站20，其设置在地面(设置面)上；二次侧(受电侧)的电动车辆40；和服务器(信息汇集装置)90，其通过移动体通信网与电动车辆40进行通信。图1中双点划线所示的路面(地面)12下侧的结构要素表示充电站20，双点划线所示的路面12上侧的结构要素表示电动车辆40。另外，在电动车辆40的左上方图示的结构要素表示服务器90。在非接触电功率传输系统10中，搭载于电动车辆40的蓄电池54以非接触方式通过充电站20来充电。
充电站20主要具有供电电路22、一次侧控制装置(外部控制装置)34和一次侧通信装置(外部通信装置)36。供电电路22具有：交流电源24；电功率转换器26，其将从交流电源24供给的交流电功率转换为供电电功率；共振用的一次电容器(未图示)和一次线圈28。一次线圈28被一次板(primary pad)30覆盖且配置在路面12上。在图1中，参照标记h1表示一次线圈28距路面12的高度。
一次侧控制装置34通过由CPU等处理器(未图示)读出并执行存储于存储器38的程序来作为规定的动作部发挥功能。在该实施方式中，一次侧控制装置34作为供电控制部发挥功能，该供电控制部使一次线圈28传输用于使一次线圈28与二次线圈44位置对准的微弱电功率、和用于对蓄电池54充电的充电电功率。
一次侧通信装置36通过通信线与一次侧控制装置34连接。一次侧通信装置36在与电动车辆40的二次侧通信装置(车辆侧通信装置)68之间进行无线通信。例如，能够使用Wi-Fi(注册商标)、蓝牙(Bluetooth；注册商标)等无线通信。
一次侧控制装置34的存储器38除了存储各种程序和规定值等各种数值之外，还存储充电站20的属性信息和充电站20固有的识别ID等。所谓充电站20的属性信息是指，表示该充电站20是公共充电站还是私人(专用)充电站的属性的信息。所谓私人充电站是指，与公共充电站不同，例如设置于自己家、朋友家等的停车场，是以主要对特定的电动车辆(自家车辆等)进行充电为前提的充电站。
电动车辆40主要具有受电电路(receiving circuit：接收电路)42、蓄电池54、二次侧控制装置(车辆侧控制装置)56、二次侧通信装置68、距离传感器70、显示装置72和行驶装置74。受电电路42具有：共振用的二次电容器(未图示)和二次线圈44；整流器48，其对由二次线圈44接收到的交流电功率即受电电功率(充电电功率、微弱电功率)进行整流；电压检测器50，其检测通过受电电功率(微弱电功率)产生的电压；和接触器52，其切换受电电路42与蓄电池54的电气连接/断开。二次线圈44被二次板46覆盖且配置于电动车辆40的下表面。在图1中，参照标记h2表示二次线圈44距路面12的高度。
电压检测器50例如如上述国际公开公报第2013/069089号所示那样，具有规定的电阻器与电压传感器的并联电路和开关元件(均未图示)。电压传感器检测在接收微弱电功率时在电阻器两端产生的电压。将该电压称为LPE(Low Power Excitation)电压。
蓄电池54由锂离子电池等构成，当接触器52成为连接状态，一次线圈28和二次线圈44磁耦合时，通过受电电路42进行充电。
二次侧控制装置56是ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)，对充电处理进行管理。二次侧控制装置56通过由CPU等处理器(未图示)读出并执行存储于存储器66的程序，来作为充电管理部58、微分值计算部60、垂直距离推定部62、水平距离推定部64和垂直距离推定可否判定部65发挥功能。
充电管理部58统一管理充电处理。微分值计算部60根据由电压检测器50检测出的LPE电压的值V_LPE(下面称为电压值V_LPE。)和由距离传感器70检测出的电动车辆40的行驶距离X，来计算电压值V_LPE相对于微小的行驶距离X的变化量、即与LPE电压有关的位置微分值dV/dX。
垂直距离推定部62使用以下两种方法来推定一次线圈28与二次线圈44的垂直距离Z。第一、垂直距离推定部62根据从服务器90获取到的一次线圈28距路面12的高度(高度信息)h1和存储于存储器66的二次线圈44距路面12的高度(高度信息)h2，来推定一次线圈28与二次线圈44的垂直距离Z。另外，第二、根据电压值V_LPE、位置微分值dV/dX和存储于存储器66的电压值-距离信息(图2)，来推定一次线圈28与二次线圈44的垂直距离Z。
