DE112013006982B4

DE112013006982B4 - Leistungsempfangsvorrichtung und Parkassistenzvorrichtung

Info

Publication number: DE112013006982B4
Application number: DE112013006982.2T
Authority: DE
Inventors: Shinji Ichikawa; Hideaki Yamada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2023-10-19
Anticipated expiration: 2033-04-27
Also published as: US20160114687A1; JPWO2014174663A1; WO2014174663A1; DE112013006982T5; BR112015024961A2; BR112015024961B1; CN105189184A; CN105189184B; KR101824578B1; KR20160008204A; US9643505B2; JP6103044B2

Abstract

Leistungsempfangsvorrichtung miteiner Leistungsempfangseinheit (200), die eine Leistungsempfangsspule (22) aufweist, die zwischen einer ersten Position (S1) und einer sich von der ersten Position (S1) unterscheidenden zweiten Position (S2) bewegt wird und kontaktlos elektrische Leistung an der zweiten Position (S2) aus einer Leistungssendeeinheit (56) empfängt, die extern von einem Fahrzeug (10) ist,einem Bewegungsmechanismus (30; 30A), der die Leistungsempfangseinheit (200) zu der ersten Position (S1) und der zweiten Position (S2) bewegt, undeiner Erfassungseinheit (310), die an einem Fahrzeugkörper (70) unabhängig von der Leistungsempfangseinheit (200) vorgesehen ist und eine Intensität eines Magnetfeldes oder eines elektrischen Feldes erfasst, das durch die Leistungssendeeinheit (56) geformt wird,wobei die zweite Position (S2) schräg unterhalb der ersten Position (S1) in Bezug auf eine vertikale Richtung ist,wobei ein Abstand (L1a, L1b, L1c, L1d) zwischen der zweiten Position (S2) und der Erfassungseinheit (310) kürzer als ein Abstand (L2) zwischen der zweiten Position (S2) und der ersten Position (S1) ist,wobei die Erfassungseinheit (310) eine Impedanz des durch die Leistungssendeeinheit (56) geformten Magnetfeldes an der Stelle der Erfassungseinheit (310) erfasst.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungsempfangsvorrichtung und eine Parkassistenzvorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Ein Hybridfahrzeug und ein Elektrofahrzeug sind bekannt. Diese elektrisch betriebenen Fahrzeuge weisen eine darin eingebaute Batterie auf, um elektrische Leistung zum Antrieb eines Antriebsrads zu verwenden. In den letzten Jahren wurde eine Technik entwickelt, um ein kontaktloses Laden einer Batterie zu erlauben. Ein kontaktloses und effizientes Laden einer Batterie erfordert, dass eine Leistungsempfangseinheit und eine Leistungssendeeinheit in geeigneter Weise positioniert sind.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2012 - 080 770 A (PTD 1) offenbart ein Fahrzeug, das mit einer Parkassistenzvorrichtung ausgerüstet ist. Die Parkassistenzvorrichtung weist eine Leistungsempfangseinheit auf. Die Leistungsempfangseinheit empfängt elektrische Leistung kontaktlos aus einer Leistungssendeeinheit, die außerhalb von dem Fahrzeug ist. Die Leistungsempfangseinheit wird ebenfalls bei der Erfassung von relativen Positionen der Leistungsempfangs- und -sendeeinheiten verwendet. Die Information bezüglich der relativen Positionen wird beim Führen des Fahrzeugs zu einer geeigneten Parkposition verwendet.
ZITIERUNGSLISTE
PATENTDOKUMENT
PTD 1: japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2012 - 080 770 A1
Die JP 2011 - 193 617 A offenbart eine kontaktlose Leistungszufuhrvorrichtung für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug weist eine Leistungsempfangsvorrichtung mit einer Leistungsempfangseinheit, die eine Leistungsempfangsspule aufweist, die zwischen einer ersten Position und einer sich von der ersten Position unterscheidenden zweiten Position bewegt wird und kontaktlos elektrische Leistung an der zweiten Position aus einer Leistungssendeeinheit empfängt, die extern von einem Fahrzeug ist und einem Bewegungsmechanismus, der die Leistungsempfangseinheit zu der ersten Position und der zweiten Position bewegt, wobei die zweite Position schräg unterhalb der ersten Position in Bezug auf eine vertikale Richtung ist.
Die JP H04 - 54 804 A offenbart eine weitere kontaktlose Leistungszufuhrvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei eine Erfassungseinheit an einem Fahrzeugkörper eines Fahrzeugs unabhängig von der Leistungsempfangseinheit vorgesehen ist und eine Intensität eines Magnetfeldes oder eines elektrischen Feldes erfasst, das durch eine Leistungssendeeinheit der Leistungszufuhrvorrichtung geformt wird.
Die nachveröffentlichte DE 11 2013 006 855 T5 offenbart eine Leistungsübertragungsvorrichtung, eine Leistungsempfangsvorrichtung, ein Fahrzeug und ein kontaktloses Leistungszufuhrsystem. Dabei ist das kontaktlose Leistungszufuhrsystem konfiguriert, Leistung aus einer Leistungssendeeinheit zu einer Leistungsempfangseinheit in einer kontaktlosen Weise zuzuführen. Das kontaktlose Leistungszufuhrsystem weist einen Hebe- und Absenkmechanismus, der die Leistungsempfangseinheit zwischen einer Bereitschaftsposition und einer Leistungsempfangsposition bewegt, die der Leistungssendeeinheit zugewandt ist, und eine ECU zur Steuerung des Hebe- und Absenkmechanismus auf. Nach Bewegung der Leistungsempfangseinheit zu der Leistungsempfangsposition und während des Empfangs von Leistung aus der Leistungssendeeinheit betreibt die ECU die Bewegungsvorrichtung, um die Leistungsempfangseinheit näher an die Leistungssendeeinheit zu bringen, wenn ein Abstand zwischen der Leistungssendeeinheit und der Leistungsempfangseinheit größer als der Abstand beim Start des Empfangs von der Leistung wird. Folglich kann eine Verringerung des Leistungsübertragungswirkungsgrads während des Leistungssendens, die aus einer Variation des Abstands zwischen der Leistungssendeeinheit und der Leistungsempfangseinheit resultiert, verhindert werden.
