DE112012006354B4

DE112012006354B4 - Elektroleistungs-sendevorrichtung, elektroleistungs- empfangsvorrichtung, fahrzeug und berührungsloses elektroleistungs-versorgungssystem

Info

Publication number: DE112012006354B4
Application number: DE112012006354.6T
Authority: DE
Inventors: c/o AISIN AW CO. LTD. Gorai Naoki; c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI Ichikawa Shinji; c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KA Inoue Keisuke
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2020-12-24
Anticipated expiration: 2032-05-12
Also published as: JPWO2013168281A1; DE112012006354T5; WO2013168281A1; JP5991372B2; CN104272557B; CN104272557A; US20150115704A1; US9735625B2

Abstract

Elektroleistungs-Sendevorrichtung zur Zufuhr elektrischer Leistung zu einer Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung (100A, 100B) in einer berührungslosen Weise mit:einer Elektroleistungs-Sendeeinheit (220A, 220B, 220C), die in der Lage ist, der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung elektrische Leistung in einer berührungslosen Weise zu zuführen,einer Kommunikationseinheit (230A, 230B, 230C) zur Funkkommunikation mit der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung; undeiner Steuerungsvorrichtung (30, 30B, 240) zur Steuerung der Elektroleistungs-Sendeein heit,wobei die Steuerungsvorrichtung bestimmt, ob eine spezifizierte Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung eine Elektroleistungsempfangsvorrichtung ist, zu der aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit elektrische Leistung zu senden ist, auf der Grundlage von Informationen aus der als ein Elektroleistungs-Sendeziel spezifizierten Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung durch Funkinformationen durch die Kommunikationseinheit, wenn aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit gesendete elektrische Leistung variiert wird, während die Elektroleistungs-Sendeeinheit elektrische Leistung sendet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektroleistungs-Sendevorrichtung, eine Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung, ein Fahrzeug und ein berührungsloses Elektroleistungs-Versorgungssystem, und genauer eine Steuerung einer Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einer Elektroleistungs-Sendevorrichtung in einem berührungslosen Elektroleistungs-Versorgungssystem zur Zufuhr von elektrischer Leistung aus einer externen Leistungszufuhr zu dem Fahrzeug in einer berührungslosen Weise.
STAND DER TECHNIK
In letzter Zeit hat ein berührungsloses drahtloses Senden elektrische Leistung ohne Verwendung eines Leistungszufuhrkabels oder eines Elektroleistungs-Sendekabels Aufmerksamkeit erregt, und eine Anwendung bei einem Elektroauto oder einem Hybridfahrzeug wurde vorgeschlagen, bei der eine im Fahrzeug angebrachte Leistungsspeichervorrichtung durch eine Leistungsquelle außerhalb eines Fahrzeugs (die nachstehend auch als „externe Leistungsquelle“ bezeichnet ist) geladen werden kann.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2011 - 250 555 A (PTD 1) offenbart ein Elektroleistungs-Versorgungssystem zur Zufuhr elektrischer Leistung in einer berührungslosen Weise zu einem Fahrzeug aus einer elektrischen Leistungsversorgungseinrichtung außerhalb des Fahrzeugs, bei dem Informationen wie ein Ladungswirkungsgrad oder eine Ladungsmenge zwischen der elektrischen Leistungsversorgungseinrichtung und dem Fahrzeug durch Funkkommunikation transportiert wird, und ein geeignetes Laden auf der Grundlage derartiger Informationen ausgeführt wird.
Die Druckschrift WO 2012/ 032 385 A2 offenbart eine Elektroleistungs-Sendevorrichtung zur Zufuhr elektrischer Leistung zu einer Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung in einer berührungslosen Weise. Die Elektroleistungs-Sendevorrichtung weist eine Elektroleistungs-Sendeeinheit, die in der Lage ist, der die in der Lage ist, der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung elektrische Leistung in einer berührungslosen Weise zu zuführen, eine Kommunikationseinheit zur Funkkommunikation mit der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung, und eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Elektroleistungs-Sendeeinheit auf.
ZITIERUNGSLISTE
PATENTDOKUMENT
PTD 1: japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2011 - 250 555 A :
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Da ein berührungsloses Elektroleistungs-Versorgungssystem im Wesentlichen darauf beruht, dass eine verdrahtete Verbindung zwischen einer Elektroleistungs-Sendevorrichtung und einem Fahrzeug nicht vorhanden ist, ist es ebenfalls wünschenswert, dass Informationen zwischen der Elektroleistungs-Sendevorrichtung und dem Fahrzeug durch Funkkommunikation wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2011 - 250 555 A .: (PTD 1) transportiert werden.
Beim Senden elektrischer Leistung zu einer Vielzahl von Fahrzeugen in dem berührungslosen Elektroleistungs-Versorgungssystem mit einer Vielzahl von Elektroleistungs-Sendevorrichtungen kann in Abhängigkeit von einer Kommunikationsabdeckung der Elektroleistungs-Sendevorrichtungen und/oder der Fahrzeuge eine Kommunikation mit einer Vielzahl von anderer Geräte (Fahrzeuge, Elektroleistungs-Sendegeräte) möglich sein. Daher kann in einigen Fällen nicht notwendigerweise in Funkkommunikation spezifiziert werden, wo ein Kommunikationsgerät sich tatsächlich befindet. Dann können eine Elektroleistungs-Sendevorrichtung und ein Fahrzeug nicht in geeigneter Weise gepaart werden, was beispielsweise zu einem Senden elektrischer Leistung zu einem Fahrzeug, das eigentlich geladen werden sollte, auf der Grundlage von Informationen bezüglich eines anderen, auf einer benachbarten Parkfläche geparkten Fahrzeugs führt.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um derartige Probleme zu lösen, und Aufgabe davon ist es, eine Elektroleistungs-Sendevorrichtung und eine Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung in einem berührungslosen Elektroleistungs-Versorgungssystem, das in der Lage ist, Informationen zwischen der Elektroleistungs-Sendevorrichtung und der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung durch Funkkommunikation zu transportieren, korrekt zu paaren.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Eine Elektroleistungs-Sendevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung führt elektrische Leistung einer Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung in einer berührungslosen Weise zu. Die Elektroleistungs-Sendevorrichtung weist eine Elektroleistungs-Sendeeinheit, die in der Lage ist, der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung elektrische Leistung in einer berührungslosen Weise zu zuführen, eine Kommunikationseinheit zur Funkkommunikation mit der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung, und eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Elektroleistungs-Sendeeinheit auf. Die die Steuerungsvorrichtung bestimmt, ob eine spezifizierte Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung eine Elektroleistungsempfangsvorrichtung ist, zu der aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit elektrische Leistung zu senden ist, auf der Grundlage von Informationen aus der als ein Elektroleistungs-Sendeziel spezifizierten Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung durch Funkinformationen durch die Kommunikationseinheit, wenn aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit gesendete elektrische Leistung variiert wird, während die Elektroleistungs-Sendeeinheit elektrische Leistung sendet.
Vorzugsweise bestimmt Steuerungsvorrichtung, dass die spezifizierte Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung ist, zu der elektrische Leistung von der Elektroleistungs-Sendeeinheit zu senden ist, wenn Informationen entsprechend einer Variation in der gesendeten elektrischen Leistung von der spezifizierten Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung empfangen worden sind.
Vorzugsweise bestimmt die Steuerungsvorrichtung, dass die spezifizierte Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung nicht die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung ist, zu der elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit zu senden ist, wenn Informationen entsprechend einer Variation in der gesendeten elektrischen Leistung von der spezifischen Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung nicht empfangen worden sind.
Vorzugsweise bestimmt die Steuerungsvorrichtung, dass eine andere Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung ist, zu der elektrische Leistung von der Elektroleistungs-Sendeeinheit zu senden ist, wenn Informationen, die aus der Variation in der gesendeten elektrischen Leistung herrühren, von der anderen Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung, die nicht als das Ziel des Sendens elektrischer Leistung spezifiziert ist, in der Kommunikationseinheit empfangen worden sind, wenn die gesendete elektrische Leistung von der Elektroleistungs-Sendeeinheit variiert wird.
Vorzugsweise weist die Elektroleistungs-Sendevorrichtung eine weitere Elektroleistungs-Sendeeinheit auf, die sich von der Elektroleistungs-Sendeeinheit unterscheidet. Die Steuerungsvorrichtung bewirkt, dass Informationen bezüglich des Sendens elektrischer Leistung durch die Elektroleistungs-Sendeeinheit gespeichert werden. Die Steuerungsvorrichtung tauscht gespeicherte Informationen bezüglich des Sendens elektrischer Leistung mit der Elektroleistungs-Sendeeinheit mit Informationen bezüglich des Sendens elektrischer Leistung durch die andere Elektroleistungs-Sendeeinheit aus, wenn bestimmt wird, dass die andere Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung ist, zu der elektrische Leistung von der Elektroleistungs-Sendeeinheit zu senden ist, und wenn die andere Elektroleistungs-Sendeeinheit elektrische Leistung zu der spezifizierten Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung gesendet hat.
Vorzugsweise ändert die Steuerungsvorrichtung die gesendete elektrische Leistung durch Variieren von Strom und/oder Spannung.
Vorzugsweise weist die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung eine Elektroleistungs-Empfangseinheit zum Empfang elektrischer Leistung aus der Elektroleistungs-Sendevorrichtung in berührungsloser Weise auf. Eine Differenz in der Eigenfrequenz zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit und der Elektroleistungs-Empfangseinheit ist nicht größer als ±10% der Eigenfrequenz der Elektroleistungs-Sendeeinheit oder der Eigenfrequenz der Elektroleistungs-Empfangseinheit.
Vorzugsweise weist die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung eine Elektroleistungs-Empfangseinheit auf, die elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendevorrichtung in einer berührungslosen Weise empfängt. Ein Koeffizient einer Kopplung zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit und der Elektroleistungs-Empfangseinheit ist nicht größer als 0,1.
Vorzugsweise weist die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung eine Elektroleistungs-Empfangseinheit auf, die elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendevorrichtung in einer berührungslosen Weise empfängt. Die Elektroleistungs-Empfangseinheit empfängt elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit durch ein Magnetfeld, das zwischen der Elektroleistungs-Empfangseinheit und der Elektroleistungs-Sendeeinheit gebildet ist und bei einer spezifischen Frequenz oszilliert, und/oder ein elektrisches Feld, das zwischen der Elektroleistungs-Empfangseinheit und der Elektroleistungs-Sendeeinheit gebildet ist und bei einer spezifischen Frequenz oszilliert.
Eine Elektroleistungs-Sendevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung führt elektrische Leistung einer Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung in einer berührungslosen Weise zu. Die Elektroleistungs-Sendevorrichtung weist erste und zweite Elektroleistungs-Sendeeinheiten, erste und zweite Steuerungseinheiten zur jeweiligen Steuerung der ersten und zweiten Elektroleistungs-Sendeeinheiten, und eine Steuerungsvorrichtung zur Gesamtsteuerung der ersten und zweiten Steuerungseinheiten auf. Die Steuerungsvorrichtung weist eine Kommunikationseinheit zur Kommunikation mit der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung auf. Die Steuerungsvorrichtung bestimmt, ob die spezifizierte Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung eine Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung ist, zu der elektrische Leistung aus der erste Elektroleistungs-Sendeeinheit zu senden ist, auf der Grundlage von Informationen aus der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung, die als ein erstes Elektroleistungs-Sendeziel der ersten Elektroleistungs-Sendeeinheit spezifiziert ist, durch Funkkommunikation durch die Kommunikationseinheit, wenn elektrische Leistung, die aus der ersten Elektroleistungs-Sendeeinheit gesendet wird, variiert wird, während die erste Elektroleistungs-Sendeeinheit elektrische Leistung sendet.
Eine Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung empfängt elektrische Leistung aus einer Elektroleistungs-Sendevorrichtung in einer berührungslosen Weise. Die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung weist eine Kommunikationseinheit zur Funkkommunikation mit der Elektroleistungs-Sendevorrichtung und eine Steuerungsvorrichtung auf. Die Steuerungsvorrichtung stellt einer Elektroleistungs-Sendevorrichtung eine Anforderung zur Variation der gesendeten elektrischen Leistung, die elektrische Leistung zu der elektrischen Empfangsvorrichtung sendet, durch Funkkommunikation durch die Kommunikationseinheit bereit, während elektrische Leistung empfangen wird, und bestimmt auf der Grundlage einer Variation in der gesendeten elektrischen Leistung aus der spezifizierten Elektroleistungs-Sendevorrichtung, ob die spezifizierte Elektroleistungs-Sendevorrichtung die Elektroleistungs-Sendevorrichtung ist, die elektrische Leistung zu der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung senden sollte.
Vorzugsweise bestimmt die Steuerungsvorrichtung, dass die spezifizierte Elektroleistungs-Sendevorrichtung die Elektroleistungs-Sendevorrichtung ist, die elektrische Leistung zu der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung senden sollte, wenn die Variation der gesendeten elektrischen Leistung mit der Anforderung übereinstimmt.
Vorzugsweise weist die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung weiterhin eine Elektroleistungs-Empfangseinheit zum Empfang von elektrischer Leistung in einer berührungslosen Weise von einer Elektroleistungs-Sendeeinheit der Elektroleistungs-Sendevorrichtung auf. Eine Differenz in der Eigenfrequenz zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit und der Elektroleistungs-Empfangseinheit ist nicht größer als ±10% der Eigenfrequenz der Elektroleistungs-Sendeeinheit oder der Eigenfrequenz der Elektroleistungs-Empfangseinheit.
Vorzugsweise weist die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung weiterhin eine Elektroleistungs-Empfangseinheit zum Empfang elektrischer Leistung in einer berührungslosen Weise aus einer Elektroleistungs-Sendeeinheit der Elektroleistungs-Sendevorrichtung auf. Ein Koeffizient einer Kopplung zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit und der Elektroleistungs-Empfangseinheit ist nicht größer als 0,1.
Vorzugsweise weist die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung weiterhin eine Elektroleistungs-Empfangseinheit zum Empfang elektrischer Leistung in einer berührungslosen Weise von einer Elektroleistungs-Sendeeinheit der Elektroleistungs-Sendevorrichtung auf. Die Elektroleistungs-Empfangseinheit empfängt elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit durch ein Magnetfeld, das zwischen der Elektroleistungs-Empfangseinheit und der Elektroleistungs-Sendeeinheit gebildet ist und bei einer spezifischen Frequenz oszilliert, und/oder ein elektrisches Feld, das zwischen der Elektroleistungs-Empfangseinheit und der Elektroleistungs-Sendeeinheit gebildet und bei einer spezifischen Frequenz oszilliert.
Ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, eine Leistungsspeichervorrichtung, die mit elektrischer Leistung ladbar ist, die durch die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung empfangen wird, und eine Antriebsvorrichtung zur Erzeugung einer Fahrantriebskraft mit der elektrischen Leistung aus der Leistungsspeichervorrichtung auf.