此外，将俯视观察时二次线圈44的中心位置与一次线圈28的中心位置一致时的垂直距离称为对面距离。当一次线圈28的中心位置与二次线圈44的中心位置一致时，微弱电功率的受电效率(微弱电功率/供电电功率)达到最大，蓄电池54充电时的充电效率(受电电功率/供电电功率)也达到最大。因此，位置对准处理的目标是一次线圈28与二次线圈44的中心位置(中心)一致。
水平距离推定部64根据电压值V_LPE和与垂直距离Z对应的电压值-距离信息(图2)，来推定一次线圈28与二次线圈44的水平距离D(图3A)。
垂直距离推定可否判定部65在一次线圈28与二次线圈44的位置对准完成、电动车辆40的泊车结束之后，判定能否推定一次线圈28与二次线圈44之间的垂直距离Z。具体而言，判定电压检测器50检测出的电压值V_LPE是否在规定阈值(图2的V_LPEh)以上。若电压值V_LPE在规定阈值以上，则判断为电动车辆40的当前位置是能够充电的位置，判断为能够推定一次线圈28与二次线圈44之间的垂直距离Z。
服务器90在一次线圈28与二次线圈44的位置对准完成、电动车辆40的泊车结束之后，通过移动体通信网从电动车辆40获取并存储充电站20的一次线圈28距路面12的高度h1。服务器90作为信息汇集装置发挥功能，该信息汇集装置从多台电动车辆40汇集并存储多个充电站20的一次线圈28距路面12的高度h1。另外，服务器90按照来自电动车辆40的发送要求，将该电动车辆40想要接受供电的充电站20的一次线圈28距路面12的高度h1向电动车辆40发送。
二次侧通信装置68通过通信线与二次侧控制装置56连接。二次侧通信装置68如上述那样在与充电站20的一次侧通信装置36之间进行Wi-Fi(注册商标)等无线通信，并且在与服务器90的服务器侧通信装置(未图示)之间进行通过移动体通信网的无线通信。
行驶装置74除了包括按照驾驶员对加速踏板的操作来产生驱动力的驱动力装置之外，还包括按照驾驶员对方向盘的操作来进行操舵的操舵装置、和按照驾驶员对制动踏板的操作来产生制动力的制动装置。驱动力装置包括作为驱动源被从蓄电池54供给电功率的电动马达。
[2.电压值-距离信息]
二次侧控制装置56的存储器66存储各种程序和规定值等各种数值、电动车辆40的充电历史记录。充电历史记录包括过去进行充电的充电站的识别ID、充电日期时间、充电电能等。此外，存储器66存储上次在充电站20充电时推定出的垂直距离Z的值作为备份数据。另外，存储器66存储图2所示那样的电压值-距离信息作为映射图M。该电压值-距离信息是表示一次线圈28的基准部位与二次线圈44的基准部位之间的距离、和对应于该距离的电压值V_LPE的关系的电压值-距离特性。更详细而言，是表示一次线圈28的中心与二次线圈44的中心的垂直距离Z、一次线圈28的中心与二次线圈44的中心的水平距离D、和对应于垂直距离Z及水平距离D的电压值V_LPE的关系的电压值-距离特性。
在电动车辆40在充电站20内行驶来进行二次线圈44相对于一次线圈28的位置对准的情况下，垂直距离Z不变但水平距离D改变。
在图2中，对应于3种垂直距离Z1～Z3(Z1＜Z2＜Z3)的电压值V_LPE—水平距离D的特性被表示为二维曲线。随着垂直距离Z增大，磁耦合减弱，因此，电压值V_LPE减小。另一方面，随着水平距离D从0开始增大，电压值V_LPE减小且在距离D1成为极小值。并且，随着水平距离D从距离D1开始增大，电压值V_LPE增大且在距离D2成为极大值。并且，随着水平距离D从距离D2开始增大，电压值V_LPE减小，当无法检测时成为0值。
如图2所示，按照垂直距离Z而唯一地确定电压值V_LPE—水平距离D的特性。而且，在电压值V_LPE成为极大值的距离D2，该极大值(电压值V_LPE)按照每一垂直距离Z而不同。即，各特性的极大值成为每个特性的固有值。因此，在进行二次线圈44相对于一次线圈28的位置对准的情况下，能够根据当电压值V_LPE成为极大值时、即位置微分值dV/dX成为0时的电压值V_LPE自身来推定垂直距离Z。然后，确定与推定出的垂直距离Z对应的电压值V_LPE—水平距离D的特性，且能够通过使用该特性来推定水平距离D。