Die nachveröffentlichte DE 11 2013 006 857 T5 offenbart ein Fahrzeug und ein kontaktloses Leistungsversorgungssystem. Dabei ist das kontaktlose Leistungsversorgungssystem in der Lage, Leistung von einer Leistungsübertragungseinheit an eine Leistungsempfangseinheit eines Fahrzeugs auf eine kontaktlose Weise zuzuführen. Das kontaktlose Leistungsversorgungssystem umfasst einen Anhebungs- und Absenkungsmechanismus, der die Leistungsempfangseinheit von einer Bereitschaftsposition in eine Richtung zu der Leistungsübertragungseinheit bewegt, und eine Fahrzeug-ECU zum Steuern des Anhebungs- und Absenkungsmechanismus. Die Fahrzeug-ECU ist dazu konfiguriert, die erste Erfassungsoperation des Erfassens einer Position der Leistungsübertragungseinheit, wenn sich die Leistungsempfangseinheit in der Bereitschaftsposition befindet, und eine zweite Erfassungsoperation des Erfassens einer Position der Leistungsübertragungseinheit, wenn sich die Leistungsempfangseinheit in einer Leistungsempfangsposition näher zu der Leistungsübertragungseinheit als in der Bereitschaftsposition befindet, durchzuführen. Die Fahrzeug-ECU veranlasst die Leistungsübertragungseinheit, die Leistungsübertragung zu starten, wenn erfasst ist, dass sich die Leistungsübertragungseinheit in jeder der ersten Erfassungsoperation und der zweiten Erfassungsoperation innerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Leistungsempfangsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Position einer Leistungssendeeinheit mit Genauigkeit zu erfassen, und eine Parkassistenzvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, ein Fahrzeug derart zu führen, dass erlaubt wird, dass die Leistungsempfangs- und -sendeeinheiten zueinander geeignete Positionen annehmen.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Diese Aufgabe wird durch eine Leistungsempfangsvorrichtung gelöst, wie sie in Patentanspruch 1 oder 4 angegeben ist, und durch eine Parkassistenzvorrichtung gelöst, wie sie in Patentanspruch 12 angegeben ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
VORTEILHAFTE WIRKUNG DER ERFINDUNG
Die Positionen der Leistungssendeeinheit und/oder der Leistungsempfangseinheit können mit Genauigkeit erfasst werden, und die Leistungsempfangseinheit und die Leistungssendeeinheit können somit in geeigneter Weise zueinander positioniert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt eine linksseitige Ansicht eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 (oder eines Fahrzeugs), das eine Leistungsempfangsvorrichtung 11 gemäß einem Ausführungsbeispiel aufweist.
2 zeigt eine linksseitige Ansicht einer Umgebung der Leistungsempfangsvorrichtung 11 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 in einer vergrößerten Ansicht.
3 zeigt eine Ansicht des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 von unten.
4 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Leistungsempfangsvorrichtung 11 und eines externen Leistungsversorgungsgeräts 61 (oder einer Leistungssendevorrichtung 50).
5 zeigt eine perspektivische Ansicht des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 mit der Leistungsempfangsvorrichtung 11 und des externen Leistungsversorgungsgeräts 61 mit der Leistungssendevorrichtung 50.
6 zeigt schematisch ein Leistungsübertragungssystem 1000 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
7 zeigt speziell eine Schaltungskonfiguration des Leistungsübertragungssystems 1000 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
8 zeigt ein Funktionsblockschaltbild einer Steuerungsvorrichtung 180, die in 7 angegeben ist.
9 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Leistungsempfangseinheit 200 und eines Bewegungsmechanismus 30.
10 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Schalteinheit 36, wie in einer Richtung gesehen, die durch einen in 9 gezeigten Pfeil A angegeben ist.
11 zeigt eine Seitenansicht der Leistungsempfangseinheit 200, eines Gehäuses 65 und des Bewegungsmechanismus 30, wie gesehen, wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 an einer vorgeschriebenen Position stoppt.
12 zeigt eine seitliche Ansicht der Leistungsempfangseinheit 200, die durch den Bewegungsmechanismus 30 abwärts bewegt wird.
13 zeigt eine seitliche Ansicht der Leistungsempfangseinheit 200, die elektrische Leistung aus einer Leistungssendeeinheit 56 kontaktlos empfängt.
14 zeigt eine seitliche Ansicht, die ein Beispiel für eine Variation eines Drehwinkels Θ zeigt, die gemacht wird, wenn die Leistungsempfangseinheit 200 zu der Leistungssendeeinheit 56 ausgerichtet wird.
15 zeigt eine seitliche Ansicht zur Veranschaulichung einer Positionsbeziehung zwischen der an einer ersten Position S1 angeordneten Leistungsempfangseinheit 200, der an einer zweiten Position S2 angeordneten Leistungsempfangseinheit 200 und einer Empfangseinheit 310.
16 zeigt eine perspektivische Ansicht zu Veranschaulichung der Positionsbeziehung zwischen der an der ersten Position S1 angeordneten Leistungsempfangseinheit 200, der an der zweiten Position S2 angeordneten Leistungsempfangseinheit 200 und der Empfangseinheit 310.
17 zeigt eine perspektivische Ansicht, die schematisch die Leistungssendeeinheit 56 veranschaulicht, die ein Testmagnetfeld formt.
18 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung, wie ein Fahrzeug über eine Kamera 120 geführt wird (d.h. eine erste Führungssteuerung), während das Fahrzeug geparkt wird.
19 zeigt ein Flussdiagramm in der ersten Hälfte davon zur Veranschaulichung, wie das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 gesteuert wird, wenn das Fahrzeug in der Position justiert wird, um kontaktlos mit elektrischer Leistung versorgt zu werden.
20 zeigt ein Flussdiagramm in der zweiten Hälfte davon zur Veranschaulichung, wie das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 gesteuert wird, wenn das Fahrzeug in der Position justiert wird, um kontaktlos mit elektrischer Leistung versorgt zu werden.
21 stellt eine Beziehung zwischen der Distanzbewegung des Fahrzeugs und einer Magnetfeldintensität eines durch die Erfassungseinheit 310 erfassten Testmagnetfeldes dar.
22 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung, wie die Distanzbewegung des Fahrzeugs in dem Schritt S9 von 20 detektiert wird.