Ein berührungsloses Elektroleistungs-Versorgungssystem gemäß der Erfindung transportiert elektrische Leistung in einer berührungslosen Weise zwischen einer Elektroleistungs-Sendevorrichtung und einem Fahrzeug. Die Elektroleistungs-Sendevorrichtung und das Fahrzeug sind konfiguriert, zur Funkkommunikation miteinander in der Lage zu sein. Die Elektroleistungs-Sendevorrichtung weist eine Elektroleistungs-Sendeeinheit, die in der Lage ist, elektrische Leistung dem Fahrzeug in einer berührungslosen Weise zu zuführen, und eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Elektroleistungs-Sendeeinheit auf. Die Steuerungsvorrichtung bestimmt auf der Grundlage von Informationen aus dem Fahrzeug, das als ein Ziel für das Senden elektrische Leistung spezifiziert ist, durch Funkkommunikation, wenn die gesendete elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit variiert wird, während die Elektroleistungs-Sendeinheit elektrische Leistung sendet, ob das spezifizierte Fahrzeug ein Fahrzeug ist, zu dem elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit zu senden ist.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung können in einem berührungslosen Elektroleistungs-Versorgungssystem, das in der Lage ist, Informationen zwischen einer Elektroleistungs-Sendevorrichtung und einer Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung durch Funkkommunikation zu transportieren, die Elektroleistungs-Sendevorrichtung und die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung korrekt gepaart werden.
Figurenliste

1 zeigt eine Gesamtkonfigurationsdarstellung eines Fahrzeugelektroleistungs-Versorgungssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Funktionsblockschaltbild, das ausführlich eine Konfiguration eines Fahrzeugs und einer Elektroleistungs-Sendevorrichtung gemäß 1 veranschaulicht.
3 zeigt ein Äquivalentschaltbild während des Sendens elektrischer Leistung von der Elektroleistungs-Sendevorrichtung zu dem Fahrzeug.
4 zeigt eine Darstellung, die ein Simulationsmodell eines Elektroleistungs-Sendesystems darstellt.
5 zeigt eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad und einer Abweichung in der Eigenfrequenz zwischen einer Elektroleistungs-Sendeeinheit und einer Elektroleistungs-Empfangseinheit veranschaulicht.
6 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen dem Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad zu der Zeit, wenn ein Luftspalt variiert wird, während eine Eigenfrequenz fest eingestellt ist, und einer Frequenz eines Stroms veranschaulicht, der einer Elektroleistungs-Sendeeinheit zugeführt wird.
7 zeigt eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Abstand von einer Stromquelle (magnetische Stromquelle) und einer elektromagnetischen Feldintensität veranschaulicht.
8 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer schematischen Kommunikationssequenz in einem Fall, wenn eine Paarung zwischen einer Elektroleistungs-Sendeausrüstung und einem Fahrzeug gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel normal ist.
9 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer schematischen Kommunikationssequenz in einem Fall, in dem eine Paarung zwischen einer Elektroleistungs-Sendeausrüstung und einem Fahrzeug gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel anormal ist.
10 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer Verifikationssteuerungsverarbeitung, die in einer Fahrzeug-ECU gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird.
11 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer Verifikationssteuerungsverarbeitung, die in einer Elektroleistungs-Sende-ECU gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird.
12 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer schematischen Kommunikationssequenz in einem anderen Beispiel für eine Austauschsteuerung gemäß 8.
13 zeigt eine Gesamtkonfigurationsdarstellung eines Fahrzeugelektroleistungs-Versorgungssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
14 zeigt eine Gesamtkonfigurationsdarstellung eines weiteren Beispiels für ein elektrisches Fahrzeugleistungsversorgungssystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
15 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer schematischen Kommunikationssequenz in einem Fall, wenn eine Paarung zwischen der Elektroleistungs-Sendeausrüstung und einem Fahrzeug gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel normal ist.
16 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer schematischen Kommunikationssequenz in einem Fall, wenn eine Paarung zwischen einer Elektroleistungs-Sendeausrüstung und einem Fahrzeug gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel anormal ist.
17 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer schematischen Kommunikationssequenz in einem Fall, wenn eine Paarung zwischen der Elektroleistungs-Sendeausrüstung und einem Fahrzeug gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel anormal ist.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen weisen dieselben oder entsprechende Elemente dieselben zugeordneten Bezugszeichen auf, weshalb deren Beschreibung nicht wiederholt werden wird.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
(Konfiguration eines berührungslosen Elektroleistungs-Versorgungssystems)
1 zeigt eine Gesamtkonfigurationsdarstellung eines Fahrzeugelektroleistungs-Versorgungssystems (eines berührungslosen Elektroleistungs-Versorgungssystems) 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gemäß 1 weist das Fahrzeugelektroleistungs-Versorgungssystem 10 eine Elektroleistungs-Sendevorrichtung 20 mit einer Vielzahl von Elektroleistungs-Sendegeräten 200A, 200B und 200C und Fahrzeuge 100A und 100B auf.
Obwohl 1 die Elektroleistungs-Sendevorrichtung 20 mit drei Elektroleistungs-Sendegeräten 200A, 200B und 200C zeigt, kann die Anzahl der Elektroleistungs-Sendegeräte auf eine beliebige Anzahl eingestellt werden, solange sie zwei oder mehr beträgt. Ebenfalls ist die Anzahl der Fahrzeuge nicht auf zwei wie in 1 gezeigt begrenzt, und ein Fahrzeug sollte lediglich zumindest einem aus der Vielzahl der Elektroleistungs-Sendegeräte entsprechen.
Die Vielzahl der Elektroleistungs-Sendegeräte 200A, 200B und 200C weisen im Wesentlichen dieselbe Konfiguration auf, und auch die Fahrzeuge 100A und 100B weisen dieselbe Konfiguration auf. Daher sind in der nachfolgenden Beschreibung die Vielzahl der Elektroleistungs-Sendegeräte 200A, 200B und 200C repräsentativ als „Elektroleistungs-Sendegerät 200“ und Fahrzeuge 100A und 100B repräsentativ als ein „Fahrzeug 100“ bezeichnet. Jedes Element, das ein Elektroleistungs-Sendegerät und ein Fahrzeug bildet, ist auf die gleiche Weise bezeichnet.
Das Fahrzeug 100 weist eine Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 und eine Kommunikationseinheit 160 auf. Das Elektroleistungs-Sendegerät 200 weist eine Leistungszufuhrvorrichtung 210, eine Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und eine Kommunikationseinheit 230 auf.
Die Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 ist beispielsweise an einer unteren Oberfläche eines Fahrzeugkörpers installiert und empfängt in einer berührungslosen Weise eine Hochfrequenz-Wechselstrom- (WS-) Leistung, die von der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 des Elektroleistungs-Sendegeräts 200 durch ein elektromagnetisches Feld ausgegeben wird. Eine ausführliche Konfiguration der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 ist später zusammen mit einer Konfiguration der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und des Sendens elektrischer Leistung von der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zu der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 beschrieben. Die Kommunikationseinheit 160 ist eine Kommunikationsschnittstelle für das Fahrzeug 100, um mit dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 zu kommunizieren.
Die Leistungszufuhrvorrichtung 210 in dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 erzeugt eine Wechselstromleistung mit einer vorgeschriebenen Frequenz. Beispielsweise empfängt die Leistungszufuhrvorrichtung 210 elektrische Leistung aus einer nicht gezeigten Systemleistungszufuhr, erzeugt eine Hochfrequenzwechselstromleistung und führt der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 die erzeugte Wechselstromleistung zu.
Die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 ist beispielweise auf einer Bodenoberfläche einer Parkfläche installiert und empfängt eine Zufuhr der Hochfrequenzwechselstromleistung aus der Leistungszufuhrvorrichtung 210.
Dann gibt die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 in einer berührungslosen Weise elektrische Leistung zu der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 des Fahrzeugs 100 durch das um die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 erzeugte elektromagnetische Feld aus. Eine ausführliche Konfiguration der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 wird ebenfalls später zusammen mit einer Konfiguration der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 und des Sendens elektrischer Leistung von der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zu der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 beschrieben werden. Die Kommunikationseinheit 230 ist eine Kommunikationsschnittstelle für das Elektroleistungs-Sendegerät 200, um mit dem Fahrzeug 100 zu kommunizieren.
Somit wird in dem Fahrzeugelektroleistungs-Versorgungssystem 10 elektrische Leistung in einer berührungslosen Weise von der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 des Elektroleistungs-Sendegeräts 200 zu der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 des Fahrzeugs 100 gesendet.
2 zeigt eine ausführliche Konfigurationsdarstellung des in 1. gezeigten Fahrzeugelektroleistungs-Versorgungssystems 10. Gemäß 2 weist das Elektroleistungs-Sendegerät 200 eine Leistungszufuhrvorrichtung 210, eine Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und eine Fahrzeugerfassungseinheit 270 auf, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Die Leistungszufuhrvorrichtung 210 weist weiterhin eine Elektroleistungs-Sende-ECU 240, die eine Steuerungsvorrichtung darstellt, eine Leistungszufuhreinheit 250 und eine Anpassungsvorrichtung 260 zusätzlich zu der Kommunikationseinheit 230 auf. Die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 weist eine Resonanzspule 221, einen Kondensator 222 und eine elektromagnetische Induktionsspule 223 auf.
Die Leistungszufuhreinheit 250 wird durch ein Steuerungssignal MOD aus der Elektroleistungs-Sende-ECU 240 gesteuert, und wandelt elektrische Leistung, die aus einer Wechselstromleistungsquelle als eine Netzstromquelle 400 empfangen wird, in elektrische Hochfrequenzleistung um. Die Leistungszufuhreinheit 250 führt dann der elektromagnetischen Induktionsspule 223 die umgewandelte elektrische Hochfrequenzleistung durch die Anpassungsvorrichtung 260 zu.
Die Leistungszufuhreinheit 250 gibt zu der Elektroleistungs-Sende-ECU 240 eine Elektroleistungs-Sendespannung Vtr und einen Elektroleistungs-Sendestrom Itr aus, die jeweils durch einen Spannungssensor und einen Stromsensor erfasst werden, die nicht gezeigt sind.
Die Anpassungsvorrichtung 260 ist eine Schaltung zur Impedanzanpassung zwischen dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 und dem Fahrzeug 100. Die Anpassungsvorrichtung 260 ist zwischen der Leistungszufuhreinheit 250 und der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 vorgesehen und kann die Impedanz einer Schaltung ändern. Obwohl irgendeine Einrichtung für die Anpassungsvorrichtung 260 angewendet werden kann, kann beispielsweise eine Anpassungsvorrichtung aus einem variablen Kondensator und einer Spule (die nicht gezeigt sind) aufgebaut sein, und kann die Impedanz durch Variieren einer Kapazität des variablen Kondensators geändert werden. Durch Ändern der Impedanz in dieser Anpassungsvorrichtung 260 kann die Impedanz des Elektroleistungs-Sendegeräts 200 an die Impedanz des Fahrzeugs 100 angepasst werden (Impedanzanpassung). Obwohl 2 die Anpassungsvorrichtung 260 als separat von der Leistungszufuhreinheit 250 zeigt, kann die Leistungszufuhreinheit 250 eine Funktion der Anpassungsvorrichtung 260 enthalten.
Die Fahrzeugerfassungseinheit 270 erfasst das Vorhandensein des Fahrzeugs 100 innerhalb der Elektroleistungs-Sendeabdeckung des Elektroleistungs-Sendegeräts 200. Die Fahrzeugerfassungseinheit 270 kann beispielsweise irgendeinen Sensor wie einen berührungslosen Laser, einen Infrarot- oder Ultraschallsensor, einen Kontaktsensor wie einen Begrenzerschalter oder einen Lastsensor zur Erfassung eines Fahrzeuggewichts aufweisen.
Die Resonanzspule 221 überträgt elektrische Leistung in einer berührungslosen Weise zu einer Resonanzspule 111, die in der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 des Fahrzeugs 100 enthalten ist. Das Senden elektrischer Leistung zwischen der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 und der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 wird später unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist die Kommunikationseinheit 230 eine Kommunikationsschnittstelle zur Funkkommunikation zwischen dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 und dem Fahrzeug 100, und sendet und empfängt Informationen INFO zu und von der Kommunikationseinheit 160 auf der Seite des Fahrzeugs 100. Die Kommunikationseinheit 230 empfängt Fahrzeuginformationen, die aus der Kommunikationseinheit 160 gesendet werden, und ein Signal, das Start und Stopp des Sendens elektrischer Leistung angibt, und gibt derartige empfangene Informationen zu der Elektroleistungs-Sende-ECU 240 aus. Die Kommunikationseinheit 230 sendet zu dem Fahrzeug 100 Informationen einschließlich der Elektroleistungs-Sendespannung Vtr und des Elektroleistungs-Sendestroms Itr aus der Elektroleistungs-Sende-ECU 240.
Die Elektroleistungs-Sende-ECU 240 weist eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit), eine Speichervorrichtung sowie einen Eingangs-/Ausgangspuffer, von denen keine in 1 gezeigt ist, empfängt eine Eingabe von Signalen aus jedem Sensor und dergleichen und gibt Steuerungssignale zu jedem Gerät aus, und steuert jedes Gerät in der Leistungszufuhrvorrichtung 210. Es sei bemerkt, dass eine derartige Steuerung nicht auf eine Verarbeitung durch Software begrenzt ist, sondern dass eine Verarbeitung mit spezieller Hardware (elektronischer Schaltungsanordnung) ebenfalls durchgeführt werden kann.
Das Fahrzeug 100 weist zusätzlich zu der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 und der Kommunikationseinheit 160 ein Laderelais CHR 170, einen Gleichrichter 180, eine Leistungsspeichervorrichtung 190, ein Systemhauptrelais SMR 115, eine Antriebsvorrichtung 155, eine Fahrzeug-ECU (elektronische Steuerungseinheit) 300, die eine Steuerungsvorrichtung repräsentiert, einen Spannungssensor 195 und einen Stromsensor 196 auf.
Die Antriebsvorrichtung 155 weist eine Leistungssteuerungseinheit PCU (Leistungssteuerungseinheit) 120, einen Motorgenerator 130, ein Bewegungsleistungsübertragungsgetriebe 140 und ein Antriebsrad 150 auf. Die elektronische Leistungsempfangseinheit 110 weist die Resonanzspule 111, einen Kondensator 112 und eine elektronmagnetische Induktionsspule 113.
Obwohl ein Elektroauto als das Fahrzeug 100 als Beispiel gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben wird, ist die Konfiguration des Fahrzeugs 100 nicht darauf begrenzt, solange wie ein Fahrzeug mit elektrischer Leistung fahren kann, die in einer Leistungsspeichervorrichtung gespeichert ist. Andere Beispiele für das Fahrzeug 100 umfassen ein Hybridfahrzeug, das eine Brennkraftmaschine aufweist, ein Brennstoffzellenauto, das eine Brennstoffzelle aufweist, und dergleichen.
Die Resonanzspule 111 empfängt elektrische Leistung aus der in dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 enthaltenen Resonanzspule 221 in einer berührungslosen Weise.