此外，在图2所示的电压值V_LPE—水平距离D的各特性中，位置微分值dV/dX成为0是在水平距离D为0、D1附近、D2附近时。其中，水平距离D为0时的电压值V_LPE在各特性中成为最大值。但是，水平距离D为D＝0意味着一次线圈28的中心与二次线圈44的中心的位置已经对准的状态。因此，在位置对准处理中，不将达到最大的电压值V_LPE(D＝0)作为垂直距离Z的判定材料使用。作为垂直距离Z的判定材料使用的是，在从水平距离D的远方靠近时，位置微分值dV/dX开始发生变化之后最先成为0的距离D2的位置的电压值V_LPE(极大值)。
[3.位置对准处理]
以图4和图5为中心来说明在电动车辆40侧进行的位置对准处理。在电动车辆40的驾驶员将位置对准处理的开始开关(未图示)操作成接通状态的情况下进行下面说明的处理。如图3A所示，例如通过线82来划分充电站20。驾驶员在远离充电站20的位置P1将泊车开始开关操作成接通状态，使电动车辆40向充电站20行驶。泊车开始开关的操作信号被发送给二次侧控制装置56。
在步骤S1中，充电管理部58向二次侧通信装置68指示微弱电功率的传输要求。二次侧通信装置68与一次侧通信装置36进行认证等配对(pairing)，且发送微弱电功率的传输要求信号。一次侧控制装置34根据通过一次侧通信装置36接收到的传输要求信号，来控制电功率转换器26使其开始供电。电功率转换器26将交流电功率转换为规定的微弱电功率而供给至一次线圈28。于是，从一次线圈28向外部发送位置对准用的微弱电功率。
在步骤S2中，充电管理部58判定通过微弱电功率产生的电压值V_LPE是否在规定值以上。伴随着电动车辆40的行驶，二次线圈44向一次线圈28靠近。当二次线圈44到达能够接收一次线圈28的微弱电功率的位置(成为水平距离D＝距离D3的位置)时，由电压检测器50检测出的电压值V_LPE达到规定值以上。在电压值V_LPE在规定值以上的情况下(步骤S2：是)，处理进入步骤S3。另一方面，在电压值V_LPE低于规定值的情况下(步骤S2：否)，反复执行步骤S2的处理。
在从步骤S2转移到步骤S3的情况下，充电管理部58向二次侧通信装置68指示充电站20的识别ID和充电站20的属性信息的传输要求。二次侧通信装置68向一次侧通信装置36发送充电站20的识别ID和属性信息的传输要求信号。一次侧控制装置34根据通过一次侧通信装置36接收到的传输要求信号，从存储器38中读出充电站20的识别ID和属性信息，且将其通过一次侧通信装置36向二次侧通信装置68发送。
在步骤S3中，充电管理部58判定电动车辆40正在进行位置对准的充电站20是否是初次进行充电的充电站。即，充电管理部58使用充电站20的识别ID作为检索关键词，在保存于存储器66的过去的充电历史记录中进行检索。在充电站20的识别ID与存储器66的充电历史记录中的任意识别ID均不一致的情况下，充电管理部58判定为充电站20是初次充电的充电站。在充电站20的识别ID与存储器66的充电历史记录中的一个以上的识别ID一致的情况下，充电管理部58判定为充电站20不是初次充电的充电站。
在步骤S3中判定为充电站20是初次充电的充电站的情况下，转移到步骤S4。在步骤S4中，充电管理部58根据充电站20的属性信息来判定充电站20是否是公共充电站。
在步骤S4中判定为充电站20是公共充电站的情况下，向步骤S5转移。在步骤S5中，充电管理部58指示二次侧通信装置68向服务器90发送想要通过充电站20实施充电的意思的信号。二次侧通信装置68与服务器90的服务器侧通信装置进行认证等配对，且发送充电站20的一次线圈28相对于路面12的高度(高度信息)h1的传输要求信号。服务器90根据通过服务器侧通信装置接收到的传输要求信号，发送充电站20的一次线圈28相对于路面12的高度h1，二次侧通信装置68从服务器90获取高度h1。
在步骤S6中，垂直距离推定部62根据在步骤S5中获取到的高度h1和从存储器66读出的二次线圈44的高度h2来推定(计算)一次线圈28与二次线圈44的垂直距离Z。垂直距离Z被作为从二次线圈44距路面12的高度h2中减去一次线圈28距路面12的高度h1得到的差分而计算出来。
另一方面，在步骤S3中判定为充电站20不是初次充电的充电站的情况下，即判定为过去曾在该充电站20充电的情况下，向步骤S7转移。在步骤S7中，充电管理部58从存储器66读取垂直距离Z的备份数据。所谓垂直距离Z的备份数据是指，在充电站20中上次充电时已推定出的垂直距离Z的值。