23 zeigt ein Betriebswellenformdiagramm, das ein Beispiel für einen Betrieb darstellt, der dem Flussdiagramm gemäß 22 nachfolgt, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit von Null einzustellen.
24 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Prozesses in einer Betriebsart 2, die in Schritt S20 von 20 durchgeführt wird.
25 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Leistungssendevorrichtung 50 des externen Leistungsversorgungsgeräts 61.
26 zeigt eine schematische Draufsicht der Leistungssendevorrichtung 50 gemäß 25.
27 zeigt, wie ein Magnetfeld in einer Ebene RR eine Intensitätskomponente in einer z-Richtung oder eine Intensitätskomponente Hz aufweist, die in der Ebene RR verteilt ist.
28 zeigt, wie das Magnetfeld in der Ebene RR eine Intensitätskomponente in einer x-Richtung oder eine Intensitätskomponente Hx aufweist, die in der Ebene RR verteilt ist.
29 zeigt, wie das Magnetfeld in der Ebene RR eine Intensitätskomponente in einer y-Richtung oder eine Intensitätskomponente Hy aufweist, die in der Ebene RR verteilt ist.
30 zeigt ein Simulationsmodell des Leistungsübertragungssystems.
31 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Abweichung in der Eigenfrequenz zwischen den Leistungssende- und -empfangseinheiten und dem Leistungsübertragungswirkungsgrad veranschaulicht.
32 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen dem Leistungsübertragungswirkungsgrad mit einem variierten Luftspalt AG und einer Frequenz f3 einer Primärspule zugeführten Stroms mit fest eingestellter Eigenfrequenz f0 darstellt.
33 zeigt ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Abstand zu einer Stromquelle oder einer Magnetstromquelle und einer Intensität eines elektromagnetischen Feldes veranschaulicht.
34 zeigt eine Draufsicht, die veranschaulicht, wie gemäß einem weiteren (ersten) Beispiel das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 beim Parken unterstützt wird.
35 zeigt eine Draufsicht, die veranschaulicht, wie gemäß einem weiteren (zweiten) Beispiel das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 beim Parken unterstützt wird.
36 zeigt eine Draufsicht, die veranschaulicht, wie gemäß einem weiteren (dritten) Beispiel das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 beim Parken unterstützt wird.
37 zeigt eine Draufsicht, die veranschaulicht, wie gemäß einem weiteren (vierten) Beispiel das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 beim Parken unterstützt wird.
38 zeigt eine Draufsicht, die veranschaulicht, wie gemäß einem weiteren (fünften) Beispiel das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 beim Parken unterstützt wird.
39 zeigt eine perspektivische Ansicht, die veranschaulicht, wo die Erfassungseinheit 310 gemäß einem ersten Variationsbeispiel angeordnet ist.
40 zeigt eine perspektivische Ansicht, die veranschaulicht, wo die Erfassungseinheit 310 gemäß einem zweiten Variationsbeispiel angeordnet ist.
41 zeigt eine seitliche Ansicht der Leistungsempfangsvorrichtung 11 mit einem Bewegungsmechanismus 30A gemäß einem Variationsbeispiel.
42 zeigt eine seitliche Ansicht, die die Leistungsempfangseinheit 200 der Leistungsempfangsvorrichtung 11 mit dem nach unten bewegten Bewegungsmechanismus 30A veranschaulicht.
43 zeigt eine seitliche Ansicht, die die Leistungsempfangseinheit 200 der Leistungsempfangsvorrichtung 11 mit dem an einer zweiten Position S2C (oder einer Leistungsempfangsposition) angeordneten Bewegungsmechanismus 30A veranschaulicht.
44 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung einer Positionsbeziehung zwischen der an der ersten Position S1 angeordnete Leistungsempfangseinheit 200 und der Erfassungseinheit 310.
45 zeigt eine Draufsicht zur Veranschaulichung der Positionsbeziehung zwischen der an der ersten Position S1 angeordneten Leistungsempfangseinheit 200 und der Erfassungseinheit 310 gemäß einem geeigneten Beispiel.
46 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Leistungssendevorrichtung 50K gemäß einem Variationsbeispiel.
47 zeigt eine seitliche Ansicht zur Veranschaulichung einer Positionsbeziehung zwischen der an einer ersten Position Q1 angeordneten Leistungssendeeinheit 56, der an einer zweiten Position Q2 angeordneten Leistungssendeeinheit 56 und einer Erfassungseinheit 810.
48 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Positionsbeziehung zwischen der an der ersten Position Q1 angeordneten Leistungssendeeinheit 56, der an der zweiten Position Q2 angeordneten Leistungssendeeinheit 56 und der Erfassungseinheit 810.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Nachstehend wird sich auf die Zeichnungen bezogen, um die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen zu beschreiben. Es sei bemerkt, dass in den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, wenn sich auf Zahlen, Größen und dergleichen bezogen wird, die Erfindung nicht notwendigerweise im Umfang darauf begrenzt ist, solange dies nicht anders angegeben ist. In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind identische und entsprechende Komponenten bezeichnet, und werden daher möglicherweise nicht wiederholt beschrieben werden.
Äußeres Erscheinungsbild der Konfiguration des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10
1 zeigt eine linksseitige Ansicht eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 (oder eines Fahrzeugs), das eine Leistungsempfangsvorrichtung 11 gemäß einem Ausführungsbeispiel aufweist. 2 zeigt eine linksseitige Ansicht einer Umgebung der Leistungsempfangsvorrichtung 11 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 in einer vergrößerten Ansicht. Zur Vereinfachung zeigt 2 einen hinteren Kotflügel 85L, der nachstehend beschrieben ist, teilweise auseinander gezogen, und die Leistungsempfangsvorrichtung 11 (oder ein Gehäuse 65) und einen Bewegungsmechanismus 30 mit einer durchgezogenen Linie gezeichnet.
Gemäß 1 weist das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 einen Fahrzeugkörper 70 und Fahrzeugräder 19F und 19B auf (siehe Fahrzeugräder 19FL, 19FR, 19BL, und 19BR in 3). Der Fahrzeugkörper 70 weist einen Antriebsraum 80T, eine Kabine 81T und einen Kofferraum 82T darin auf. Der Antriebsraum 80T weist eine (nicht gezeigte) Kraftmaschine (siehe Kraftmaschine 176 in 7) und dergleichen auf, die darin untergebracht sind.