Der Gleichrichter 180 richtet Wechselstromspannung, die aus der elektromagnetischen Induktionsspule 113 empfangen wird, gleich, und gibt die gleichgerichtete Gleichstrom- (GS-) Leistung zu der Leistungsspeichervorrichtung 190 durch das CHR 170 aus. Der Gleichrichter 180 kann beispielsweise derart konfiguriert sein, dass er eine Diodenbrücke und einen Glättungskondensator aufweist (von denen keiner gezeigt ist). Was als Schaltregler bezeichnet ist, der eine Gleichrichtung auf der Grundlage einer Schaltsteuerung ausführt, kann ebenfalls als Gleichrichter 180 angewendet werden. In einem Fall, in dem der Gleichrichter 180 in der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 enthalten ist, wird zur Vermeidung einer Fehlfunktion oder dergleichen eines Schaltelements, die mit einem erzeugten elektromagnetischen Feld auftreten kann, ein statische Gleichrichter wie eine Diodenbrücke stärker bevorzugt.
Das CHR 170 ist elektrisch zwischen dem Gleichrichter 180 und der Leistungsspeichervorrichtung 190 verbunden (geschaltet). Das CHR 170 wird durch ein Steuerungssignal SE2 aus der Fahrzeug-ECU 300 gesteuert und schaltet zwischen Zufuhr und Abschalten von elektrischer Leistung von dem Gleichrichter 180 zu der Leistungsspeichervorrichtung 190.
Die Leistungsspeichervorrichtung 190 ist eine elektrische Leistungsspeicherkomponente, die konfiguriert ist, aufladbar und entladbar zu sein. Die Leistungsspeichervorrichtung 190 wird beispielsweise durch eine Sekundärbatterie wie eine Lithiumionenbatterie, eine Nickelmetallhydridbatterie oder eine Bleisäurebatterie oder durch ein Leistungsspeicherelement wie ein elektrischer Doppelschichtkondensator verwirklicht.
Die Leistungsspeichervorrichtung 190 ist mit dem Gleichrichter 180 verbunden. Die Leistungsspeichervorrichtung 190 speichert elektrische Leistung, die durch die Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 empfangen wird und durch den Gleichrichter 180 gleichgerichtet wird. Zusätzlich ist die Leistungsspeichervorrichtung 190 ebenfalls mit der PCU 120 verbunden, wobei das SMR 115 dazwischen angeordnet ist. Die Leistungsspeichervorrichtung 190 führt elektrische Leistung der PCU 120 zur Erzeugung von Fahrzeugantriebskraft zu. Weiterhin speichert die Leistungsspeichervorrichtung 190 elektrische Leistung, die durch den Motorgenerator 130 erzeugt wird. Der Ausgang aus der Leistungsspeichervorrichtung 190 beträgt beispielsweise etwa 200V.
Obwohl es in 2 nicht gezeigt ist, kann in einem Fall, in dem sich eine Elektroleistungs-Empfangsspannung und eine Ladespannung der Leistungsspannungsspeichervorrichtung 190 voneinander unterscheiden, beispielsweise eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung wie ein Gleichspannungswandler zwischen dem Gleichrichter 180 und der Leistungsspeichervorrichtung 190 vorgesehen sein. Wie in dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 kann eine Anpassungsvorrichtung zur Impedanzanpassung vorgesehen sein.
Die Leistungsspeichervorrichtung 190 ist mit einem Spannungssensor und einem Stromsensor zur Erfassung einer Spannung VB und einem Eingangs- und Ausgangsstrom IB der Leistungsspeichervorrichtung 190 versehen, obwohl diese nicht gezeigt sind. Diese Erfassungswerte werden zu der Fahrzeug-ECU 300 ausgegeben. Die Fahrzeug-ECU 300 berechnet einen Ladezustand (der ebenfalls als „SOC“ bezeichnet) der Leistungsspeichervorrichtung 190 auf der Grundlage dieser Spannung VB und dieses Stroms IB.
Das SMR 115 ist elektrisch zwischen der Leistungsspeichervorrichtung 190 und der PCU 120 verbunden (geschaltet). Dann wird das SMR 115 durch ein Steuerungssignal SE1 aus der Fahrzeug-ECU 300 gesteuert und schaltet zwischen Zufuhr und Abschneiden von elektrischer Leistung zwischen der Leistungsspeichervorrichtung 190 und der PCU 120.
Die PCU 120 weist einen Wandler und einen Umrichter auf, obwohl diese nicht gezeigt sind. Der Wandler wandelt eine Spannung aus der Leistungsspeichervorrichtung 190 unter der Steuerung durch ein Steuerungssignal PWC aus der Fahrzeug-ECU 300 um. Der Umrichter treibt den Motorgenerator 130 durch die Verwendung von elektrischer Leistung, die durch den Wandler umgewandelt wird, unter der Steuerung durch ein Steuerungssignal PWI aus der Fahrzeug-ECU 300 an.
Der Motorgenerator 130 ist eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine und ist beispielsweise ein Synchronmotor der Permanentmagnetbauart mit einem Rotor, bei dem ein Permanentmagnet eingebettet ist.
Das Ausgangsdrehmoment des Motorgenerators 130 wird auf das Antriebsrad 150 durch das Bewegungsleistungsübertragungsgetriebe 140 übertragen. Das Fahrzeug 100 fährt mit diesem Drehmoment. Der Motorgenerator 130 kann elektrische Leistung mit der Rotationskraft des Antriebsrads 150 während eines regenerativen Bremsbetriebs des Fahrzeugs 100 erzeugen. Dann bewirkt die PCU 120, dass die erzeugte elektrische Leistung in Ladeleistung für die Leistungsspeichervorrichtung 190 umgewandelt wird.
In einem Hybridauto, bei dem zusätzlich zu dem Motorgenerator 130 eine (nicht gezeigte) Brennkraftmaschine enthalten ist, werden die Maschine und der Motorgenerator 130 in Koordination derart betrieben, dass eine notwendige Fahrzeugantriebskraft erzeugt wird. In diesem Fall kann die Leistungsspeichervorrichtung 190 ebenfalls mit elektrischer Leistung geladen werden, die durch Drehung der Maschine erzeugt wird.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist die Kommunikationseinheit 160 eine Kommunikationsschnittstelle zur Funkkommunikation zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Elektroleistungs-Sendegeräts 200 und sendet und empfängt Informationen INFO zu und von der Kommunikationseinheit 230 des Elektroleistungs-Sendegeräts 200. Die Informationen INFO, die aus der Kommunikationseinheit 160 zu dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 ausgegeben werden, umfassen Fahrzeuginformationen aus der Fahrzeug-ECU 300 oder ein Signal, das den Start und den Stopp von Senden elektrischer Leistung angibt.
Die Fahrzeug-ECU 300 weist eine CPU, eine Speichervorrichtung und einen Eingangs-/Ausgangspuffer auf, von denen keine in 1 gezeigt sind, empfängt eine Eingabe von Signalen aus jedem Sensor und dergleichen und gibt Steuerungssignale zu jedem Gerät aus, und steuert jedes Gerät in dem Fahrzeug 100. Es sei bemerkt, dass eine derartige Steuerung nicht auf eine Verarbeitung durch Software begrenzt ist, und dass ebenfalls eine Verarbeitung mit spezieller Hardware (elektronischer Schaltungsanordnung) durchgeführt werden kann.
Der Spannungssensor 195 ist parallel zu der elektromagnetischen Induktionsspule 113 geschaltet und erfasst eine Elektroleistungs-Empfangsspannung Vre, die durch die Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 empfangen wird. Der Stromsensor 196 ist in einer Leistungsleitung vorgesehen, die die elektromagnetische Induktionsspule 113 und den Gleichrichter 180 miteinander verbindet, und erfasst einen Elektroleistungs-Empfangsstrom Ire. Die erfasste Elektroleistungs-Empfangsspannung Vre und der erfasste Elektroleistungs-Empfangsstrom Ire werden zu der Fahrzeug-ECU 300 gesendet und zur Verarbeitung eines Sendewirkungsgrads verwendet.
Obwohl 2 die Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 und die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 derart zeigt, dass sie jeweils mit elektromagnetischen Induktionsspulen 113 und 223 versehen sind, können eine Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 und eine Elektroleistungs-Sendeeinheit 220, die jeweils nicht mit elektromagnetischen Induktionsspulen 113 und 223 versehen sind, ebenfalls akzeptabel sein. In diesem Fall ist, obwohl dies in 2 nicht gezeigt ist, die Resonanzspule 221 mit der Anpassungsvorrichtung 260 in der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 verbunden, und ist die Resonanzspule 111 mit dem Gleichrichter 180 in der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 verbunden.
(Prinzipien des Sendens elektrischer Leistung)
3 zeigt ein Äquivalentschaltbild während des Leistungssendens von dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 zu dem Fahrzeug 100. Gemäß 3 weist die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 des Elektroleistungs-Sendegeräts 200 die Resonanzspule 221, den Kondensator 222 und die elektromagnetische Induktionsspule 223 auf.
Die elektromagnetische Induktionsspule 223 ist beispielsweise mit einem vorgeschriebenen Intervall von der Resonanzspule 221 im Wesentlichen koaxial mit der Resonanzspule 221 vorgesehen. Die elektromagnetische Induktionsspule 223 ist magnetisch mit der Resonanzspule 221 durch elektromagnetische Induktion gekoppelt und führt der Resonanzspule 221 durch die elektromagnetische Induktion elektrische Hochfrequenzleistung zu, die aus der Leistungszufuhrvorrichtung 210 zugeführt wird.
Die Resonanzspule 221 bildet eine LC-Resonanzschaltung zusammen mit dem Kondensator 222. Wie es später beschrieben werden wird, wird eine LC-Resonanzschaltung ebenfalls in der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 des Fahrzeugs 100 gebildet. Eine Differenz in der Eigenfrequenz zwischen der aus der Resonanzspule 221 und dem Kondensator 222 gebildeten LC-Resonanzschaltung und der LC-Resonanzschaltung der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 ist nicht größer als ±10% der Eigenfrequenz der Ersteren oder Eigenfrequenz der Letzteren. Die Resonanzspule 221 empfängt elektrische Leistung aus der elektromagnetischen Induktionsspule 223 durch elektromagnetische Induktion und sendet elektrische Leistung in einer berührungslosen Weise zu der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 des Fahrzeugs 100.
Die elektromagnetische Induktionsspule 223 ist zu Erleichterung von elektrischer Leistungsversorgung von der Leistungszufuhrvorrichtung 210 zu der Resonanzspule 221 vorgesehen, und die Leistungszufuhrvorrichtung 210 kann direkt mit der Resonanzspule 221 verbunden werden, ohne dass die elektromagnetische Induktionsspule 223 vorgesehen ist. Der Kondensator 222 ist zu Justierung einer Eigenfrequenz der Resonanzschaltung vorgesehen, und der Kondensator 222 muss nicht in einem Fall vorgesehen werden, in dem eine gewünschte Eigenfrequenz durch Verwendung einer Streukapazität der Resonanzspule 221 erhalten werden kann.
Die Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 des Fahrzeugs 100 weist die Resonanzspule 111, den Kondensator 112 und die elektromagnetische Induktionsspule 113 auf. Die Resonanzspule 111 bildet eine LC-Resonanzschaltung zusammen mit dem Kondensator 112. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, beträgt eine Differenz in der Eigenfrequenz zwischen der aus der Resonanzspule 111 und dem Kondensator 112 gebildeten LC-Resonanzschaltung und der aus der Resonanzspule 221 und dem Kondensator 222 in der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 des elektrischen Leitungssendegeräts 200 gebildeten LC-Resonanzschaltung ±10% der Eigenfrequenz der Ersteren oder Eigenfrequenz der Letzteren. Die Resonanzspule 111 empfängt elektrische Leistung in einer berührungslosen Weise aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 des Elektroleistungs-Sendegeräts 200.
Die elektromagnetische Induktionsspule 113 ist beispielsweise mit einem vorgeschriebenen Intervall von der Resonanzspule 111 im Wesentlichen koaxial mit der Resonanzspule 111 vorgesehen. Die elektromagnetische Induktionsspule 113 ist magnetisch mit Resonanzspule 111 durch elektromagnetische Induktion gekoppelt, und extrahiert elektrische Leistung, die durch die Resonanzspule 111 durch elektromagnetische Induktion empfangen wird, und gibt die elektrische Leistung zu einer elektrischen Lastvorrichtung 118 aus. Die elektrische Lastvorrichtung 118 repräsentiert umfassend das elektrische Gerät einschließlich des Gleichrichters 180 (2) und nachfolgende Ausrüstungen.
Die elektromagnetische Induktionsspule 113 ist zur Erleichterung des Extrahierens von elektrischer Leistung aus der Resonanzspule 111 vorgesehen, wobei der Gleichrichter 180 direkt mit der Resonanzspule 111 verbunden werden kann, ohne dass die elektromagnetische Induktionsspule 113 vorgesehen ist. Der Kondensator 112 ist zu Justierung einer Eigenfrequenz der Resonanzschaltung vorgesehen, und der Kondensator 112 muss in einem Fall nicht vorgesehen sein, in dem eine gewünschte Eigenfrequenz durch Verwendung der Streukapazität der Resonanzspule 111 erhalten werden kann.
In dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 wird die Hochfrequenzwechselstromleistung von der Leistungszufuhrvorrichtung 210 zu der elektromagnetische Induktionsspule 223 zugeführt, und wird elektrische Leistung zu der Resonanzspule 221 mittels der elektromagnetischen Induktionsspule 223 zugeführt. Dann bewegt sich Energie (elektrische Leistung) von der Resonanzspule 221 zu der Resonanzspule 111 durch das zwischen der Resonanzspule 221 und der Resonanzspule 111 des Fahrzeugs 100 gebildete Magnetfeld. Energie (elektrische Leistung), die sich zu der Resonanzspule 111 bewegt hat, wird durch die elektromagnetische Induktionsspule 113 extrahiert und zu der elektrischen Lastvorrichtung 118 des Fahrzeugs 100 gesendet.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist in diesem Elektroleistungs-Sendesystem eine Differenz in der Eigenfrequenz zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 des Elektroleistungs-Sendegeräts 200 und der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 des Fahrzeugs 100 nicht größer als ±10% der Eigenfrequenz der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 oder der Eigenfrequenz der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110. Durch Einstellen der Eigenfrequenzen der Leistungssendeeinheit 220 und der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 innerhalb eines derartigen Bereichs kann der Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad verbessert werden. Wenn die vorstehend beschriebene Differenz in der Eigenfrequenz größer als ±10% ist, ist der Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad niedriger als 10%, was beispielsweise zu einem Nachteil wie eine längere Zeitdauer für das Senden elektrischer Leistung führen kann.
Die Eigenfrequenz der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 (Elektroleistungs-Empfangseinheit 110) bedeutet eine Oszillationsfrequenz in einem Fall, in dem eine elektrische Schaltung (eine Resonanzschaltung), die die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 (Elektroleistungs-Empfangseinheit 110) bildet, frei oszilliert. Es sei bemerkt, dass eine Eigenfrequenz zu der Zeit, wenn eine Bremskraft oder ein elektrischer Widerstandswert in einer elektrischen Schaltung (einer Resonanzschaltung) die die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 (die Elektroleistungs-Empfangseinheit) bildet, im Wesentlichen auf Null eingestellt ist, ebenfalls als Resonanzfrequenz der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 (Elektroleistungs-Empfangseinheit 110) bezeichnet ist.