另外，在步骤S4中判定为充电站20不是公共充电站的情况下，向步骤S8转移。所谓向步骤S8转移的情况是指，例如如设置在初次拜访的朋友家的停车场的充电站那样，充电站20是初次充电的充电站且不是公共充电站的情况。
此时，存储器66中未存储有基于过去的充电历史记录的备份数据，也无法从服务器90得到一次线圈28相对于路面12的高度(高度信息)h1。因此，充电管理部58在步骤S8中读取预先存储于存储器66的基准值来作为垂直距离Z的值。在此，垂直距离Z的基准值可取任意的值，例如使用将一次线圈28相对于路面12的高度h1视为零时的一次线圈28与二次线圈44的垂直距离Z、即二次线圈44相对于路面12的高度h2等。
接着，在步骤S9中，水平距离推定部64根据在步骤S6、步骤S7或步骤S8中确定的垂直距离Z，从存储于存储器66的映射图M中确定与垂直距离Z对应的电压值-距离信息(图2)。例如，在垂直距离为Z1的情况下，确定此后的处理所使用的特性为垂直距离Z1的电压值V_LPE—水平距离D的特性。
在步骤S10中，水平距离推定部64根据在步骤S9中确定的电压值V_LPE—水平距离D的特性(例如垂直距离Z1的特性)和由电压检测器50检测出的电压值V_LPE，来推定对应于电压值V_LPE的水平距离D。充电管理部58使由水平距离推定部64推定出的水平距离D显示于显示装置72。驾驶员一边确认显示装置72一边操作行驶装置74，开始二次线圈44的中心相对于一次线圈28的中心的位置对准。
在步骤S11中，微分值计算部60根据由电压检测器50检测出的电压值V_LPE和由距离传感器70检测出的行驶距离X来计算位置微分值dV/dX。
在步骤S12中，微分值计算部60判定位置微分值dV/dX是否是0。如图3A所示，当一次线圈28的中心与二次线圈44的中心的水平距离D成为距离D2、电压值V_LPE取极大值时，位置微分值dV/dX成为0。在位置微分值dV/dX成为0的情况下(步骤S12：是)，处理转移到步骤S13。另一方面，在位置微分值dV/dX不是0的情况下(步骤S12：否)，返回步骤S11的处理。
在从步骤S12转移到步骤S13的情况下，垂直距离推定部62根据位置微分值dV/dX成为0时的电压值V_LPE和存储于存储器66的映射图M来推定垂直距离Z。例如，如图2所示，在位置微分值dV/dX成为0时的电压值V_LPE为V1_LPE的情况下，极大值成为V1_LPE的是垂直距离Z1的电压值V_LPE—水平距离D的特性。在该情况下，垂直距离推定部62推定为垂直距离Z为Z1。如果在步骤S13中推定出的垂直距离Z1与在步骤S6、步骤S7或步骤S8中确定的垂直距离Z不同的情况下，将垂直距离Z1的值改换成在步骤S10中推定出的垂直距离Z。然后，根据在步骤S10中推定出的垂直距离Z来确定电压值V_LPE—水平距离D的特性。即，步骤S13是根据位置微分值dV/dX为0时的电压值V_LPE来修正垂直距离Z的值的步骤。
在步骤S14中，水平距离推定部64根据在步骤S10中确定的电压值V_LPE—水平距离D的特性(例如垂直距离Z1的特性)和由电压检测器50检测出的电压值V_LPE，来推定水平距离D。充电管理部58使由水平距离推定部64推定出的水平距离D显示于显示装置72。驾驶员一边确认显示装置72一边操作行驶装置74，继续二次线圈44的中心相对于一次线圈28的中心的位置对准。
在步骤S15中，充电管理部58判定是否为电动车辆40的泊车结束、充电已开始。当一次线圈28与二次线圈44的水平距离D成为0、二次线圈44的中心相对于一次线圈28的中心的位置对准结束时，驾驶员使电动车辆40停止(泊车)且将充电开始开关(未图示)操作为接通状态。在充电开始开关被操作为接通状态的情况下(步骤S15：是)，判断为电动车辆40的泊车结束、一系列的位置对准处理已结束。另一方面，在充电开始开关未被操作为接通状态的情况下(步骤S15：否)，待机直到充电开始开关被操作为接通状态。
在充电开始开关被操作为接通状态的情况下(步骤S15：是)，充电开始开关的操作信号被发送给二次侧控制装置56。充电管理部58向二次侧通信装置68指示微弱电功率的停止要求和充电电功率的传输要求。二次侧通信装置68向一次侧通信装置36发送微弱电功率的停止要求信号和充电电功率的传输要求信号。一次侧控制装置34根据由一次侧通信装置36接收到的停止要求信号来控制电功率转换器26使其停止供给微弱电功率，且根据由一次侧通信装置36接收到的传输要求信号来控制电功率转换器26使其开始供给充电电功率。