Das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 ist mit einer (nicht gezeigten) Batterie (siehe Batterie 150 in 7) ausgerüstet und funktioniert als ein Hybridfahrzeug. Das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 kann irgendein motorbetriebenes Fahrzeug sein, das als ein Brennstoffzellenfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug funktioniert. Obwohl das vorliegende Ausführungsbeispiel mit einem Fahrzeug, das elektrische Leistung empfängt, beschrieben ist, kann ein anderes Objekt als das Fahrzeug elektrische Leistung empfangen.
Der Fahrzeugkörper 70 weist eine linke Seitenoberfläche 71 auf, die mit einer Öffnung 82L zum Einsteigen in das Fahrzeug und Aussteigen aus dem Fahrzeug, einer Tür 83L, einem vorderen Kotflügel 84L, einer vorderen Stoßstange 86T, einem hinteren Kotflügel 85L und einer hinteren Stoßstange 87T versehen ist. Die Öffnung zum Einsteigen in das Fahrzeug und Aussteigen aus dem Fahrzeug steht in Verbindung mit der Kabine 81T. Die Tür 83L öffnet und verschließt die Öffnung 82L zum Einsteigen in das Fahrzeug und Aussteigen aus dem Fahrzeug.
Eine Kamera 120 ist in einer Nähe (Umgebung) der hinteren Stoßstange 87T vorgesehen. Die Kamera 120 wird zum Erfassen einer relativen Positionsbeziehung zwischen dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 10 (oder der Leistungsempfangsvorrichtung 11) und einem externen Leistungsversorgungsgerät 61 verwendet, das nachstehend beschrieben ist (siehe 5), und die Kamera 120 ist beispielsweise an der hinteren Stoßstange 87T derart befestigt, dass sie ein Bild hinter dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 10 erhalten kann (siehe 3). Der Fahrzeugkörper 70 weist einen oberen Abschnitt auf, der mit einer Kommunikationseinheit 160 versehen ist. Die Kommunikationseinheit 160 wird als eine Kommunikationsschnittstelle verwendet, die eine Kommunikation zwischen dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 10 und dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 (siehe 5) erlaubt.
Gemäß 1 und 2 weist der Fahrzeugkörper 70 eine untere Oberfläche 76 auf. Die Leistungsempfangsvorrichtung 11 und die Leistungsempfangseinheit 200 (siehe 3), die in der Leistungsempfangsvorrichtung 11 enthalten ist, sind an der unteren Oberfläche 76 des Fahrzeugkörpers 70 vorgesehen. Das Gehäuse 65 der Leistungsempfangsvorrichtung 11 wird durch einen Bewegungsmechanismus 30 gestützt (siehe 2). Der Bewegungsmechanismus 30 (siehe 2) kann angetrieben werden, um zu erlauben, dass die Leistungsempfangseinheit 200 in dem Gehäuse 65 sich anhebt und absenkt, wie es in 2 durch den Pfeil AR1 angegeben ist, wie es spezieller nachstehend unter Bezugnahme auf 9 oder dergleichen beschrieben wird.
Das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 ist mit einer Empfangseinheit 310 vor der Leistungsempfangsvorrichtung 11 versehen, wie in einer Richtung gesehen, in der das Fahrzeug sich vorwärts bewegt (siehe Erfassungseinheiten 310FL, 310FR, 310BL und 310BR in 3). Die Erfassungseinheit 310 ist in dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 10 unabhängig von der Leistungsempfangseinheit 200 vorgesehen. Wie es nachstehend spezieller unter Bezugnahme auf 4 beschrieben ist, weist das Gehäuse 65 die Leistungsempfangseinheit 200 darin untergebracht auf.
Das Vorsehen der Empfangseinheit 310 unabhängig von der Leistungsempfangseinheit 200 weist auf: Vorsehen der Erfassungseinheit 310 außerhalb des Gehäuses 65 ohne Kontakt damit; Vorsehen der Erfassungseinheit 310 außerhalb des Gehäuses 65 in Kontakt damit; und Vorsehen der Erfassungseinheit 310 innerhalb des Gehäuses 65 ohne Kontakt mit der Leistungsempfangseinheit 200.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Erfassungseinheit 310 an der unteren Oberfläche 76 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 außerhalb des Gehäuses 65 ohne Kontakt damit vorgesehen. Die Erfassungseinheit 310 kann an seiner Stelle die Intensität eines magnetischen Feldes oder eines elektrischen Feldes erfassen, das durch die Leistungssendeeinheit 56 des externen Leistungsversorgungsgeräts 61 geformt wird (siehe 5), wie es spezifischer nachstehend beschrieben ist.
3 zeigt eine Ansicht des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 von unten. In 3 bezeichnet „D“ eine vertikal abwärtsgerichtete Richtung D. „L“ bezeichnet eine linksgerichtete Richtung L relativ zu dem Fahrzeug. „R“ bezeichnet eine rechtsgerichtete Richtung R in Bezug auf das Fahrzeug. „F“ bezeichnet eine vorwärtsgerichtete Richtung F relativ zu dem Fahrzeug. „B“ bezeichnet eine rückwärtsgerichtete Richtung B relativ zu dem Fahrzeug. Die Leistungsempfangseinheit 200, der Bewegungsmechanismus 30 und die Empfangseinheit 310 sind an der unteren Oberfläche 76 vorgesehen. Die Leistungsempfangseinheit 200, die an der unteren Oberfläche 76 vorgesehen ist, weist die Leistungsempfangsvorrichtung 11 an der unteren Oberfläche 76 mit der in dem Gehäuse 65 untergebrachten Leistungsempfangseinheit 200 auf, wie es nachstehend beschrieben ist.
Die untere Oberfläche 76 weist eine Mitte P1 auf. Die Mitte P1 befindet sich in einer in Längsrichtung gesehenen Mitte des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 und ebenfalls in einer in Breitenrichtung gesehenen Mitte des Fahrzeugs 10. Das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 ist mit Vorderrädern 19FR, 19FL versehen, die miteinander in Breitenrichtung des Fahrzeugs gesehen ausgerichtet sind, und mit Hinterrädern 19BR, 19BL versehen, die miteinander in Breitenrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet sind. Die Vorderräder 19FR und 19FL können die Antriebsräder konfigurieren, die Hinterräder 19BR und 19BL können die Antriebsräder konfigurieren, oder die Vorder- und Hinterräder können alle Antriebsräder konfigurieren.