Simulationsergebnisse einer Analyse einer Beziehung zwischen einer Differenz in der Eigenfrequenz und dem Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad sind nachstehend unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben. 4 zeigt eine Darstellung, die ein Simulationsmodell eines Elektroleistungs-Sendesystems veranschaulicht. 5 zeigt eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad und einer Abweichung in der Eigenfrequenz zwischen einer Elektroleistungs-Sendeeinheit und einer Elektroleistungs-Empfangseinheit veranschaulicht.
Gemäß 4 weist das Elektroleistungs-Sendesystem 89 eine Elektroleistungs-Sendeeinheit 90 und eine Elektroleistungs-Empfangseinheit 91 auf. Die Elektroleistungs-Sendeeinheit 90 weist eine erste Spule 92 und eine zweite Spule 93 auf. Die zweite Spule 93 weist eine Resonanzspule 94 und einen in der Resonanzspule 94 vorgesehenen Kondensator 95 auf. Die Elektroleistungs-Empfangseinheit 91 weist eine dritte Spule 96 und eine vierte Spule 97 auf. Die dritte Spule 96 weist eine Resonanzspule 99 und einen mit dieser Resonanzspule 99 verbundenen Kondensator 98 auf.
Eine Induktivität der Resonanzspule 94 ist als eine Induktivität Lt bezeichnet und eine Kapazität des Kondensators 95 ist als eine Kapazität C1 bezeichnet. Eine Induktivität der Resonanzspule 99 ist als eine Induktivität Lr bezeichnet, und eine Kapazität des Kondensators 98 ist als Kapazität C2 bezeichnet. Mit der Einstellung jedes Parameters als solches ist eine Eigenfrequenz f1 der zweiten Spule 93 in der nachstehend beschriebenen Gleichung (1) ausgedrückt und ist eine Eigenfrequenz f2 der dritten Spule 96 durch eine nachstehend beschriebene Gleichung (2) ausgedrückt. $f1 = 1 / {2 π {(Lt \times C1)}^{1 / 2}}$
$f2 = 1 / {2 π {(Lr \times C2)}^{1 / 2}}$
Dabei ist die Beziehung zwischen der Abweichung in der Eigenfrequenz zwischen der zweiten Spule 93 und der dritten Spule 96 und dem Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad in einem Fall, in dem die Induktivität Lr und die Kapazitäten C1, C2 fest eingestellt sind und lediglich die Induktivtät Lt variiert wird, in 5 gezeigt. Es sei bemerkt, dass in dieser Simulation die relative Positionsbeziehung zwischen der Resonanzspule 94 und der Resonanzspule 99 fest eingestellt ist und zusätzlich eine Frequenz eines der zweiten Spule 93 zugeführten Stroms konstant ist.
In dem in 5 gezeigten Graphen repräsentiert die Abszisse einer Abweichung (%) in der Eigenfrequenz und repräsentiert die Ordinate einen Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad (%) eines Stroms bei einer konstanten Frequenz. Die Abweichung (%) in der Eigenfrequenz wird in der nachstehenden Gleichung (3) ausgedrückt. $(Abweichung in der Eigenfrequenz) = {(f1 - f2) / f 2} \times 100 (%)$
Wie es aus 5 hervorgeht, ist, wenn die Abweichung (%) in der Eigenfrequenz 0% beträgt, der Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad nahe an 100%. Wenn die Abweichung (%) in der Eigenfrequenz ±5% beträgt, ist der Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad etwa 40%. Wenn die Abweichung (%) in der Eigenfrequenz ±10% beträgt, ist der Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad etwa 10%. Wenn die Abweichung (%) in der Eigenfrequenz ±15% beträgt, ist der Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad etwa 5%. Es wird nämlich deutlich, dass der Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad auf einen praktischen Pegel verbessert werden kann, indem die Eigenfrequenz jeweils der zweiten Spule 93 und der dritten Spule 96 derart eingestellt wird, dass ein absoluter Wert der Abweichung (%) in der Eigenfrequenz (Differenz in der Eigenfrequenz) nicht größer als 10% der Eigenfrequenz der dritten Spule 96 ist. Zusätzlich kann der Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad weiter verbessert werden, indem die Eigenfrequenz der zweiten Spule 93 und der dritten Spule 96 jeweils derart eingestellt werden, dass ein absoluter Wert der Abweichung (%) in der Eigenfrequenz nicht größer als 5% der Eigenfrequenz der dritten Spule 96 ist, was weiter bevorzugt wird. Es sei bemerkt, dass als Simulationssoftware eine Elektromagnetfeldanalyse-Software (JMAG (Marke): hergestellt von der JSOL Corporation) angewendet wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 senden und empfangen das Elektroleistungs-Sendegerät 200 und die Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 des Fahrzeugs 100 elektrische Leistung in berührungsloser Weise durch ein Magnetfeld, das zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 gebildet und bei einer spezifischen Frequenz oszilliert, und/oder eine elektrisches Feld, das zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 gebildet ist und bei einer spezifischen Frequenz oszilliert. Ein Kopplungskoeffizient κ zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 ist vorzugsweise nicht größer als 0,1, und indem bewirkt wird, dass die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und die Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 durch das elektromagnetische Feld in Resonanz schwingen, wird elektrische Leistung von der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zu der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 gesendet.
Nachstehend ist das Magnetfeld bei einer spezifischen Frequenz beschrieben, das um die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 gebildet ist. Das „Magnetfeld bei einer spezifischen Frequenz“ weist typischer Weise eine Beziehung mit dem Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad und einer Frequenz eines Stroms auf, der der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zugeführt wird. Daher ist zunächst eine Beziehung zwischen dem Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad und einer Frequenz eines Stroms beschrieben, der der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zugeführt wird. Der Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad zu der Zeit, wenn elektrische Leistung von der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zu der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 gesendet wird, variiert in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren wie einer Distanz zwischen der elektrischen Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110. Beispielsweise ist eine Eigenfrequenz (Resonanzfrequenz) der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 als f0 definiert, ist eine Frequenz eines der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zugeführt Stroms als f3 definiert, und ist ein Luftspalt zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 als Luftspalt AG definiert.
6 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen dem Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad zu der Zeit, wenn der Luftspalt AG variiert wird, während die Eigenfrequenz f0 fest eingestellt ist, und der Frequenz f3 eines der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zugeführten Stroms veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 6 stellt die Abszisse die Frequenz f3 eines der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zugeführten Stroms dar und stellt die Ordinate den Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad (%) dar. Eine Wirkungsgradkurve L1 stellt schematisch eine Beziehung zwischen dem Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad zu der Zeit, wenn der Luftspalt AG klein ist, und der Frequenz f3 eines der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zugeführt Stroms dar. Wie es in dieser Wirkungsgradkurve L1 gezeigt ist, erscheint, wenn der Luftspalt AG klein ist, eine Spitze des Elektroleistungs-Sendewirkungsgrads bei Frequenzen f4, f5 (f4<f5). Wenn der Luftspalt AG erhöht wird, werden zwei Spitzen, bei denen der Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad hoch ist, derart variiert, dass sie nahe aneinander gelangen. Dann, wie es mit einer Wirkungsgradkurve L2 gezeigt ist, erscheint, wenn der Luftspalt AG größer als eine vorgeschriebene Distanz ist, eine Spitze des Elektroleistungs-Sendewirkungsgrads, und erreicht der Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad eine Spitze, wenn eine Frequenz eines der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zugeführten Stroms an eine Frequenz f6 gelangt. Wenn der Luftspalt AG im Vergleich zu dem mit der Wirkungsgradkurve L2 gezeigten Zustand weiter erhöht wird, wird die Spitze des Elektroleistungs-Sendewirkungsgrads niedriger, wie es mit einer Wirkungsgradkurve L3 gezeigt ist.
Beispielsweise ist eine Technik wie nachstehend beschrieben als eine Technik zur Verbesserung des Elektroleistungs-Sendewirkungsgrads möglich. Als eine erste Technik ist eine Technik des Variierens von Charakteristiken des Elektroleistungs-Sendewirkungsgrads zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 möglich, bei der eine Frequenz eines der Elektroleistungs-Sendeinheit 220 zugeführten Stroms konstant entsprechend dem Luftspalt AG beibehalten wird, und eine Kapazität des Kondensators 222 oder des Kondensators 112 variiert wird. Insbesondere werden die Kapazitäten des Kondensators 222 und des Kondensators 112 derart justiert, dass der Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad eine Spitze erzielt, während eine Frequenz eines der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zugeführten Stroms konstant gehalten wird. Mit dieser Technik ist ungeachtet der Größe des Luftspalts AG eine Frequenz eines Stroms, der durch die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und die Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 fließt, konstant. Es sei bemerkt, dass eine Technik, bei der die Anpassungsvorrichtung 260 des Elektroleistungs-Sendegeräts 200 verwendet wird, eine Technik, bei der ein (nicht gezeigter) Wandler, der zwischen dem Gleichrichter 180 und der Leistungsspeichervorrichtung 190 in dem Fahrzeug 100 vorgesehen ist, verwendet wird, oder dergleichen ebenfalls als eine Technik zum Variieren von Charakteristiken des Elektroleistungs-Sendewirkungsgrads angewendet werden können.
Eine zweite Technik ist eine Technik des Justierens einer Frequenz eines der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zugeführten Stroms auf der Grundlage einer Größe des Luftspalts AG. Beispielsweise wird in einem Fall, in dem die Elektroleistungs-Sendecharakteristiken eine Wirkungsgradkurve L1 zeigen, ein Strom mit einer Frequenz von f4 oder f5 der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zugeführt. Dann wird in einem Fall, in dem die Frequenzcharakteristiken eine Wirkungsgradkurve L2, L3 zeigen, ein Strom mit einer Frequenz f6 der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zugeführt. In diesem Fall wird eine Frequenz eines Stroms, der durch die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und die Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 fließt, entsprechend der Größe des Luftspalts AG variiert.
Mit der ersten Technik erlangt eine Frequenz eines Stroms, der durch die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 fließt, eine feste konstante Frequenz, und mit der zweiten Technik erlangt eine Frequenz, die durch die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 fließt, eine Frequenz, die wie geeignet in Abhängigkeit von dem Luftspalt AG variiert. Mit der ersten Technik, der zweiten Technik oder dergleichen wird der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 ein Strom mit einer spezifischen Frequenz, die zum Erzielen eines hohen Elektroleistungs-Sendewirkungsgrads eingestellt ist, zugeführt. Wenn ein Strom mit einer spezifischen Frequenz durch die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 fließt, wird ein Magnetfeld (elektromagnetisches Feld), das bei einer spezifischen Frequenz oszilliert, um die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 gebildet. Die Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 empfängt elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 durch das Magnetfeld, das zwischen der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 und der Elektroleistungs-Sendeinheit 220 gebildet ist und bei einer spezifischen Frequenz oszilliert. Daher ist das „Magnetfeld, das bei einer spezifischen Frequenz oszilliert“ nicht notwendigerweise ein Magnetfeld bei einer festen Frequenz. Obwohl eine Frequenz eines der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zugeführten Stroms unter Berücksichtigung des Luftspalts AG in dem vorstehend beschriebenen Beispiel eingestellt wird, wird der Elektroleistungs-Sendewirkungsgrad ebenfalls durch andere Faktoren wie ein Versatz in horizontaler Richtung zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 variiert, und kann eine Frequenz eines der Elektroleistungs-Sendeinheit 220 zugeführten Stroms auf der Grundlage dieser anderen Faktoren justiert werden.
Obwohl ein Beispiel, bei dem eine Spiralspule für die Resonanzspule angewendet wird, in der vorstehenden Beschreibung beschrieben worden ist, fließt in einem Fall, bei dem eine Antenne wie eine mäanderförmige Leitung für die Resonanzspule angewendet wird, ein Strom bei einer spezifischen Frequenz durch die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und wird somit ein elektrisches Feld bei einer spezifischen Frequenz um die elektrische Leitungssendeeinheit 220 gebildet. Dann wird elektrische Leistung zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 durch dieses elektrische Feld gesendet.
In diesem Elektroleistungs-Sendesystem wird von einem Nahfeld (abklingendes Feld (evanescent field)) Gebrauch gemacht, bei dem ein „statisches elektromagnetisches Feld“ des elektromagnetischen Feldes dominant ist, um den Wirkungsgrad beim Senden und Empfangen von elektrischer Leistung zu verbessern.
7 zeigt eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Distanz von einer Stromquelle (Magnetstromquelle) und einer elektromagnetischen Feldintensität veranschaulicht. Gemäß 7 besteht das elektromagnetische Feld aus drei Komponenten. Eine Kurve k1 stellt eine Komponente dar, die invers proportional zu einer Distanz von einer Wellenquelle ist und wird als „Strahlungselektromagnetfeld“ bezeichnet. Eine Kurve k2 stellt eine Komponente dar, die invers proportional zu einem Quadrat einer Distanz von einer Wellenquelle ist und wird als „Induktionselektromagnetfeld“ bezeichnet. Zusätzlich stellt eine Kurve k3 eine Komponente dar, die invers proportional zur dritten Potenz einer Distanz von einer Wellenquelle ist, und wird als „statisches elektromagnetisches Feld“ bezeichnet. Es sei bemerkt, dass, wenn eine Wellenlänge des elektromagnetischen Feldes als „λ“ bezeichnet ist, eine Distanz, bei der das „Strahlungselektromagnetfeld“, das „Induktionselektromagnetfeld“ und das „statische elektromagnetische Feld“ im Wesentlichen in der Intensität gleich sind, als λ/2π ausgedrückt werden kann.
Das „statische elektromagnetische Feld“ ist ein Bereich, in dem die Intensität der elektromagnetischen Wellen sich mit einer Distanz von der Wellenquelle stark verringern, und in dem Elektroleistungs-Sendesystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Nahfeld (abklingendes Feld (evanescent field)), bei dem dieses „statische elektromagnetische Feld“ dominant ist, zum Senden von Energie (elektrischer Leistung) verwendet. Es wird nämlich bewirkt, dass die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und die Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 (beispielsweise ein Paar von LC-Resonanzspulen), die nahe aneinanderliegende Eigenfrequenzen aufweisen, im Nahfeld mitschwingen bei dem das „statische elektromagnetische Feld“ dominant ist, so dass Energie (elektrische Leistung) von der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 zu der anderen Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 gesendet wird. Da dieses „statische elektromagnetische Feld“ Energie nicht über eine lange Distanz ausbreitet, kann ein Resonanzverfahren eine elektrische Leistungssendung mit weniger Energieverlust als elektromagnetische Wellen erzielen, die Energie (elektrische Leistung) mittels des „Strahlungselektromagnetfeldes“ senden, das Energie über eine lange Distanz ausbreitet.
Somit wird in diesem Elektroleistungs-Sendesystem elektrische Leistung zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 in einer berührungslosen Weise gesendet, indem bewirkt wird, dass die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und die Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 durch das elektromagnetische Feld in Resonanz schwingen. Ein Kopplungskoeffizient (κ) der Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 ist beispielsweise angenähert nicht größer 0,3, und vorzugsweise nicht größer als 0,1. Natürlich kann ein Kopplungskoeffizient (κ) in einem Bereich angenähert von 0,1 bis 0,3 ebenfalls angewendet werden. Ein Kopplungskoeffizient (κ) ist nicht auf einen derartigen Wert begrenzt und kann verschiedene Werte annehmen, bei denen ein gutes Senden elektrischer Leistung erzielt wird.