[4.位置对准后的垂直距离Z的推定处理]
接着，以图6为中心来说明电动车辆40的泊车完成后在电动车辆40侧进行的一次线圈28与二次线圈44的垂直距离Z的推定处理。
在从步骤S15向步骤S16转移的情况下，垂直距离推定可否判定部65判定是否处于用于推定垂直距离Z的条件成立、能够进行垂直距离Z的推定的状态。
垂直距离推定可否判定部65以电压检测器50检测出的电压值V_LPE在规定阈值以上为条件，判定为能够进行垂直距离Z的推定。在电压值V_LPE在规定阈值以上的情况下，垂直距离推定可否判定部65判断为电动车辆40的当前位置位于能够充电的位置，而判断为能够推定一次线圈28与二次线圈44之间的垂直距离Z(步骤S16：是)。在电压值V_LPE低于规定阈值的情况下(步骤S16：否)，不进行更多的处理，而结束垂直距离Z的推定处理。
在从步骤S16转移到步骤S17的情况下(步骤S16：是)，垂直距离推定部62根据电压值V_LPE来推定一次线圈28与二次线圈44之间的垂直距离Z。事先已知：在电压值V_LPE达到规定阈值以上的区域(水平距离D接近零、能够充电的区域)，垂直距离Z与电压值V_LPE的关系能够使用电压值V_LPE随着垂直距离Z的增大而以一定的比例减小的反比关系进行近似。垂直距离推定部62根据电压值V_LPE和存储于存储器66的电压值V_LPE—水平距离D的特性来推定垂直距离Z。根据推定出的垂直距离Z和预先存储于存储器66的二次线圈44距路面12的高度h2来推定一次线圈28距路面12的高度h1。
接着，在步骤S18中，充电管理部58向二次侧通信装置68指示充电站20的识别ID和充电站20的属性信息的传输要求。二次侧通信装置68向一次侧通信装置36发送充电站20的识别ID和属性信息的传输要求信号。一次侧控制装置34根据由一次侧通信装置36接收到的传输要求信号，从存储器38中读出充电站20的识别ID和属性信息，且将其经由一次侧通信装置36向二次侧通信装置68发送。
并且，在步骤S18中，充电管理部58判定充电站20的属性。即，判定充电站20是公共充电站或是仅对特定的电动车辆40进行供电的私人(专用)充电站。
在步骤S18中判定为充电站20是公共充电站的情况下，向步骤S19转移。在步骤S19中，充电管理部58通过二次侧通信装置68将在步骤S17中推定出的一次线圈28距路面12的高度h1和二次线圈44距路面12的高度h2向服务器90发送。服务器90存储通过服务器侧通信装置接收到的一次线圈28距路面12的高度h1和二次线圈44距路面12的高度h2。
此外，服务器90就同一充电站20从多台电动车辆40接收一次线圈28距路面12的高度h1和二次线圈44距路面12的高度h2。每次接收这些数据时，服务器90例如使用递归最小二乘法来推定并存储貌似更合理的垂直距离Z。此时，优选为，将所谓的离群值(outlier)除外，仅提取可信性更高的数据来推定一次线圈28距路面12的高度h1、垂直距离Z。
另一方面，在步骤S18中判定为充电站20不是公共充电站而是私人充电站的情况下，向步骤S20转移。在步骤S20中，充电管理部58根据在步骤S17中推定出的垂直距离Z和上次以前推定出的垂直距离Z的备份数据，例如使用递归最小二乘法来推定并存储貌似更合理的垂直距离Z。
此外，经上述处理(尤其是步骤S19)而被存储于服务器90的一次线圈28距路面12的高度h1、垂直距离Z的数据在下次充电时向想要在该充电站20充电的电动车辆40发送。
如此，本发明的实施方式所涉及的非接触电功率传输系统10是以下系统：其从使用充电站20的电动车辆40获取多个公共充电站20的参数信息(一次线圈28距路面12的高度h1、垂直距离Z等)并将该参数信息汇集于服务器90，对汇集的参数信息进行必要的数据解析之后反馈给新的要使用这些充电站20的其他电动车辆40。
例如，以图7所示的多台电动车辆40s1、40s2、40s3分别通过不同的公共充电站(未图示)进行非接触充电的情况为例进行说明。上述多台电动车辆40s1、40s2、40s3通过经由基站的无线通信，将所使用的充电站的参数信息(一次线圈28距路面12的高度h1、垂直距离Z等)与本车的位置信息一起发送给服务器90。