Die untere Oberfläche 76 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 ist eine Region des Fahrzeugs 10, die von einer Position beobachtet werden kann, die von dem Fahrzeug 10 in einer vertikal abwärtsgerichteten Richtung entfernt ist, wobei die Räder 19FR, 19FL, 19BR, 19BL des Fahrzeugs 10 in Kontakt mit der Bodenoberfläche sind. Die untere Oberfläche 76 weist einen Randabschnitt mit einem vorderen Randabschnitt 34F, einen hinteren Randabschnitt 34B, einen rechten Randabschnitt 34R und einen linken Randabschnitt 34L auf.
Der vordere Randabschnitt 34F ist vor dem Vorderrad 19FR und dem Vorderrad 19FL in der Fahrzeugvorwärtsrichtung F angeordnet. Der rechte Randabschnitt 34R und der linke Randabschnitt 34L sind miteinander in Breitenrichtung des Fahrzeugs gesehen ausgerichtet. Der rechte Randabschnitt 34R und der linke Randabschnitt 34L befinden sich dem vorderen Randabschnitt 34F und dem hinteren Randabschnitt 34B. Der hintere Randabschnitt 34B befindet sich hinter dem Hinterrad 19BR und dem Hinterrad 19BL in der Fahrzeugrückwärtsrichtung B.
Der hintere Randabschnitt 34B weist einen hinteren Seitenabschnitt 66B, einen rechten hinteren Seitenabschnitt 66R und einen linken hinteren Seitenabschnitt 66L auf. Der hintere Seitenabschnitt 66B erstreckt sich in der Breitenrichtung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10. Der rechte hintere Seitenabschnitt 66R grenzt an einem Ende des hinteren Seitenabschnitts 66B an und erstreckt sich zu dem hinteren Rad 19BR hin. Der linke hintere Seitenabschnitt 66L grenzt an dem anderen Ende des hinteren Seitenabschnitts 66B an und erstreckt sich zu dem hinteren Rad 19BL hin.
Das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 ist an der unteren Oberfläche 76 mit einem Bodenblech 69, einem Seitenelement 67S und einem Querelement versehen. Das Bodenblech 69 ist in der Form einer Platte und grenzt das Innere und Äußere des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 voneinander ab. Das Seitenelement 67S und das Querelement sind an einer unteren Oberfläche des Bodenblechs 69 angeordnet.
Der Bewegungsmechanismus 30 ist an der unteren Oberfläche 76 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 vorgesehen und ist zwischen dem Hinterrad 19BR und dem Hinterrad 19BL angeordnet. Der Bewegungsmechanismus 30 stützt das Gehäuse 65. Wenn das Gehäuse 65 (oder die Leistungsempfangseinheit 200) an der unteren Oberfläche 76 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 angeordnet ist, befindet sich das Gehäuse 65 (oder die Leistungsempfangseinheit 200) zwischen dem Hinterrad 19BR und dem Hinterrad 19BL. Die Batterie 150 ist in der Nähe der Leistungsempfangsvorrichtung 11 angeordnet.
Der Bewegungsmechanismus 30 kann an die untere Oberfläche 76 des Fahrzeugkörpers 70 in einer Vielzahl von Verfahren befestigt werden. Beispielsweise kann der Bewegungsmechanismus 30 von dem Seitenelement 67S oder dem Querelement abgehängt sein und somit an die untere Oberfläche 76 des Fahrzeugkörpers 70 befestigt sein. Der Bewegungsmechanismus 30 kann an dem Bodenblech 69 befestigt sein.
Die Erfassungseinheit 310 ist in Fahrzeugvorwärtsrichtung F vor der Leistungsempfangseinheit 200 und in Fahrzeugrückwärtsrichtung B hinter der Mitte P1 vorgesehen. Die Erfassungseinheit 310 kann anders als wie in 3 gezeigt positioniert sein. Die Erfassungseinheit 310 kann vor der Mitte P1 in Fahrzeugvorwärtsrichtung F oder hinter der Leistungsempfangseinheit 200 in Fahrzeugrückwärtsrichtung B vorgesehen sein. Die Erfassungseinheit 310 kann rechts von der Leistungsempfangseinheit 200 in Fahrzeugrechtsrichtung R oder links von der Leistungsempfangseinheit 200 in Fahrzeuglinksrichtung L vorgesehen sein.
Die Erfassungseinheit 310 weist Erfassungseinheiten 310FL, 310FR, die zueinander in Breitenrichtung des Fahrzeugs gesehen ausgerichtet sind, und Erfassungseinheiten 310BL, 310BR auf, die zueinander in Breitenrichtung des Fahrzeugs gesehen ausgerichtet sind. Die Erfassungseinheiten 310FL, 310FR, 310BL und 310BR erfassen die Intensität eines magnetischen Feldes oder eines elektrischen Feldes, das durch das externe Leistungsversorgungsgerät 61 geformt wird (siehe 5). Obwohl gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Erfassungseinheit 310 mit vier Erfassungseinheiten 310FL, 310FR, 310BL und 310BR vorgesehen ist, kann die Erfassungseinheit 310 lediglich eine einzelne Erfassungseinheit oder eine Vielzahl von Erfassungseinheiten mit mehr oder weniger als vier Erfassungseinheiten sein.
Wenn die Erfassungseinheit 310 eine Vielzahl von Erfassungseinheiten (oder Sensorabschnitten) aufweist, und die untere Oberfläche 76 des Fahrzeugkörpers 70 in einer Draufsicht gesehen wird, wie es in 3 gezeigt ist, ist es empfehlenswert, dass die Vielzahl der Erfassungseinheiten (oder der Sensorabschnitte) in Liniensymmetrie in Bezug auf eine Wicklungsachse O2 einer Leistungsempfangsspule 22 der Leistungsempfangseinheit 200 positioniert wird, wie es nachstehend spezifischer unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wird. Die Vielzahl der Erfassungseinheiten (oder der Sensorabschnitte) können außerhalb von der Leistungsempfangseinheit 200 angeordnet werden, so dass sie die Leistungsempfangseinheit 200 sandwichartig umschließen, wobei der Fahrzeugkörper 70 in Breitenrichtung gesehen wird.