Die Kopplung zwischen der elektrischen Leitungssendeeinheit 220 und der Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 wie vorstehend beschrieben in einem Senden elektrischer Leistung wird beispielsweise als „Magnetresonanzkopplung“, „Magnetfeldresonanzkopplung“, „Nahfeldresonanzkopplung“, „Elektromagnetfeldresonanzkopplung“ oder „Elektrofeldresonanzkopplung“ bezeichnet. Die „Elektromagnetfeldresonanzkopplung“ bedeutet eine Kopplung einschließlich irgendeiner einer „Magnetresonanzkopplung“, „Magnetfeldresonanzkopplung“ und „Elektrofeldresonanzkopplung“.
In einem Fall, in dem die elektrische Leitungssendeeinheit 220 und die elektrische Empfangseinheit 110 aus Spulen gebildet sind, wie es vorstehend beschrieben worden ist, sind die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und die Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 miteinander hauptsächlich durch ein Magnetfeld gekoppelt, und ist eine „Magnetresonanzkopplung“ oder „Magnetfeldresonanzkopplung“ gebildet. Es sei bemerkt, dass beispielsweise eine Antenne wie eine mäanderförmige Leitung ebenfalls für die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und die Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 angewendet werden kann, wobei in diesem Fall die Elektroleistungs-Sendeeinheit 220 und die Elektroleistungs-Empfangseinheit 110 miteinander hauptsächlich durch ein elektrisches Feld gekoppelt sind, und eine „Elektrofeldresonanzkopplung“ gebildet ist.
(Beschreibung einer Verifizierungssteuerung eines Paarens zwischen Elektroleistungs-Sendegerät und Fahrzeug)
In dem Fahrzeugelektroleistungs-Versorgungssystem, bei dem elektrische Leistung in einer berührungslosen Weise wie vorstehend beschrieben transportiert wird, ist keine verdrahtete Verbindung zum Transport elektrischer Leistung zwischen dem Elektroleistungs-Sendegerät und dem Fahrzeug hergestellt. Daher werden in vielen Fällen Informationen ebenfalls zwischen dem Elektroleistungs-Sendegerät und dem Fahrzeug durch Funkkommunikation transportiert, und wird eine Authentifizierung in dem Elektroleistungs-Sendegerät und dem Fahrzeug auf der Grundlage von durch Funkkommunikation erhaltenen Informationen ausgeführt.
In der Funkkommunikation kann in einem Fall, in dem eine Vielzahl von Geräten (Fahrzeuge, Elektroleistungs-Sendegeräte), die zur Kommunikation in der Lage sind, innerhalb einer Kommunikationsabdeckung vorhanden sind, individuelle Kommunikation mit jedem Gerät hergestellt werden. Daher kann in einem Fall wie gemäß 1, bei dem das elektrische berührungslose Leistungsversorgungssystem wie vorstehend beschrieben in einer Vielzahl von benachbarten Parkflächen wie einem Parkplatz an einer kommerziellen Einrichtung vorgesehen ist, ein elektromagnetisches Leistungssendegerät mit einer Vielzahl von Fahrzeugen kommunizieren und kann ein Fahrzeug mit einer Vielzahl von Elektroleistungs-Sendegeräten kommunizieren.
Dann gibt es für jedes Gerät eine Vielzahl von Gegengeräten, die ein Elektroleistungs-Sendeziel oder ein Elektroleistungs-Empfangsziel sein können. Daher sollte zur korrekten Zufuhr elektrischer Leistung aus dem Elektroleistungs-Sendegeräts zu einem Fahrzeug das Gegengerät, zu oder von dem elektrische Leistung gesendet oder empfangen werden sollte, zuverlässig spezifiziert werden und sollte ein Paaren mit diesem durchgeführt werden.
Wenn ein Elektroleistungs-Sendebetrieb durchgeführt wird, während das Elektroleistungs-Sendegerät und ein Fahrzeug nicht korrekt gepaart sind, kann das Elektroleistungs-Sendegerät nicht korrekt den Zustand einer an einem Fahrzeug angebrachten Leistungsspeichervorrichtung erfahren und wird ein Senden elektrischer Leistung entsprechend einem Zustand einer Leistungsspeichervorrichtung eines anderen Fahrzeugs ausgeführt. Dann besteht eine Möglichkeit eines unzureichenden Ladens der Leistungsspeichervorrichtung oder eines Überladens aufgrund eines Versagens beim korrekten Stoppen des Ladens. Somit kann ein Laden, wie es von einem Anwender beabsichtigt ist, versagen oder kann ein Versagen oder eine Verschlechterung des Geräts verursacht werden.
Beim Laden einer Leitungsspeichervorrichtung mit einer öffentlichen Elektroleistungs-Sendevorrichtung können Gebühren entsprechend einer Ladungsmenge berechnet (in Rechnung gestellt) werden. Daher können, wenn ein Elektroleistungs-Sendegerät und ein Fahrzeug nicht korrekt gepaart sind, Informationen bezüglich Gebühren für das Fahrzeug und Informationen bezüglich berechneter Gebühren für ein anderes Fahrzeug vertauscht werden.
Dann wird gemäß dem vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel eine Verifizierungssteuerung ausgeführt, bei der gesendete elektrische Leistung absichtlich während eines Betriebs zum Senden elektrischer Leistung von dem Elektroleistungs-Sendegerät zu einem Fahrzeug variiert wird, und auf der Grundlage davon, ob eine derartige Variation korrekt durch das Fahrzeug erfasst werden kann, wird ein Paaren zwischen dem Fahrzeug und dem Elektroleistungs-Sendegerät verifiziert. Mit einer derartigen Steuerung kann, selbst obwohl ein Elektroleistungs-Sendebetrieb gestartet worden ist, obwohl das Elektroleistungs-Sendegerät und das Fahrzeug nicht korrekt gepaart sind, ein unkorrektes Paaren während des Sendens elektrischer Leistung erfasst werden.
Weiterhin wird, wenn ein inkorrektes Paaren erfasst wird, eine Modifikation zum Korrigieren des Paarens durchgeführt und werden Informationen bezüglich des Sendens elektrischer Leistung wie Gebühreninformationen auf das modifizierte korrigierte Paaren angewendet, so dass Elektroleistungs-Sendeaufzeichnungen bisher in geeigneter Weise übernommen werden können.
8 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer schematischen Kommunikationssequenz in einem Fall, in dem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein Paaren zwischen dem Elektroleistungs-Sendegeräts 200 und dem Fahrzeug 100 normal ist.
Gemäß 8 wird eine normale elektrische Leistungsversorgung von dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 zu dem Fahrzeug 100 wie ein Senden von elektrischer Leistung von 3 kW von dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 zu dem Fahrzeug 100 berücksichtigt. Dann wird beispielsweise eine Verifizierungssteuerung nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer seit dem Start des Sendens elektrischer Leistung oder zu vorgeschriebenen Zeitintervallen gestartet.
Wenn die Verifizierungssteuerung gestartet wird, wird anfänglich eine Vorabmitteilung dahingehend, dass eine Prüfung in eine Verifizierungssteuerung gestartet wird, von dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 zu dem Fahrzeug 100, das gegenwärtig als ein Elektroleistungs-Sendeziel spezifiziert ist, durch Funkkommunikation gegeben. Somit erkennt das Fahrzeug 100, dass elektrische Leistung von dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 geändert werden wird.
In Reaktion auf diese Mitteilung gibt das Fahrzeug 100 einen elektrischen Leistungsänderungsbefehl zu dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 aus. Dann verringert das Elektroleistungs-Sendegerät 200 die elektrische Leistung beispielsweise von dem gegenwärtigen 3 kW auf ein 1 kW. Diese elektrische Leistungsänderung wird durch Variieren des Elektroleistungs-Sendestroms und/oder der Elektroleistungs-Sendespannung durchgeführt.
Dabei wird eine Vorabmitteilung des Starts der Verifizierungssteuerung ausgegeben, weshalb das Fahrzeug 100, obwohl eine Variation in der gesendeten elektrischen Leistung in dem Fahrzeug 100 erfasst wird, bestimmt, dass diese elektrische Leistungsvariation auf die Verifizierungssteuerung zurückzuführen ist und dass die Paarung mit dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 korrekt ist.
Dann sendet das Fahrzeug 100 ein Signal, das angibt, dass die Paarung korrekt ist, zu dem Elektroleistungs-Sendegerät 200. In Reaktion darauf gibt das Elektroleistungs-Sendegerät 200 eine Mitteilung bezüglich des Endes der Verifizierungssteuerung zu dem Fahrzeug 100 aus und nimmt die normale elektrische Leistungsversorgung wieder auf, wobei die gesendete elektrische Leistung von 1 kW auf 3 kW wiederhergestellt wird.
Ein Befehl zur Änderung der elektrischen Leistung aus dem Fahrzeug 100 in Reaktion auf eine Vorabmitteilung der Verifizierungssteuerung aus dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 ist in 8 nicht notwendigerweise erforderlich, und das Elektroleistungs-Sendegerät 200 selbst kann die elektrische Leistung in Reaktion auf die Tatsache ändern, dass eine vorgeschriebene Bedingung erfüllt ist (beispielsweise ein Verstreichen einer vorgeschriebenen Zeitdauer), nachdem eine Vorabmitteilung ausgegeben worden ist.
Eine schematische Kommunikationssequenz in einem Fall, in dem eine Paarung zwischen dem Elektroleistungs-Sendegerät und einem Fahrzeug anormal ist, ist nachstehend unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Gemäß 9 wird durch Funkkommunikation erkannt, dass das Elektroleistungs-Sendegerät 200A (Elektroleistungs-Sendegerät 1) und das Fahrzeug 100A (Fahrzeug A) gemäß 1 gepaart sind und das elektrische Leitungssendegerät 200B (Elektroleistungs-Sendegerät 2) und das Fahrzeug 100B (Fahrzeug B) gepaart sind. Tatsächlich ist jedoch das Fahrzeug A auf einem Stellplatz des Elektroleistungs-Sendegeräts 2 geparkt und wird elektrische Leistung von dem Elektroleistungs-Sendegerät 2 zu dem Fahrzeug A zugeführt. Demgegenüber ist das Fahrzeug B auf einer Parkfläche des Elektroleistungs-Sendegeräts 1 geparkt, und wird elektrische Leistung von dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 zu dem Fahrzeug B zugeführt.
In einem derartigen Zustand wird, wenn die Verifizierungssteuerung in dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 gestartet wird, eine Vorabmitteilung bezüglich des Starts der Steuerung aus dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 zu dem Fahrzeug A ausgegeben, das gegenwärtig als ein Elektroleistungs-Sendeziel spezifiziert ist. Dann wird die gesendete elektrische Leistung aus dem elektrischen Leitungssendegerät 1 verringert, beispielsweise von 3 kW auf 1kW.
Tatsächlich wird jedoch die zu dem Fahrzeug B gesendete elektrische Leistung abgesenkt und wird die in dem Fahrzeug A empfangene elektrische Leistung nicht variiert. Das Fahrzeug A bestimmt auf der Grundlage der Tatsache, dass die gesendete elektrische Leistung innerhalb einer vorgeschriebenen Dauer nach Empfang der Vorabmitteilung aus dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 sich nicht geändert hat, dass die Paarung anormal ist. Dann gibt das Fahrzeug A eine Mitteilung, die eine anormale Paarung angibt, zu dem elektrischen Leitungssendegerät 1 aus.
Wenn das elektrische Leitungssendegerät 1 in Reaktion auf eine Mitteilung bezüglich einer anormalen Bedingung von dem Fahrzeug A eine inkorrekte Erkennung einer Paarung erkennt, gibt es eine Mitteilung, die angibt, dass eine inkorrekte Erkennung erkannt worden ist, zu anderen Elektroleistungs-Sendegeräten aus und stoppt das Senden elektrischer Leistung.
Das Fahrzeug B sendet eine Mitteilung eines Stopps aufgrund einer anormalen Bedingung zu dem Elektroleistungs-Sendegerät 2 aufgrund eines plötzlichen Stopps des Sendens elektrischer Leistung ohne Vorabmitteilung. Das Elektroleistungs-Sendegerät 2 bestimmt auf der Grundlage des Empfangs einer Mitteilung bezüglich eines Stopps aufgrund einer anormalen Bedingung von dem Fahrzeug B und einer Mitteilung bezüglich einer inkorrekten Erkennung von dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 trotz Ausführens des Sendens elektrischer Leistung, dass die Erkennung der Paarung in dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 und die Erkennung der Paarung in dem Elektroleistungs-Sendegerät 2 umgekehrt sind. Dann stoppt das Elektroleistungs-Sendegerät 2 die gesendete elektrische Leistung.
Obwohl es in 9 nicht gezeigt ist, kann eine Mitteilung bezüglich einer anormalen Bedingung zu dem Elektroleistungs-Sendegerät 2 ausgegeben werden, falls die gesendete elektrische Leistung in dem Fahrzeug B ohne eine Vorabmitteilung abgesenkt wird.
Danach gibt das Elektroleistungs-Sendegerät 1 eine Mitteilung zur Angabe einer Änderung in einer gegenwärtig erkannten ID zu den Fahrzeugen A und B und dem Elektroleistungs-Sendegerät 2 auf der Grundlage der Bestimmung in dem Elektroleistungs-Sendegerät 2 aus. In dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 wird eine erkannte ID eines Fahrzeugs ebenfalls geändert. Somit wird eine Paarung in jedem Gerät korrigiert. Eine Mitteilung bezüglich eines Stopps aufgrund einer anormalen Bedingung aus dem Fahrzeug B oder ein Ergebnis einer Bestimmung durch das Elektroleistungs-Sendegerät 2 in Reaktion darauf entspricht „Informationen, die aus einer Variation in der gesendeten elektrischen Leistung stammen“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Danach werden Informationen bezüglich des bisherigen Sendens elektrischer Leistung zu den Fahrzeugen A und B zwischen dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 und dem Elektroleistungs-Sendegerät 2 ausgetauscht. Somit werden SOC oder Gebührenerhebungsinformationen einer Leistungsspeichervorrichtung, die an einem Fahrzeug angebracht ist, zu dem elektrische Leistung zu senden ist, korrekt erkannt.
Dann sendet das Elektroleistungs-Sendegerät 1 eine Mitteilung, die das Ende der Verifizierungssteuerung angibt, zu den Fahrzeugen A und B sowie dem Elektroleistungs-Sendegerät 2 und sendet einen Befehl zum Wiederaufnehmen des Sendens elektrischer Leistung zu dem Elektroleistungs-Sendegerät 2.
Danach wird die Zufuhr elektrischer Leistung aus dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 und dem Elektroleistungs-Sendegerät 2 gestartet. Auf diese Weise kann die Erkennung des Gegengeräts auf der Grundlage der Kommunikation und das tatsächliche Gerät in Entsprechung gebracht werden. In dem Elektroleistungs-Sendegerät wird nämlich ein Elektroleistungs-Sendezielfahrzeug zu dem elektrische Leistung aus dem Elektroleistungs-Sendegerät zu senden ist, korrekt spezifiziert, und in einem Fahrzeug wird das Elektroleistungs-Sendegerät, das elektrische Leistung zu dem Fahrzeug senden sollte, korrekt spezifiziert.