接收到充电站的参数信息的服务器90根据电动车辆40s1、40s2、40s3的位置信息确定充电站，且按每个充电站来保存参数信息(一次线圈28距路面12的高度h1、垂直距离Z等)。
另一方面，新的要使用这些充电站的其他电动车辆40ra、40rb、40rc在通过该充电站进行充电时，要求服务器90发送自己要充电的充电站的参数信息。服务器90将相应的充电站的参数信息发送给有要求发送的电动车辆40ra、40rb、40rc。电动车辆40ra、40rb、40rc能够根据从服务器90获取到的参数信息，来进行更准确的位置对准。
并且，电动车辆40ra、40rb、40rc自身也在开始充电之后，将所使用的充电站的参数信息与本车的位置信息一起向服务器90发送。通过反复这样的循环，服务器90对同一公共充电站而保存多个参数信息。
每次对同一公共充电站接收参数信息时，服务器90使用递归最小二乘法等方法来推定并保存貌似更合理的参数信息。据此，服务器90能够向新的要使用充电站的电动车辆40ra、40rb、40rc提供精度更高的充电站的参数信息。
此外，服务器90也可以从多台电动车辆40s1、40s2、40s3预先获取车辆的位置信息。即，服务器90也可以根据位置信息来确定距电动车辆40s1、40s2、40s3最近的公共充电站，且发送所确定的该充电站的参数信息。
[5.实施方式的总结]
本发明的实施方式所涉及的非接触电功率传输系统10从设置于充电站20的一次线圈28向设置于电动车辆(车辆)40的二次线圈44以非接触方式传输电功率，非接触电功率传输系统10的特征在于，具有服务器(信息汇集装置)90，该服务器汇集在各充电站20的设置位置的一次线圈28相对于路面12的高度(高度信息)h1，服务器90在通过电动车辆40的二次侧通信装置68从该电动车辆40的二次侧控制装置56接收到想要在希望位置的充电站20实施充电的意思时，向该电动车辆40的二次侧控制装置56发送希望位置的充电站20的一次线圈28相对于路面12的高度(高度信息)h1。
根据上述结构，能够在市场上设有多个的充电站中在希望位置的充电站的非接触充电中，准确地进行一次线圈28与二次线圈44的位置对准。
另外，电动车辆40具有控制二次线圈44相对于一次线圈28的位置对准的二次侧控制装置56。非接触电功率传输系统10的特征在于，在接收到用于位置对准的从一次线圈28传输的微弱电功率时，二次侧控制装置56根据从服务器90发送的一次线圈28距路面12的高度h1来进行二次线圈44相对于一次线圈28的位置对准。
根据上述结构，为了进行电动车辆40侧的二次线圈44相对于充电站20侧的一次线圈28的位置对准，而从一次线圈28传输一定电功率的微弱电功率。通过由二次线圈44接收到的微弱电功率而在该二次线圈44侧产生的微弱电压是与一次线圈28相对于路面12的高度h1和二次线圈44相对于路面12的高度h2的差(称为垂直距离Z。)相对应的电压值V_LPE，因此，能够根据从服务器90发送的一次线圈28相对于路面12的高度h1和电动车辆40的二次线圈44相对于路面12的高度h2来推定垂直距离Z。因此，能够根据与垂直距离Z相对应的电压值V_LPE和二次线圈44相对于一次线圈28的水平距离D的特性，来推定与电压值V_LPE相对应的水平距离D，从而能够进行高精度的位置对准处理。
[6.变形例]
此外，本发明所涉及的非接触电功率传输系统不局限于上述实施方式，能采用各种结构。
[6.1第1变形例：使用电压积分值推定水平距离D]
例如，在推定一次线圈28与二次线圈44的水平距离D时，也可以不仅使用电压值V_LPE和水平距离D的特性，还使用电压积分值(与LPE电压有关的位置积分值)VI_LPE和水平距离D的特性。
在该第1变形例中，二次侧控制装置56中除了设有垂直距离推定部62等各种功能部之外，还设有初始位置设定部(未图示)和积分值计算部(未图示)，存储器66中存储有图8所示的电压积分值-距离信息的映射图M。
初始位置设定部在电压检测器50初次检测出电压值V_LPE时，将根据电压值V_LPE和对应于垂直距离Z的电压值-距离信息(图8)推定出的距离D3设定为水平距离D的初始值(初始位置)。