Die Erfassungseinheiten 310FL, 310FR, 310BL und 310BR erfassen die Magnetfeldintensität eines Testmagnetfeldes oder die Elektrofeldintensität eines Testelektrofeldes, das durch die Leistungssendeeinheit 56 geformt wird und an ihren Stellen vorhanden ist, wie es spezifischer nachstehend beschrieben ist. Die Erfassungseinheit 310 kann durch verschiedene Arten von Magnetfeldsensoren (oder magnetometrische Sensoren) und Elektrofeldsensoren verwirklicht werden. Beispielsweise können einige oder alle Erfassungseinheiten 310FL, 310FR, 310BL und 310BR jeweils als ein Magneto-Impedanz-Element (das ebenfalls als MI-Sensor bezeichnet ist), einer Hall-Vorrichtung oder ein Magnetowiderstandselement (oder Magnetowiderstands- (MR-) Sensor) verwirklicht werden.
Wenn das Magneto-Impedanz-Element als die Erfassungseinheit verwendet wird, nutzt die Erfassungseinheit einen magnetischen Impedanzeffekt, um die Impedanz eines durch die Leistungssendeeinheit 56 geformten Magnetfeldes zu erfassen. Die Erfassungseinheit weist beispielsweise vier Anschlüsse auf, und wenn eine Leistungszufuhr zum Antrieb einer magnetischen Substanz einer signifikant magnetisch durchlässigen Legierung wie amorphe Glasfaser (oder ein amorpher Legierungsdraht) in Impulsen verwendet wird, variiert die Impedanz signifikant mit dem Testmagnetfeld. Wenn das Magneto-Impedanz-Element als die Erfassungseinheit verwendet wird, kann die Erfassungseinheit eine minimale Flussdichte von beispielsweise 1 nT erfassen und somit mit hoher Genauigkeit die Intensität des durch die Leistungssendeeinheit 56 geformten Testmagnetfeldes erfassen.
Wenn die Hall-Vorrichtung als die Erfassungseinheit verwendet wird, verwendet die Erfassungseinheit einen Hall-Effekt zur Erfassung der Intensität eines durch die Leistungssendeeinheit 56 geformten Magnetfeldes. Die Erfassungseinheit weist beispielsweise vier Anschlüsse auf, und wenn ein Objekt mit einem dadurch fließenden Strom einem Testmagnetfeld ausgesetzt wird, ändert die Lorentzkraft einen Strompfad, und eine Spannung tritt an zwei Anschlüssen auf, bei denen kein Bias-Strom hindurchfließt. Wenn die Hall-Vorrichtung als die Erfassungseinheit verwendet wird, kann die Erfassungseinheit eine minimale Flussdichte von beispielsweise einigen mT erfassen.
Wenn das Magnetowiderstandselement als die Erfassungseinheit verwendet wird, nutzt die Erfassungseinheit einen elektrischen Widerstandswert, der mit dem Testmagnetfeld variiert (oder einen Magnetowiderstandseffekt), um die Intensität eines durch die Leistungssendeeinheit 56 geformten Magnetfeldes zu erfassen. Die Erfassungseinheit weist beispielsweise zwei Anschlüsse auf, und wenn ein Objekt (ein Mehrschicht-Dünnfilm) mit einem dadurch fließenden Strom einem Testmagnetfeld ausgesetzt wird, erhöht die Lorentzkraft einen Strompfad, was zu einem variierten Widerstandswert führt. Wenn das Magnetowiderstandselement als die Erfassungseinheit verwendet wird, kann die Erfassungseinheit eine minimale Flussdichte von beispielsweise 1,5 mT erfassen.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Leistungsempfangsvorrichtung 11 und des externen Leistungsversorgungsgeräts 61 (oder der Leistungssendevorrichtung 50). 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 mit der Leistungsempfangsvorrichtung 11 und des externen Leistungsversorgungsgeräts 61 mit der Leistungssendevorrichtung 50. 5 zeigt das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 in einem Parkraum 52 gestoppt, wobei die Leistungsempfangseinheit 200 im Allgemeinen dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 (oder der Leistungssendeeinheit 56) gegenüberliegt. 5 zeigt die Leistungsempfangseinheit 200 an dem Fahrzeugkörper 70 in einer Unterbringungsposition angeordnet (d.h. der Bewegungsmechanismus 30 wird nicht betrieben, um zu bewirken, dass die Leistungsempfangseinheit 200 sich absenkt).
Externes Leistungsversorgungsgerät 61
Gemäß 4 und 5 weist das externe Leistungsversorgungsgerät 61 die Leistungssendevorrichtung 50 und eine Vielzahl von Lichtemittiereinheiten 231 auf (siehe 5). Die Leistungssendevorrichtung 50 weist die Leistungssendeeinheit 56 (siehe 4) auf und ist in dem Stellplatz 52 vorgesehen (siehe 5). Wie es in 5 gezeigt ist, ist der Stellplatz 52 mit einer Linie 52T versehen, die eine Parkposition oder einen Parkbereich angibt, um zu erlauben, dass das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 an einer vorgeschriebenen Position gestoppt wird. Vier Lichtemittiereinheiten 231 sind vorgesehen, um die Stelle (den Ort) der Leistungssendevorrichtung 50 anzugeben, und sie befinden sich auf der Leistungssendevorrichtung 50 jeweils an vier Ecken. Die Lichtemittiereinheit 231 weist beispielsweise eine Lichtemittierdiode oder dergleichen auf.
Gemäß 4 ist die Leistungssendeeinheit 56 in einem Gehäuse 62 untergebracht. Das Gehäuse 62 weist eine Abschirmung 63, die derart geformt ist, dass sie nach oben (in einer vertikal aufwärts gerichteten Richtung U) geöffnet ist, und einen Deckel 62T auf, der vorgesehen ist, die Öffnung der Abschirmung 63 zu schließen. Die Abschirmung 63 ist aus einem metallischen Material wie Kupfer geformt. Der Deckel 62T ist aus Harz oder dergleichen geformt. 4 zeigt den Deckel 62T mit einer mit jeweils durch zwei Punkte unterbrochenen Linie, um klar die Leistungssendeeinheit 56 zu zeigen.