Einzelheiten der Verifizierungssteuerungsverarbeitung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind nachstehend unter Bezugnahme auf 10 und 11 beschrieben. 10 zeigt ein Flussdiagramm, das eine in der Fahrzeug-ECU 300 des Fahrzeugs 100 durchgeführte Verarbeitung veranschaulicht. 11 zeigt ein Flussdiagramm, das eine in der Elektroleistungs-Sende-ECU 240 des Elektroleistungs-Sendegeräts 200 durchgeführte Verarbeitung veranschaulicht. Jeder Schritt in den Flussdiagrammen gemäß 10 und 11 wird als Programme verwirklicht, die vorab in der Fahrzeug-ECU 300 und der Elektroleistungs-Sende-ECU 240 jeweils gespeichert sind, und werden aus einer Hauptroutine aufgerufen und in Reaktion darauf, dass eine vorgeschriebene Periode oder vorgeschriebene Bedingung erfüllt ist. Alternativ kann für einige Schritte eine spezielle Hardware (elektronische Schaltungsanordnung) zur Verwirklichung der Verarbeitung konstruiert werden.
Unter Bezugnahme auf 10 ist anfänglich die Verarbeitung in dem Fahrzeug 100 beschrieben. Die Fahrzeug-ECU 300 bestimmt in Schritt (wobei nachstehend ein Schritt durch S abgekürzt ist) 100, ob gegenwärtig elektrische Leistung empfangen wird oder nicht.
Wenn elektrische Leistung nicht empfangen wird (NEIN in S100), ist die Verifizierung des Paarens nicht notwendig, weshalb die Fahrzeug-ECU 300 die nachfolgende Verarbeitung überspringt und endet der Prozess.
Wenn elektrische Leistung empfangen wird (JA in S100), geht der Prozess zu S110 über, und die Fahrzeug-ECU 300 bestimmt, ob eine Prüfungsstartmitteilung (eine Vorabmitteilung) von dem Elektroleistungs-Sendegerät empfangen worden ist.
Wenn eine Prüfungsstartmitteilung empfangen worden ist (JA in S110) geht der Prozess zu S120 über und bestimmt die Fahrzeug-ECU 300 weiter, ob elektrische Leistung, die aus dem Elektroleistungs-Sendegerät gesendet wird, abgesenkt worden ist oder nicht.
Wenn die gesendete elektrische Leistung aus dem Elektroleistungs-Sendegerät abgesenkt (JA in S120), geht der Prozess zu S130 über. Die Fahrzeug-ECU 300 bestimmt bei der Verifizierungssteuerung, dass die Paarung zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Elektroleistungs-Sendegerät normal ist, und sendet eine Mitteilung, die normal angibt, zu dem Elektroleistungs-Sendegerät. Danach verifiziert, wenn eine Prüfungs-Endmitteilung in S160 von dem Elektroleistungs-Sendegerät empfangen wird, die Fahrzeug-ECU 300, ob elektrische Leistung von dem Elektroleistungs-Sendegerät gesendet wird (S170), und wenn elektrische Leistung gesendet wird (JA in S170), wird der Empfang elektrischer Leistung wieder aufgenommen (S180).
Wenn in S120 die gesendete elektrische Leistung aus dem Elektroleistungs-Sendegerät nicht abgesenkt wird (NEIN in S120), geht der Prozess zu S125 über und bestimmt die Fahrzeug-ECU 300 ob seit dem Empfang einer Prüfstartmitteilung eine vorbestimmte vorgeschriebene Zeitdauer verstrichen ist oder nicht.
Wenn die vorgeschriebene Zeitdauer noch nicht verstrichen ist (NEIN in S125) kehrt der Prozess zu S120 zurück. Wenn die vorgeschriebene Zeitdauer verstrichen ist (JA in S125), geht der Prozess zu S135 über. Die Fahrzeug-ECU 300 bestimmt, dass die Paarung zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Elektroleistungs-Sendegerät anormal ist und sendet eine Mitteilung diesbezüglich zu dem Elektroleistungs-Sendegerät.
Danach stoppt die Fahrzeug-ECU 300 in Reaktion auf einen Stopp des Sendens elektrischer Leistung durch das Elektroleistungs-Sendegerät den Empfang elektrischer Leistung (S140). Dann erhält in S150 die Fahrzeug-ECU 300 eine ID des Elektroleistungs-Sendegeräts, um korrekt gepaart zu werden, von dem Elektroleistungs-Sendegerät und ändert die Paarungserkennung.
Dann empfängt die Fahrzeug-ECU 300 eine Prüfungs-Endmitteilung von dem Elektroleistungs-Sendegerät (S160), und ändert die Paarungserkennung.
Dann empfängt die Fahrzeug-ECU 300 eine Prüfungs-Endmitteilung von dem Elektroleistungs-Sendegerät (S160), und wenn das Senden elektrischer Leistung aus dem Elektroleistungs-Sendegerät wiederaufgenommen wird (JA in S170), wird der Empfang elektrischer Leistung wiederaufgenommen (S180).
Wenn in S110 eine Prüfstartmitteilung nicht empfangen worden ist (NEIN in S110), geht der Prozess zu S115 über, und bestimmt die Fahrzeug-ECU 300, ob gesendete elektrische Leistung aus dem Elektroleistungs-Sendegerät gestoppt worden ist oder nicht.
Wenn die gesendete elektrische Leistung aus dem Elektroleistungs-Sendegerät nicht gestoppt worden ist (NEIN in S115), ist das Fahrzeug nicht ein Fahrzeug von Interesse für die Verifizierungssteuerung und wird zusätzlich das Senden elektrischer Leistung fortgesetzt. Daher bestimmt die Fahrzeug-ECU 300, dass die Paarung in einem Elektroleistungs-Sendegerät zumindest nicht mit einem Fahrzeug ausgetauscht worden ist, für das eine Verifizierungssteuerung ausgeführt wird, und dass es sehr wahrscheinlich ist, dass die Paarung normal ist (S116). Dann beendet die Fahrzeug-ECU 300 den Prozess.
Wenn die gesendete elektrische Leistung aus dem Elektroleistungs-Sendegerät gestoppt worden ist (JA in S115), hat die gesendete elektrische Leistung ohne eine Verifizierungssteuerungsstartmitteilung plötzlich gestoppt. Daher bestimmt die Fahrzeug-ECU 300 in S136, dass ein Stopp aufgrund einer anormalen Bedingung aufgetreten ist, und sendet ein Signal diesbezüglich zu dem Elektroleistungs-Sendegerät.
Danach stoppt die Fahrzeug-ECU 300 einen Ladebetrieb (S140) und erhält eine Mitteilung bezüglich einer Änderung bei einer ID aus dem Elektroleistungs-Sendegerät und führt eine Änderung zur Korrektur der Paarung durch (S150).
Dann empfängt die Fahrzeug-ECU 300 eine Prüfungs-Endmitteilung aus dem Elektroleistungs-Sendegerät (S160), und wenn das Senden elektrischer Leistung aus dem Elektroleistungs-Sendegerät wiederaufgenommen wird (JA in S170), wird der Empfang elektrischer Leistung wiederaufgenommen (S180).
Die Verarbeitung, die in der Elektroleistungs-Sende-ECU 240 des Elektroleistungs-Sendegeräts 200 durchgeführt wird, ist nachstehend unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.
In S200 bestimmt die Elektroleistungs-Sende-ECU 240, ob ein Zeitpunkt zum Starten der Verifizierungssteuerung gekommen ist oder nicht. Als Zeitpunkt zum Starten der Verifizierungssteuerung kann beispielweise nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitdauer seit dem Start des Sendens elektrischer Leistung, jede gewisse Periode oder ein Fall angewendet werden, bei dem eine anormale Bedingung der Paarung anhand einer elektrischen Leistungsdifferenz zwischen gesendeter elektrischer Leistung und empfangener elektrischer Leistung geschätzt wird. Der Zeitpunkt der Verifizierungsteuerung wird vorzugsweise derart eingestellt, dass er so wenig wie möglich mit dem Zeitpunkt davon in einem benachbarten Elektroleistungs-Sendegerät zusammenfällt. Beispielsweise kann ein Wert für eine vorgeschriebene Periode für jedes Elektroleistungs-Sendegerät unterschiedlich eingestellt werden, oder kann in einer Konfiguration mit einem Verwaltungsserver, der später unter Bezugnahme auf 13 beschrieben werden wird, der Zeitpunkt in dem Verwaltungsserver justiert werden. Da somit verhindert wird, dass die Verifizierungssteuerung parallel in einer Vielzahl von Elektroleistungs-Sendegeräten ausgeführt wird, kann die Möglichkeit, dass eine anormale Bedingung zuverlässig durch einmalige Ausführung der Verifizierungssteuerung erfasst werden kann, verbessert werden.
Wenn der Zeitpunkt zum Starten gekommen ist (JA in S200) sendet die Elektroleistungs-Sende-ECU 240 in S210 eine Prüfstartmitteilung zu einem entsprechenden Fahrzeug, das als gegenwärtig gepaart erkannt wird. Dann senkt die Elektroleistungs-Sende-ECU 240 in S220 die gesendete elektrische Leistung auf eine vorbestimmte elektrische Leistung. Die Änderung der elektrischen Leistung in S220 ist nicht auf Absenken in der elektrischen Leistung begrenzt, sondern die elektrische Leistung kann gestoppt werden oder die elektrische Leistung kann innerhalb eines zulässigen Bereichs erhöht werden.
Danach bestimmt die Elektroleistungs-Sende-ECU 240 in S230, ob ein Ergebnis der Prüfung der Änderung der elektrischen Leistung in dem gepaarten Fahrzeug normal ist. Wenn das Ergebnis der Prüfung normal ist (JA in S230), geht der Prozess zu S280 über. Die Elektroleistungs-Sende-ECU 240 gibt eine Verifizierungsteuerungs-Endmitteilung zu dem Fahrzeug aus und bewirkt, dass die elektrische Leistung auf die elektrische Leistung bei der normalen elektrischen Leistungsversorgung wiederhergestellt wird (S290). Dann endet der Prozess.
Wenn ein Ergebnis der Prüfung anormal ist (NEIN in S230), geht der Prozess zu S240 über und stoppt die Elektroleistungs-Sende-ECU 240 das Senden elektrischer Leistung. Dann sendet die Elektroleistungs-Sende-ECU 240 ein Signal, das angibt, dass eine inkorrekte Erkennung einer Paarung aufgetreten ist, zu dem anderen Elektroleistungs-Sendegerät (S250).
Die Elektroleistungs-Sende-ECU 240 wählt korrekte ID-Informationen auf der Grundlage von Informationen aus dem Elektroleistungs-Sendegerät, bei dem die Erkennung der Paarung aufgrund eines Stopps infolge einer anormalen Bedingung ausgetauscht worden ist, und sendet eine ID-Änderungsmitteilung ID zu dem Fahrzeug und dem anderen Elektroleistungs-Sendegerät (S260). Danach tauscht die Elektroleistungs-Sende-ECU 240 in S270 ElektroleistungsSendeinformationen mit einer Elektroleistungs-Sendevorrichtung, bei der die Erkennung der Paarung getauscht worden ist.
Dann teilt die Elektroleistungs-Sende-ECU 240 dem Fahrzeug das Ende der Verifizierungssteuerung mit und nimmt das Senden elektrischer Leistung mit elektrischer Leistung zu der Zeit der normalen elektrischen Leistungsversorgung wieder auf (S290).
Wenn der Zeitpunkt zum Starten der Verifizierungssteuerung in S200 nicht gekommen ist (NEIN in S200), geht der Prozess zu S215 über und bestimmt die Elektroleistungs-Sende-ECU 240, ob ein Stopp aufgrund einer anormalen Bedingung der gesendeten elektrischen Leistung in einem gepaarten Fahrzeug aufgetreten ist oder nicht.
Wenn ein Stopp aufgrund einer anormalen Bedingung der gesendeten elektrischen Leistung nicht aufgetreten ist (NEIN in S215), wird das Senden elektrischer Leistung normal fortgesetzt und beendet die Elektroleistungs-Sende-ECU 240 den Prozess.
Wenn ein Stopp aufgrund einer anormalen Bedingung der gesendeten elektrischen Leistung aufgetreten ist (JA in S215), bestimmt die Elektroleistungs-Sende-ECU 240, dass ein Fahrzeug, zu dem elektrische Leistung gegenwärtig gesendet wird, und ein Fahrzeug, mit dem es kommuniziert, sich voneinander unterscheiden, und geht der Prozess zu S216 über, in dem die gesendete elektrische Leistung gestoppt wird.
Dann bestimmt die Elektroleistungs-Sende-ECU 240 eine Elektroleistungs-Sendevorrichtung, die ein korrektes Gegenstück für die Paarung ist, auf der Grundlage einer Mitteilung einer inkorrekten Erkennung, die aus dem anderen Elektroleistungs-Sendegerät gesendet wird, und ändert ID-Informationen von sich selbst und sendet diese ID-Informationen zu der anderen Elektroleistungs-Sendevorrichtung (S217).
Danach, wenn eine Prüfungs-Endmitteilung von dem anderen Elektroleistungs-Sendegerät empfangen wird (JA in S218), geht der Prozess zu S290 über und nimmt die Elektroleistungs-Sende-ECU 240 das Senden elektrischer Leistung wieder auf.
Durch Ausführung der Steuerung entsprechend dem Prozess wie vorstehend beschrieben kann während eines Betriebs zum Senden elektrischer Leistung bestimmt werden, ob eine Paarung zwischen dem Elektroleistungs-Sendegerät und einem Fahrzeug, das gegenwärtig erkannt wird normal ist oder nicht. Dann, wenn die Paarung als anormal bestimmt wird, wird eine Modifikation zu einer korrekten Paarung hin gemacht, und werden Informationen bezüglich eines bisherigen Sendens elektrischer Leistung zwischen den Elektroleistungs-Sendegeräten entsprechend der korrekten Paarung ausgetauscht. Somit kann ein unzureichendes Laden und ein Überladen einer Leistungsspeichervorrichtung, die aufgrund einer unkorrekten Paarung auftreten kann, verhindert werden, und können Gebühren, die bei dem Senden elektrischer Leistung auftreten, korrigiert werden.
Eine Technik des Spezifizierens eines Fahrzeugs und eines Elektroleistungs-Sendegeräts sowie des Austauschens von IDs und Informationen darüber für eine Austauschsteuerung einer ID und Informationen, nachdem eine Paarung als anormal bestimmt worden ist, wurde in 9 gezeigt, jedoch können andere Techniken ebenfalls für diese Austauschsteuerung angewendet werden.
Insbesondere können beispielsweise, wie es in 12 gezeigt ist, die Elektroleistungs-Sendegeräte entsprechend den Fahrzeugen A und B, bei denen die Paarung als anormal bestimmt worden ist, neu gesucht werden.
Gemäß 12 stellt, wenn eine anormale Bedingung der Paarung in dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 erfasst wird, für das eine Verifizierungssteuerung ausgeführt worden ist, das Elektroleistungs-Sendegerät 1 Zeitgeberwerte T1 und T2 (T1<T2) für sich selbst und für das Elektroleistungs-Sendegerät 2 ein und sendet den eingestellten Zeitgeberwert T2 zu dem Elektroleistungs-Sendegerät 2. Dann wird ein Neustartanforderungssignal zu den Fahrzeugen A und B gesendet, um diese dazu bringen, nach den Elektroleistungs-Sendegeräten zu suchen.