在设定了水平距离D的初始值之后，积分值计算部根据LPE电压的电压值V_LPE和电动车辆40的行驶距离X，来计算对LPE电压的电压值V_LPE进行位置积分得到的电压积分值(与LPE电压有关的位置积分值)VI_LPE。
二次侧控制装置56的存储器66将图8所示的电压积分值-距离信息作为映射图M存储。该电压积分值-距离信息是表示一次线圈28的基准部位与二次线圈44的基准部位之间的距离、和对应于该距离的电压积分值VI_LPE的关系的电压积分值-距离特性。更详细而言，是表示一次线圈28的中心与二次线圈44的中心的垂直距离Z、一次线圈28的中心与二次线圈44的中心的水平距离D、和对应于垂直距离Z及水平距离D的电压积分值VI_LPE的关系的电压积分值-距离特性。
在电压积分值VI_LPE-水平距离D的各特性中，随着水平距离D从距离D3向零靠近，电压积分值VI_LPE单调增加。因此，能够基于根据垂直距离Z确定的电压积分值VI_LPE-水平距离D的特性和根据电压值V_LPE与行驶距离X计算出的电压积分值VI_LPE，来唯一确定水平距离D。
因此，在该第1变形例中，将图8所示的电压值V_LPE—水平距离D的特性分为远距离区域Rf、中等距离区域Rn、近距离区域Rc这3个区域，在中等距离区域Rn中根据电压积分值VI_LPE来推定水平距离D。
在此，所谓中等距离区域Rn是指以下区域：从电压值V_LPE成为极大值V1_LPE的距离D2开始经过取极小值的距离D1，到电压值V_LPE再次成为距离D2时的极大值V1_LPE的距离D4的区域。
如此，在第1变形例中，在中等距离区域Rn中，使用电压积分值VI_LPE和水平距离D的特性来推定一次线圈28与二次线圈44的水平距离D。因此，能够根据电压积分值VI_LPE唯一确定水平距离D，从而能够更准确地进行一次线圈28与二次线圈44的位置对准。
[6.2第2变形例：二次线圈44相对于一次线圈28的正负判定处理]
第2变形例根据由电压检测器50检测出的电压值V_LPE、与LPE电压有关的位置微分值dV/dX、电压积分值VI_LPE和挡位Sp来推定二次线圈44相对于一次线圈28的相对前后位置(正负位置)。
在该第2变形例中，电动车辆40除了具有距离传感器70等之外，还具有未图示的挡位传感器(shift position sensor)。挡位传感器经由未图示的车内通信线与二次侧控制装置56连接。由挡位传感器(shift position sensor)检测出的挡位(泊车挡位、后退挡位、中立挡位、前进挡位)被二次侧控制装置56使用。
二次侧控制装置56除了作为微分值计算部60等各种功能部之外，还作为正负判定部发挥功能。该正负判定部判定连结二次线圈44与一次线圈28的假想的D轴上的正负。详细而言，根据位置微分值dV/dX的正负来推定二次线圈44是正在靠近一次线圈28还是正在远离一次线圈28，根据挡位来判断电动车辆40的前进或后退。
例如，位置微分值dV/dX为正且挡位与越过初始位置(距离D3)时的挡位(例如前进挡位)相同的情况下，判断为二次线圈44位于尚未到达一次线圈28的、一次线圈28的近前侧(“正”)。
如此，在二次线圈44相对于一次线圈28的水平距离D越小则位置微分值dV/dX为越大的值的特性的基础上，考虑本车(电动车辆40)的移动方向，据此，能够准确地判定本车(电动车辆40)是位于一次线圈的近前侧还是位于驶过一次线圈的、一次线圈28的驶过侧。
[6.3变形例的总结]
变形例所涉及的非接触电功率传输系统10的特征在于，在进行二次线圈44相对于一次线圈28的位置对准时，当电动车辆40向二次线圈44移动变位，且二次侧控制装置56最初检测出通过微弱电功率而产生的电压值V_LPE时，电动车辆40的二次侧控制装置56将距离二次线圈44的距离位置设定为位置对准的初始位置。
通过具有上述结构，能够可靠地设定使用微弱电功率进行的一次线圈28与二次线圈44的位置对准的初始位置(成为水平距离D＝D3的位置)。
另外，电动车辆40的二次侧控制装置56具有二次线圈44相对于一次线圈28的水平距离D与电压值V_LPE的对应关系，并且具有水平距离D与对电压值V_LPE进行位置积分得到的电压积分值VI_LPE的对应关系。