Die Leistungssendeeinheit 56 weist eine Spuleneinheit der Solenoidbauart 60 und einen Kondensator 59 auf, der mit der Spuleneinheit 60 verbunden ist. Die Spuleneinheit 60 weist einen Ferritkern 57, eine Leistungssendespule 58 (oder eine Primärspule) und ein festes Element 161 auf. Das feste Element 161 ist aus Harz geformt. Der Ferritkern 57 ist in dem festen Element 161 untergebracht. Die Leistungssendespule 58 ist um eine Wicklungsachse 01 gewickelt und umgibt somit eine Umfangsoberfläche des festen Elements 161.
Die Leistungssendespule 58 ist derart geformt, dass, wenn von deren einen Ende zu dem anderen Ende gesehen, diese die Wicklungsachse O1 umgibt, und ist ebenfalls entlang davon versetzt. Zur Vereinfachung zeigt 4 die Leistungssendespule 58 mit deren Spulendraht derart, dass dieser weiter als in Wirklichkeit beabstandet ist. Wie es nachstehend spezifischer beschrieben wird, ist die Leistungssendespule 58 mit einer Hochfrequenzleistungszufuhrvorrichtung 64 verbunden (siehe 6).
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Wicklungsachse O1 der Leistungssendespule 58 linear ausgedehnt. Die Wicklungsachse O1 erstreckt sich in einer Richtung, die quer zu einer Richtung D1 ist, in der die Leistungssendespule 58 der Leistungsempfangsspule 22 der Leistungsempfangseinheit 200 zugewandt ist (gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einer Richtung, die orthogonal dazu ist). Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Richtung D1 senkrecht zu einer Oberfläche des Stellplatzes 52 (oder der Grundoberfläche) (siehe 5), und erstreckt sich die Wicklungsachse O1 in einer Richtung, die parallel zu der Oberfläche des Stellplatzes 52 (oder der Grundoberfläche) ist.
Die Wicklungsachse O1 der Leistungssendespule 58 kann beispielsweise durch Teilen der Leistungssendespule 58 durch eine Einheitslänge in Längsrichtung von einem Ende davon zu dem anderen Ende davon und Zeichnen einer Linie, die durch oder nahe einer Mitte einer Krümmung der Leistungssendespule 58 für jedes unterteilte Segment der Einheitslänge gelangt, dargestellt werden. Die Wicklungsachse O1, die eine imaginäre Linie ist, wird von der Mitte der Krümmung der Leistungssendespule 58 für jedes unterteilte Segment der Einheitslänge durch eine Vielzahl von Annäherungsverfahren einschließlich einer linearen Annäherung, einer logarithmischen Annäherung, einer Polynom-Annäherung und dergleichen hergeleitet.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Wicklungsachse O1 der Leistungssendespule 58 in eine Richtung, die parallel zu der in dem Stellplatz 52 vorgesehenen Linie 52T ist (siehe 5). Die Linie 52T ist derart vorgesehen, dass sie sich in Längsrichtung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 erstreckt, wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 in den Stellplatz 52 geführt wird. Die Leistungssendeeinheit 56 (oder die Leistungssendevorrichtung 50) ist derart angeordnet, dass deren Wicklungsachse O1 sich in Längsrichtung des in dem Stellplatz 52 gestoppten elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 erstreckt (siehe 5).
Leistungsempfangsvorrichtung 11
Die Leistungsempfangsvorrichtung 11 weist die in dem Gehäuse 65 untergebrachte Leistungsempfangseinheit 200 auf. Das Gehäuse 65 weist eine Abschirmung 66, die derart geformt ist, dass sie nach unten (in eine vertikal nach unten gerichtete Richtung D) geöffnet ist, und einen Deckel 67 auf, der angeordnet ist, die Öffnung der Abschirmung 66 zu schließen. Die Abschirmung 66 ist aus einem metallischen Material wie Kupfer geformt. Der Deckel 67 ist aus Harz oder dergleichen geformt.
Die Abschirmung 66 weist ein Oberteil 70T und eine umgebende Randwand 71T auf. Das Oberteil 70T ist dem Bodenblech 69 zugewandt (siehe 3). Die Randwand 71T hängt in eine vertikal nach unten gerichtete Richtung D von einem Randabschnitt des Oberteils 20T herunter. Die Randwand 71T weist Endwände 72 und 73 sowie Seitenwände 74 und 75 auf. Die Endwand 72 und die Endwand 73 sind zueinander ausgerichtet, wie in einer Richtung gesehen, in der sich die Wicklungsachse O2 der Leistungsempfangsspule 22 erstreckt. Die Seitenwand 74 und die Seitenwand 75 sind zwischen der Endwand 72 und der Endwand 73 angeordnet.
Die Leistungsempfangseinheit 200 weist eine Spuleneinheit 24 der Solenoidbauart und einen mit der Spuleneinheit 24 verbundenen Kondensator 23 auf. Die Spuleneinheit 74 weist einen Ferritkern 21, eine Leistungsempfangsspule 22 (oder eine Sekundärspule) und ein festes Element 68 auf. Das feste Element 68 ist aus Harz geformt. Der Ferritkern 21 ist in dem festen Element 68 untergebracht. Die Leistungsempfangsspule 22 ist um die Wicklungsachse O2 gewickelt und umgibt somit eine Umfangsoberfläche des festen Elements 68.