Die Fahrzeuge A und B, die das Neustartanforderungssignal empfangen haben, spezifizieren keine Elektroleistungs-Sendegeräte als Gegenstücke, sondern senden ein Ladeanforderungssignal kollektiv zu allen Elektroleistungs-Sendegeräten.
Das Elektroleistungs-Sendegerät 1 empfängt im Wesentlichen gleichzeitig eine Vielzahl von Ladungsanforderungssignalen aus den Fahrzeugen A und B und führt in Reaktion darauf zu einem Zeitpunkt des Verstreichens des Zeitgeberwerts T1, der vorher bestimmt worden ist, seit dem Empfang von zwei Ladungsanforderungssignalen ein Senden elektrischer Leistung unter Verwendung schwacher elektrischer Leistung aus, die geringer als elektrische Leistung ist, die während eines normalen Ladebetriebs verwendet wird (was nachstehend auch als „Testsenden elektrischer Leistung“ bezeichnet ist). Das Testsenden elektrischer Leistung wird lediglich von dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 ausgeführt.
Elektrische Leistung, die bei dem Testsenden elektrischer Leistung durch das Elektroleistungs-Sendegerät 1 zugeführt wird, wird durch das Fahrzeug B empfangen. Dabei spezifiziert das Fahrzeug B, da das Fahrzeug B nicht bestimmen kann, von welchem Elektroleistungs-Sendegerät elektrische Leistung zugeführt worden ist, kein Elektroleistungs-Sendegerät als Gegenstück in Reaktion auf den Empfang elektrischer Leistung, sondern sendet kollektiv eine Mitteilung bezüglich erfolgreichen Empfangs elektrischer Leistung mit einer ID zu allen Elektroleistungs-Sendegeräten.
Wenn das Elektroleistungs-Sendegerät 1 eine Mitteilung bezüglich des erfolgreichen Empfangs elektrischer Leistung von dem Fahrzeug B empfängt, erkennt das Elektroleistungs-Sendegerät 1, dass elektrische Leistung in den Testsenden elektrischer Leistung durch das Fahrzeug B empfangen worden ist, und das ein Paarungsgegenstück das Fahrzeug B ist. Dann teilt das Elektroleistungs-Sendegerät 1 dem Fahrzeug B eine ID mit, und somit erkennt auch das Fahrzeug B, dass ein Paarungsgegenstück das Elektroleistungs-Sendegerät 1 ist.
Gleichermaßen empfängt das Elektroleistungs-Sendegerät 2 im Wesentlichen gleichzeitig eine Vielzahl von Ladeanforderungssignalen von den Fahrzeugen A und B. In Reaktion darauf führt das Elektroleistungs-Sendegerät 2 ein Testsenden elektrischer Leistung nach dem Verstreichen des Zeitgeberwerts T2 durch, der durch das Elektroleistungs-Sendegerät 1 vorher bestimmt wurde. Elektrische Leistung, die in dem Testsenden elektrischer Leistung durch das Elektroleistungs-Sendegerät 2 zugeführt wird, wird durch das Fahrzeug A empfangen. Da dabei das Fahrzeug A nicht bestimmen kann, von welchem Elektroleistungs-Sendegerät elektrische Leistung empfangen worden ist, spezifiziert das Fahrzeug A kein Elektroleistungs-Sendegerät als Gegenstück in Reaktion auf den elektrischen Leistungsempfang, sondern sendet kollektiv eine Mitteilung bezüglich eines erfolgreichen Empfangs elektrischer Leistung mit ID zu allen Elektroleistungs-Sendegeräten.
Wenn das Elektroleistungs-Sendegerät 2 eine Mitteilung bezüglich eines erfolgreichen Empfangs elektrischer Leistung von dem Fahrzeug A empfängt, erkennt das Elektroleistungs-Sendegerät 2, das elektrische Leistung in dem Testsenden elektrischer Leistung durch das Fahrzeug A empfangen worden ist, und dass ein Paarungsgegenstück das Fahrzeug A ist. Dann teilt das Elektroleistungs-Sendegerät dem Fahrzeug A eine ID mit, und somit erkennt auch das Fahrzeug A, das ein Paarungsgegenstück das Elektroleistungs-Sendegerät 2 ist.
Danach werden Informationen bezüglich des bisherigen Sendens elektrischer Leistung zwischen dem Elektroleistungs-Sendegerät 2 ausgetauscht, und endet die Verifizierungssteuerung.
Das vorstehend beschriebene Testsenden elektrischer Leistung ist nicht auf die Verwendung schwacher elektrischer Leistung begrenzt. Beispielsweise kann gepulste elektrische Leistung lediglich für eine sehr kurze Zeitdauer gesendet werden, obwohl die Größe der elektrischen Leistung dieselbe wie in einem normalen Ladebetrieb ist.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wurde ein Fall als Beispiel beschrieben, bei dem jedes aus einer Vielzahl von Elektroleistungs-Sendegeräten unabhängig einen Elektroleistungs-Sendebetrieb steuert und mit einem Fahrzeug oder anderen Elektroleistungs-Sendegeräten kommuniziert.
In einer Elektroleistungs-Sendevorrichtung mit einer Vielzahl von Elektroleistungs-Sendegeräten kann eine Verwaltungssteuerungsvorrichtung für eine Gesamtsteuerung (die nachstehend auch als „Verwaltungsserver“ bezeichnet ist) bereitgestellt werden. Durch Bereitstellen eines derartigen Verwaltungsservers mit Justierung zwischen den Elektroleistungs-Sendegeräten wie beispielsweise des Zeitpunkts des vorstehend beschriebenen Testsendens elektrischer Leistung oder Senden und Empfang von Informationen zwischen den Elektroleistungs-Sendegeräten in vorteilhafter Weise erleichtert. Insbesondere kann bei einem großen Parkplatz, bei dem die Anzahl der Elektroleistungs-Sendegeräte sehr hoch ist, eine Steuerung kompliziert werden, wenn die Justierung individuell zwischen den Elektroleistungs-Sendegeräten gemacht wird. Daher wird eine umfassende Steuerung durch eine Verwaltungssteuerung durch einen Verwaltungsserver bevorzugt.
Eine Konfiguration, wie hauptsächlich in 13 und 14 gezeigt, kann als Konfiguration mit einem Verwaltungsserver angewendet werden.
Eine Elektroleistungs-Sendevorrichtung 20A eines in 13 gezeigten elektrischen Fahrzeugversorgungssystems 10A ist mit einem Verwaltungsserver 30 zusätzlich zu den in 1 gezeigten Elektroleistungs-Sendegeräten 200A, 200B und 200C versehen. Der Verwaltungsserver 30 ist mit jedem Elektroleistungs-Sendegerät durch verdrahtete Kommunikation verbunden, und kommuniziert mit einer Elektroleistungs-Sende-ECU von jedem Elektroleistungs-Sendegerät (2). In dieser Konfiguration steuert eine in jedem Elektroleistungs-Sendegerät enthaltene Elektroleistungs-Sende-ECU individuell das Elektroleistungs-Sendegerät. Der Verwaltungsserver 30 führt eine gemeinsame Steuerung und Gesamtsteuerung der Elektroleistungs-Sendegräte aus.
Eine in dem Verwaltungsserver 30 enthaltene Kommunikationseinheit 31 kommuniziert mit jedem Fahrzeug. Der Verwaltungsserver 30 empfängt Informationen, die von jedem Fahrzeug zu den Elektroleistungs-Sendegeräten zu transportieren ist, und sendet diese Informationen zu dem elektrischen Zielleistungssendegerät. Der Verwaltungsserver 30 empfängt Informationen, die von jedem Elektroleistungs-Sendegerät zu einem Fahrzeug zu transportieren sind, und sendet diese Informationen zu einem Zielfahrzeug.
In einer Elektroleistungs-Sendevorrichtung 20B, die in einem Fahrzeugelektroleistungs-Versorgungssystem 10B gemäß 14 gezeigt ist, sind eine Steuerungsvorrichtung 30B einschließlich einer Funktion eines Verwaltungsservers 30 und Leistungszufuhrvorrichtung 210A bis 210C des Elektroleistungs-Sendegeräts gemäß 13 vorgesehen. Die Steuerungsvorrichtung 30B stellt eine Funkkommunikation mit jedem Fahrzeug her und steuert einen Elektroleistungs-Sendebetrieb in einer Vielzahl von Elektroleistungs-Sendeeinheit 220A bis 220C.
Eine Konfiguration wie in 14 ist effektiv für ein relativ kleines System, wobei Raum zum Installieren von Geräten oder Kosten für die Installierung reduziert werden können, indem eine Steuerungsfunktion und eine Leistungszufuhreinheit integriert werden.
Im Gegensatz dazu kann, wenn eine Konfiguration wie in 14 bei einem großen System angewendet wird, ein Kabel zum Transportieren von elektrischer Hochfrequenzleistung zu jeder elektrischer Leistungssendeeinheit lang sein oder kann ein Ausmaß von Software zur Steuerung hoch und kompliziert sein. Daher wird in einem großen System wie gemäß 13 eine derartige verteilte Steuerung, dass ein Verwaltungsserver lediglich für die Gesamtsteuerung verantwortlich ist und eine in dem Elektroleistungs-Sendegerät enthaltene Elektroleistungs-Sende-ECU jede Elektroleistungs-Sendeeinheit steuert, vorzugsweise ausgeführt. Als eine Konfiguration zwischen den vorstehend beschriebenen 13 und 14 können eine Leistungszufuhreinheit und eine Anpassungsvorrichtung in jedem Elektroleistungs-Sendegerät angeordnet werden und kann eine in einem Verwaltungsserver enthaltene Steuerungsvorrichtung diese steuern.
Eine schematische Kommunikationssequenz bei der Verifizierungssteuerung der Paarung in einem Fall der Konfiguration wie gemäß 13 mit einem Verwaltungsserver ist nachstehend unter Bezugnahme auf 15 und 16 beschrieben. 15 zeigt eine Kommunikationssequenz in einem Fall, in dem die Paarung normal ist, was 8 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht. 16 zeigt eine Kommunikationssequenz in einem Fall, in dem eine Paarung anormal ist, was 9 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht.
15 unterscheidet sich von 8 dahingehend, dass Informationen zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 durch den Verwaltungsserver 30 transportiert werden.
Wenn nämlich der Zeitpunkt für die Verifizierungssteuerung während des Sendens elektrischer Leistung kommt, gibt der Verwaltungsserver 30 eine Vorabmitteilung zum Starten der Prüfung zu dem Fahrzeug 100 von Interesse aus, für das eine Verifizierungssteuerung auszuführen ist, und sendet eine Mittelung zum Ändern elektrischer Leistung zu dem Elektroleistungs-Sendegerät 200, mit dem eine Paarung gegenwärtig erkannt ist.
In Reaktion auf diese Mitteilung der Änderung elektrischer Leistung ändert das Elektroleistungs-Sendegerät 200 die gesendete elektrische Leistung beispielsweise von 3 kW auf 1 kW. Da in dem Fall gemäß 15 die Paarung normal ist, wird eine Variation in der gesendeten elektrischen Leistung in dem Fahrzeug 100 erfasst und sendet das Fahrzeug 100 Informationen, die angeben, dass die Paarung korrekt ist, zu dem Verwaltungsserver 30.
Der Verwaltungsserver 30 bestimmt auf der Grundlage der Informationen von dem Fahrzeug 100, dass die Paarung normal ist, und teilt dem Fahrzeug 100 und dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 das Ende der Verifizierungssteuerung mit. Danach wird die elektrische Leistung aus dem Elektroleistungs-Sendegerät 200 beispielsweise von 1 kW auf 3 kW wiederhergestellt, und wird die normale elektrische Leistungsversorgung wieder aufgenommen.
16 unterscheidet sich von 9 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass Informationen wiederum zwischen einem Fahrzeug und dem Elektroleistungs-Sendegerät durch den Verwaltungsserver 30 transportiert werden. Daher wird, obwohl eine ausführliche Beschreibung jeder Kommunikationssequenz unter Bezugnahme auf 16 nicht wiederholt werden wird, ein Befehl zu jedem Fahrzeug und zu jedem Elektroleistungs-Sendegerät von dem Verwaltungsserver 30 gesendet, wie gemäß 15.
Eine Bestimmung bezüglich einer anormalen Bedingung der Paarung, eine ID-Änderungsmitteilung und ein Austausch von Elektroleistungssendeinformationen werden ebenfalls durch den Verwaltungsserver 30 ausgeführt.
Somit kann in einer derartigen Konfiguration, dass ein Verwaltungsserver für eine Gesamtsteuerung einer Vielzahl von Elektroleistungs-Sendegeräten vorgesehen ist, wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel während des Elektroleistungs-Sendebetriebs bestimmt werden, ob die Paarung zwischen dem Elektroleistungs-Sendegerät und einem Fahrzeug, die gegenwärtig erkannt wird, normal ist, und wenn die Paarung anormal ist, kann eine Modifikation zu einer korrekten Paarung hin gemacht werden.
Die Konfiguration wie gemäß 12 kann ebenfalls zur Steuerung eines Austausches von einer ID und Informationen ebenfalls in 16 angewendet werden.
[Drittes Ausführungsbeispiel]
Gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen wurde eine Konfiguration beschrieben, dass eine Elektroleistungs-Sendevorrichtung eine anormale Bedingung der Paarung bestimmt.
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel wird eine Konfiguration beschrieben, das ein Fahrzeug hauptsächlich eine Einheit ist, die eine anormale Bedingung einer Paarung bestimmt.
17 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer schematischen Kommunikationssequenz in einem Fall, in dem eine Paarung zwischen einem Elektroleistungs-Sendegerät und einem Fahrzeug gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel anormal ist. Gemäß 17 wird, ähnlich wie gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen, durch Kommunikation erkannt, dass das Fahrzeug A mit dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 gepaart ist und das Fahrzeug B mit dem Elektroleistungs-Sendegerät 2 gepaart ist, wobei jedoch tatsächlich elektrische Leistung von dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 zu dem Fahrzeug B und von dem Elektroleistungs-Sendegerät 2 zu dem Fahrzeug A gesendet wird.
Gemäß 17 gibt in Reaktion auf die Tatsache, dass ein vorgeschriebener Verifikationszeitpunkt während des Elektroleistungs-Sendebetriebs gekommen ist, das Fahrzeug A eine Mitteilung des Starts der Verifizierungssteuerung zu dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 aus. In Reaktion auf diese Mitteilung senkt das Elektroleistungs-Sendegerät 1 die gesendete elektrische Leistung beispielsweise von 3 kW auf 1 kW ab.
Jedoch wird elektrische Leistung von dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 zu dem Fahrzeug B gesendet. Daher wird das Absenken der gesendeten elektrischen Leistung in dem Fahrzeug A nicht erkannt, weshalb das Fahrzeug A auf diese Weise erkennt, dass die Paarung anormal ist. Dann teilt das Fahrzeug A dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 die Informationen mit, die angeben, dass die Paarung anormal ist, und teilt einem anderen Fahrzeug und einem anderen Elektroleistungs-Sendegerät das Auftreten einer inkorrekten Erkennung einer Paarung mit. Dann stoppt das Elektroleistungs-Sendegerät 1 das Senden elektrischer Leistung in Reaktion auf eine Mitteilung über eine anormale Bedingung aus dem Fahrzeug A.