表示二次线圈44相对于一次线圈28的水平距离D与电压值V_LPE的对应关系(微弱电压值特性)的图表中存在凹部(根据电压值V_LPE无法唯一确定水平距离D的区域)。与此相对，在水平距离D与电压积分值VI_LPE的对应关系中，电压积分值VI_LPE伴随着水平距离D的减少而单调增加。因此，通过具有水平距离D与对电压值V_LPE进行位置积分得到的电压积分值VI_LPE的对应关系，能够根据该对应关系来推定水平距离D，从而能够可靠地进行一次线圈28与二次线圈44的位置对准。
电动车辆40的特征在于，计算电压值V_LPE的微分值，根据本车(电动车辆40)的移动方向和位置微分值dV/dX来判定该本车(电动车辆40)的二次线圈44是位于向一次线圈28靠近的近前侧还是位于驶过一次线圈28的驶过侧。
二次线圈44相对于一次线圈28的水平距离D越小则位置微分值dV/dX为越大的值。因此，通过考虑电动车辆40的移动方向，能够准确地判定电动车辆40是位于一次线圈28的近前侧还是位于一次线圈28的驶过侧。
此外，本发明不局限于上述实施方式和变形例，当然能在不脱离本发明要旨的情况下采用各种结构。例如，本发明所涉及的非接触电功率传输系统也能够用于具有自动地进行操舵、驱动、制动中的至少一种控制的泊车辅助装置或自动泊车装置(日本发明专利公开公报特开2015-074266号等)的车辆。

Claims (6)

1.一种非接触电功率传输系统(10)，其从设置于充电站(20)的一次线圈(28)向设置于车辆(40)的二次线圈(44)以非接触方式传输电功率，其特征在于，
具有信息汇集装置(90)，该信息汇集装置(90)汇集在各所述充电站(20)的设置位置上的所述一次线圈(28)相对于路面(12)的高度信息(h1)，
所述信息汇集装置(90)在通过所述车辆(40)的通信装置(68)从该车辆(40)的控制装置(56)接收到想要在希望位置的充电站(20)实施充电的意思时，向该车辆(40)的控制装置(56)发送所述希望位置的充电站(20)的所述一次线圈(28)相对于路面(12)的高度信息(h1)。
2.根据权利要求1所述的非接触电功率传输系统(10)，其特征在于，
所述车辆(40)具有对所述二次线圈(44)相对于所述一次线圈(28)的位置对准进行控制的所述控制装置(56)，
所述控制装置(56)在接收到用于位置对准的从所述一次线圈(28)传输的微弱电功率时，根据从所述信息汇集装置(90)发送的所述一次线圈(28)相对于路面(12)的高度信息(h1)，来进行所述二次线圈(44)相对于所述一次线圈(28)的位置对准。
3.根据权利要求2所述的非接触电功率传输系统(10)，其特征在于，
所述控制装置(56)具有所述二次线圈(44)相对于所述一次线圈(28)的水平距离(D)与通过所述微弱电功率产生的电压值(V_LPE)的对应关系，
所述控制装置(56)具有垂直距离推定部(62)，该垂直距离推定部(62)根据所述高度信息(h1)来推定所述一次线圈(28)与所述二次线圈(44)的垂直距离(Z)，
所述控制装置(56)根据由所述垂直距离推定部(62)推定出的所述垂直距离(Z)来确定所述水平距离(D)与所述电压值(V_LPE)的所述对应关系。
4.根据权利要求3所述的非接触电功率传输系统(10)，其特征在于，
在进行所述二次线圈(44)相对于所述一次线圈(28)的位置对准时，当所述车辆(40)向所述二次线圈(44)移动变位，且所述控制装置(56)最初检测出所述电压值(V_LPE)时，所述车辆(40)的所述控制装置(56)将距离所述二次线圈(44)的距离位置(D3)设定为位置对准的初始位置。
5.根据权利要求4所述的非接触电功率传输系统(10)，其特征在于，
所述车辆(40)的所述控制装置(56)具有所述二次线圈(44)相对于所述一次线圈(28)的水平距离(D)与所述电压值(V_LPE)的所述对应关系，并且具有所述水平距离(D)与微弱电压积分值(VI_LPE)的对应关系，其中所述微弱电压积分值(VI_LPE)是对所述电压值(V_LPE)进行位置积分得到的值。
6.根据权利要求5所述的非接触电功率传输系统(10)，其特征在于，
所述车辆(40)计算所述电压值(V_LPE)的微分值，且根据所述车辆(40)的移动方向和所述微分值(dV/dX)来判定该车辆(40)是位于向所述一次线圈(28)靠近的近前侧还是位于驶过所述一次线圈(28)的驶过侧。
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