Dabei sendet, da die gesendete elektrische Leistung plötzlich in dem Fahrzeug B stoppt, das Fahrzeug B eine Mitteilung, die einen Stopp aufgrund einer anormalen Bedingung angibt, zu dem Fahrzeug A und dem Elektroleistungs-Sendegerät 2. In Reaktion darauf stoppt das Elektroleistungs-Sendegerät 2 das Senden elektrischer Leistung.
Das Fahrzeug A erkennt auf diese Weise, dass das Elektroleistungs-Sendegerät 2 das Elektroleistungs-Sendegerät entsprechend dem Fahrzeug A ist. Dann sendet das Fahrzeug A eine ID-Änderungsmitteilung zu dem Fahrzeug B und dem Elektroleistungs-Sendegeräten 1 und 2. Jedes Gerät ändert die Erkennung eines Gerätegegenstücks entsprechend der ID-Änderungsmitteilung aus dem Fahrzeug A. Somit wird eine korrekte Paarung durchgeführt.
Danach werden Informationen bezüglich des Sendens elektrischer Leistung (Elektroleistungssendeinformationen) zwischen dem Elektroleistungs-Sendegerät 1 und dem Elektroleistungs-Sendegerät 2 ausgetauscht. Dann teilt das Fahrzeug A jedem Gerät das Ende der Verifizierungssteuerung und einem Befehl zum Starten des Sendens elektrischer Leistung mit, und wird das Senden elektrischer Leistung mit korrekt eingestellter Paarung wiederaufgenommen.
Mit einer derartigen Konfiguration kann ein Fahrzeug während eines Elektroleistungs-Sendebetriebs bestimmen, ob eine Paarung zwischen dem Elektroleistungs-Sendegerät und einem Fahrzeug, die gegenwärtig erkannt wird, normal ist, und wenn die Paarung anormal ist kann eine Modifikation zu einer korrekten Paarung hin gemacht werden.
In einem Fall, in dem eine Elektroleistungs-Sendevorrichtung ebenfalls einen Gesamtverwaltungsserver wie gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aufweist, kann ein Fahrzeug eine anormale Paarung subjektiv wie gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel erfassen.
Es sei bemerkt, dass die hier offenbarten Ausführungsbeispiele veranschaulichend sind und in jeder Hinsicht nicht beschränkend sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist im Hinblick auf die Patentansprüche anstelle durch die vorstehende Beschreibung definiert, und soll alle Modifikationen innerhalb des Umfangs und äquivalenter Bedeutung zu den Ausdrücken der Patentansprüche umfassen.
Bezugszeichenliste

10, 10A, 10B: Fahrzeugelektroleistungs-Versorgungssystem;
20, 20A, 20B: Elektroleistungs-Sendevorrichtung;
30, 30B: Verwaltungsserver;
31, 160, 239, 230A bis 230C: Kommunikationseinheit;
89: Elektroleistungs-Sendesystem;
90, 220: Elektroleistungs-Sendeeinheit;
91, 110: Elektroleistungs-Empfangseinheit;
92, 93, 96, 97: Spule;
94, 99, 111, 221: Resonanzspule;
95, 98, 112, 222: Kondensator;
100, 100A, 100B: Fahrzeug;
113, 223: elektromagnetische Induktionsspule;
115: SMR;
118: elektrische Lastvorrichtung;
120: PCU;
130: Motorgenerator;
140: Bewegungsleistungsübertragungsgetriebe;
150: Antriebsrad;
155: Antriebsvorrichtung;
170;: CHR
180: Gleichrichter;
190: Leistungsspeichervorrichtung;
195: Spannungssensor;
196: Stromsensor;
200, 200A bis 200C: Elektroleistungs-Sendegerät;
210, 210A bis 210 C: Leistungszufuhrvorrichtung;
250: Leistungszufuhreinheit;
260: Anpassungsvorrichtung;
270: Fahrzeugerfassungseinheit;
300: Fahrzeug-ECU; und
400: Netzstromversorgung.

Claims

Elektroleistungs-Sendevorrichtung zur Zufuhr elektrischer Leistung zu einer Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung (100A, 100B) in einer berührungslosen Weise mit: einer Elektroleistungs-Sendeeinheit (220A, 220B, 220C), die in der Lage ist, der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung elektrische Leistung in einer berührungslosen Weise zu zuführen, einer Kommunikationseinheit (230A, 230B, 230C) zur Funkkommunikation mit der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung; und einer Steuerungsvorrichtung (30, 30B, 240) zur Steuerung der Elektroleistungs-Sendeein heit, wobei die Steuerungsvorrichtung bestimmt, ob eine spezifizierte Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung eine Elektroleistungsempfangsvorrichtung ist, zu der aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit elektrische Leistung zu senden ist, auf der Grundlage von Informationen aus der als ein Elektroleistungs-Sendeziel spezifizierten Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung durch Funkinformationen durch die Kommunikationseinheit, wenn aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit gesendete elektrische Leistung variiert wird, während die Elektroleistungs-Sendeeinheit elektrische Leistung sendet.
Elektroleistungs-Sendevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsvorrichtung bestimmt, dass die spezifizierte Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung ist, zu der elektrische Leistung von der Elektroleistungs-Sendeeinheit zu senden ist, wenn Informationen entsprechend einer Variation in der gesendeten elektrischen Leistung von der spezifizierten Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung empfangen worden sind.
Elektroleistungs-Sendevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsvorrichtung bestimmt, dass die spezifizierte Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung nicht die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung ist, zu der elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit zu senden ist, wenn Informationen entsprechend einer Variation in der gesendeten elektrischen Leistung von der spezifischen Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung nicht empfangen worden sind.
Elektroleistungs-Sendevorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Steuerungsvorrichtung bestimmt, dass eine andere Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung ist, zu der elektrische Leistung von der Elektroleistungs-Sendeeinheit zu senden ist, wenn Informationen, die aus der Variation in der gesendeten elektrischen Leistung herrühren, von der anderen Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung, die nicht als das Ziel des Sendens elektrischer Leistung spezifiziert ist, in der Kommunikationseinheit empfangen worden sind, wenn die gesendete elektrische Leistung von der Elektroleistungs-Sendeeinheit variiert wird.
Elektroleistungs-Sendevorrichtung nach Anspruch 4, weiterhin mit einer weiteren Elektroleistungs-Sendeeinheit, die sich von der Elektroleistungs-Sendeeinheit unterscheidet, wobei die Steuerungsvorrichtung bewirkt, dass Informationen bezüglich des Sendens elektrischer Leistung durch die Elektroleistungs-Sendeeinheit gespeichert werden, und die Steuerungsvorrichtung gespeicherte Informationen bezüglich des Sendens elektrischer Leistung mit der Elektroleistungs-Sendeeinheit mit Informationen bezüglich des Sendens elektrischer Leistung durch die andere Elektroleistungs-Sendeeinheit austauscht, wenn bestimmt wird, dass die andere Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung ist, zu der elektrische Leistung von der Elektroleistungs-Sendeeinheit zu senden ist, und wenn die andere Elektroleistungs-Sendeeinheit elektrische Leistung zu der spezifizierten Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung gesendet hat.
Elektroleistungs-Sendevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsvorrichtung die gesendete elektrische Leistung durch Variieren von Strom und/oder Spannung ändert.
Elektroleistungs-Sendevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung eine Elektroleistungs-Empfangseinheit (100A, 110B) zum Empfang elektrischer Leistung aus der Elektroleistungs-Sendevorrichtung in berührungsloser Weise aufweist, und eine Differenz in der Eigenfrequenz zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit und der Elektroleistungs-Empfangseinheit nicht größer als ±10% der Eigenfrequenz der Elektroleistungs-Sendeeinheit oder der Eigenfrequenz der Elektroleistungs-Empfangseinheit ist.
Elektroleistungs-Sendevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung eine Elektroleistungs-Empfangseinheit (110A, 110B) aufweist, die elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendevorrichtung in einer berührungslosen Weise empfängt, und ein Koeffizient einer Kopplung zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit und der Elektroleistungs-Empfangseinheit nicht größer als 0,1 ist.
Elektroleistungs-Sendevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung eine Elektroleistungs-Empfangseinheit (110A, 110B) aufweist, die elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendevorrichtung in einer berührungslosen Weise empfängt, und die Elektroleistungs-Empfangseinheit elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit durch ein Magnetfeld, das zwischen der Elektroleistungs-Empfangseinheit und der Elektroleistungs-Sendeeinheit gebildet ist und bei einer spezifischen Frequenz oszilliert, und/oder ein elektrisches Feld empfängt, das zwischen der Elektroleistungs-Empfangseinheit und der Elektroleistungs-Sendeeinheit gebildet ist und bei einer spezifischen Frequenz oszilliert.
Elektroleistungs-Sendevorrichtung zur Zufuhr elektrischer Leistung zu einer Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung (100A, 100B) in einer berührungslosen Weise, mit: ersten und zweiten Elektroleistungs-Sendeeinheiten (220A, 220B, 220C), ersten und zweiten Steuerungseinheiten (240) zur jeweiligen Steuerung der ersten und zweiten Elektroleistungs-Sendeeinheiten, und einer Steuerungsvorrichtung (30) zur Gesamtsteuerung der ersten und zweiten Steuerungseinheiten, wobei die Steuerungsvorrichtung eine Kommunikationseinheit (31) zur Kommunikation mit der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung aufweist, und die Steuerungsvorrichtung bestimmt, ob die spezifizierte Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung eine Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung ist, zu der elektrische Leistung aus der erste Elektroleistungs-Sendeeinheit zu senden ist, auf der Grundlage von Informationen aus der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung, die als ein erstes Elektroleistungs-Sendeziel der ersten Elektroleistungs-Sendeeinheit spezifiziert ist, durch Funkkommunikation durch die Kommunikationseinheit, wenn elektrische Leistung, die aus der ersten Elektroleistungs-Sendeeinheit gesendet wird, variiert wird, während die erste Elektroleistungs-Sendeeinheit elektrische Leistung sendet.
Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung zum Empfang elektrischer Leistung aus einer Elektroleistungs-Sendevorrichtung (20, 20A, 20B) in einer berührungslosen Weise, mit: einer Kommunikationseinheit (160A, 160B) zur Funkkommunikation mit der Elektroleistungs-Sendevorrichtung, und einer Steuerungsvorrichtung (300), wobei die Steuerungsvorrichtung einer Elektroleistungs-Sendevorrichtung eine Anforderung zur Variation der gesendeten elektrischen Leistung, die elektrische Leistung zu der elektrischen Empfangsvorrichtung sendet, durch Funkkommunikation durch die Kommunikationseinheit bereitstellt, während elektrische Leistung empfangen wird, und auf der Grundlage einer Variation in der gesendeten elektrischen Leistung aus der spezifizierten Elektroleistungs-Sendevorrichtung bestimmt, ob die spezifizierte Elektroleistungs-Sendevorrichtung die Elektroleistungs-Sendevorrichtung ist, die elektrische Leistung zu der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung senden sollte.
Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Steuerungsvorrichtung bestimmt, dass die spezifizierte Elektroleistungs-Sendevorrichtung die Elektroleistungs-Sendevorrichtung ist, die elektrische Leistung zu der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung senden sollte, wenn die Variation der gesendeten elektrischen Leistung mit der Anforderung übereinstimmt.
Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung nach Anspruch 11, weiterhin mit einer Elektroleistungs-Empfangseinheit (110A, 110B) zum Empfang von elektrischer Leistung in einer berührungslosen Weise von einer Elektroleistungs-Sendeeinheit (220A, 220B, 220C) der Elektroleistungs-Sendevorrichtung, wobei eine Differenz in der Eigenfrequenz zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit und der Elektroleistungs-Empfangseinheit nicht größer als ±10% der Eigenfrequenz der Elektroleistungs-Sendeeinheit oder der Eigenfrequenz der Elektroleistungs-Empfangseinheit ist.
Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung nach Anspruch 11, weiterhin mit einer Elektroleistungs-Empfangseinheit (110A, 110B) zum Empfang elektrischer Leistung in einer berührungslosen Weise aus einer Elektroleistungs-Sendeeinheit (220A, 220B, 220V) der Elektroleistungs-Sendevorrichtung, wobei ein Koeffizient einer Kopplung zwischen der Elektroleistungs-Sendeeinheit und der Elektroleistungs-Empfangseinheit nicht größer als 0,1 ist.
Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung nach Anspruch 11, weiterhin mit einer Elektroleistungs-Empfangseinheit (110A, 110B) zum Empfang elektrischer Leistung in einer berührungslosen Weise von einer Elektroleistungs-Sendeeinheit (220A, 220B, 220V) der Elektroleistungs-Sendevorrichtung, wobei die Elektroleistungs-Empfangseinheit elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit durch ein Magnetfeld, das zwischen der Elektroleistungs-Empfangseinheit und der Elektroleistungs-Sendeeinheit gebildet ist und bei einer spezifischen Frequenz oszilliert, und/oder ein elektrisches Feld empfängt, das zwischen der Elektroleistungs-Empfangseinheit und der Elektroleistungs-Sendeeinheit gebildet und bei einer spezifischen Frequenz oszilliert.
Fahrzeug mit der Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung nach Anspruch 11, einer Leistungsspeichervorrichtung (190), die mit elektrischer Leistung ladbar ist, die durch die Elektroleistungs-Empfangsvorrichtung empfangen wird, und einer Antriebsvorrichtung (155) zur Erzeugung einer Fahrantriebskraft mit der elektrischen Leistung aus der Leistungsspeichervorrichtung.
Berührungsloses Elektroleistungs-Versorgungssystem (10, 10A, 10B) zum Transport elektrischer Leistung in einer berührungslosen Weise, mit: einer Elektroleistungs-Sendevorrichtung (20, 20B, 20B), und einem Fahrzeug (100A, 100B), das in der Lage ist, elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendevorrichtung in einer berührungslosen Weise zu empfangen, wobei die Elektroleistungs-Sendevorrichtung und das Fahrzeug konfiguriert sind, zur Funkkommunikation miteinander in der Lage zu sein, wobei die Elektroleistungs-Sendevorrichtung aufweist: eine Elektroleistungs-Sendeeinheit (220A, 220B, 220C), die in der Lage ist, elektrische Leistung dem Fahrzeug in einer berührungslosen Weise zu zuführen, und eine Steuerungsvorrichtung (30, 30B, 240) zur Steuerung der Elektroleistungs-Sendeeinheit, und die Steuerungsvorrichtung auf der Grundlage von Informationen aus dem Fahrzeug, das als ein Ziel für das Senden elektrische Leistung spezifiziert ist, durch Funkkommunikation, wenn die gesendete elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit variiert wird, während die Elektroleistungs-Sendeinheit elektrische Leistung sendet, bestimmt, ob das spezifizierte Fahrzeug ein Fahrzeug ist, zu dem elektrische Leistung aus der Elektroleistungs-Sendeeinheit zu senden ist.