Die Leistungsempfangsspule 22 ist derart geformt, dass, wenn von deren einen Ende zu deren anderen Ende gesehen, diese die Wicklungsachse O2 umgibt und ebenfalls entlang dieser versetzt ist. Zur Vereinfachung zeigt die 4 die Leistungsempfangsspule 22 derart, dass deren Spulendraht breiter beabstandet als in Wirklichkeit gezeigt ist. Wie es spezifischer nachstehend beschrieben ist, ist die Leistungsempfangsspule 22 mit einem Gleichrichter 13 verbunden (siehe 6). Während 4 die Leistungsempfangseinheit 200 und die Leistungssendeeinheit 56 derart zeigt, dass sie die gleiche Größe aufweisen, können sich die Größen der Leistungsempfangseinheit 200 und der Leistungssendeeinheit 56 unterscheiden.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Wicklungsachse O2 der Leistungsempfangsspule 22 linear. Die Wicklungsachse O2 erstreckt sich in einer Richtung, die quer zu der Richtung D1 ist (gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in eine Richtung, die orthogonal dazu ist). Die Wicklungsachse O2 kann beispielsweise dargestellt werden, indem die Leistungsempfangsspule 22 durch eine Einheitslänge in Längsrichtung von einem Ende davon zu dem anderen Ende davon unterteilt wird und eine Linie derart gezeichnet wird, dass diese durch oder nahe einer Mitte einer Krümmung der Leistungsempfangsspule 22 für jedes unterteilte Segment der Einheitslänge gezeichnet wird. Die Wicklungsachse O2, die eine imaginäre Linie ist, wird von der Mitte der Krümmung der Leistungsempfangsspule 22 für jedes unterteilte Segment der Einheitslänge durch eine Vielzahl von Annäherungsverfahren einschließlich einer linearen Annäherung, einer logarithmischen Annäherung, einer Polynom-Annäherung und dergleichen hergeleitet.
Erneut gemäß 3 wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Leistungsempfangseinheit 200 (oder die Leistungsempfangsvorrichtung 11) derart bereitgestellt, dass deren Wicklungsachse O2 sich in der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers 70 erstreckt (siehe auch 5). Wenn die Wicklungsachse O2 sich linear erstreckt, schneidet deren Verlängerung den vorderen Randabschnitt 34F und den hinteren Randabschnitt 34B. Die Leistungsempfangsspule 22 der Leistungsempfangseinheit 200 weist eine Mitte P2 auf.
Die Mitte P2 ist ein imaginärer Punkt, der sich auf der Wicklungsachse O2 der Leistungsempfangsspule 22 befindet und sich an einer Mitte der Leistungsempfangsspule 22 befindet, wie entlang der Wicklungsachse O2 gesehen. Anders ausgedrückt befindet sich die Mitte P2 exakt in der Mitte zwischen einem Abschnitt des Spulendrahts der Leistungsempfangsspule 22, der sich an einem äußersten Ende davon in einer Richtung entlang der Wicklungsachse O2 (die nachstehend als eine erste Richtung bezeichnet ist) befindet, und einem Abschnitt des Spulendrahts der Leistungsempfangsspule 22, der sich an einem äußersten Ende davon in einer Richtung entlang der Wicklungsachse O2 befindet, die entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist (die nachstehend als eine zweite Richtung bezeichnet ist).
Die Leistungsempfangseinheit 200 (oder die Leistungsempfangsvorrichtung 11) ist hinter der Mitte P1 in Fahrzeugrückwärtsrichtung B angeordnet (oder derart, dass sie näher an dem hinteren Randabschnitt 34B ist, als die Mitte P1 ist). Die Mitte P2 der Leistungsempfangsspule 22 ist derart positioniert, dass sie näher an dem hinteren Randabschnitt 34B als an jedem anderen des vorderen Randabschnitts 34F, des rechten Randabschnitts 34R und des linken Randabschnitts 34L ist.
Das Leistungsübertragungssystem (siehe das Leistungsübertragungssystem 1000 gemäß 6 und 7) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist derart erdacht, dass, wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 in dem Stellplatz 52 unter Bezugnahme auf die Linie 52T (siehe 5) oder dergleichen geparkt ist, die Wicklungsachse O2 der Leistungsempfangsspule 22 parallel zu der Wicklungsachse O1 der Leistungssendespule 58 ist. Das Leistungsübertragungssystem ist derart erdacht, dass, wenn es elektrische Leistung zwischen der Leistungsempfangseinheit 200 und der Leistungssendeeinheit 56 überträgt, der Bewegungsmechanismus 30 (siehe 2) bewirkt, dass die Leistungsempfangsvorrichtung 11 (oder die Leistungsempfangseinheit 200) sich absenkt, um der Leistungssendevorrichtung 50 (oder der Leistungssendeeinheit (56) vertikal zugewandt zu sein.
Leistungsübertragungssystem 1000
6 zeigt schematisch das Leistungsübertragungssystem 1000 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 7 zeigt spezifisch eine Schaltungskonfiguration des Leistungsübertragungssystems 1000. Gemäß 6 und 7 weist das Leistungsübertragungssystem 1000 das externe Leistungsversorgungsgerät 61 und das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 auf.
Externes Leistungsversorgungsgerät 61
Das externe Leistungszufuhr 61 weist die vorstehend beschriebene Leistungssendevorrichtung 50 (und die Leistungssendeeinheit 56 und dergleichen) sowie zusätzlich dazu eine Kommunikationseinheit 230, eine Leistungssende-ECU 55, die Hochfrequenzleistungszufuhrvorrichtung 64, eine Anzeigeeinheit 242 (siehe 7) und eine Gebührempfangseinheit 246 (siehe 7) auf.
Die Leistungssendeeinheit 56 weist die Leistungssendespule 58 und den Kondensator 59 auf. Zur Vereinfachung zeigt die 7 die Spuleneinheit 60 (oder den Ferritkern 57) nicht. Die Leistungssendespule 58 ist elektrisch mit dem Kondensator 59 und der Hochfrequenzleistungszufuhrvorrichtung 64 verbunden. Die Hochfrequenzleistungszufuhrvorrichtung 64 ist mit einer Wechselstrom-Leistungsversorgung 64E verbunden. Die Wechselstrom-Leistungsversorgung 64E kann eine Netzstromversorgung oder eine unabhängige Leistungsversorgungsvorrichtung sein.
In dem Beispiel gemäß 7 sind die Leistungssendespule 58 und der Kondensator 59 parallel geschaltet. Die Leistungssendespule 58 und der Kondensator 59 können in Reihe geschaltet sein. Die Leistungssendespule 58 weist eine Streukapazität auf. Die Induktivität der Leistungssendespule 58 und die Streukapazität der Leistungssendespule 58 und die Kapazität des Kondensators 59 bilden einen elektrische Kreis (oder einen LC-Resonanzkreis). Der Kondensator 59 ist nicht essentiell für die Konfiguration und kann wie erforderlich verwendet werden.
Die Leistungssendespule 58 sendet elektrische Leistung zu der Leistungsempfangsspule 22 der Leistungsempfangseinheit 200 kontaktlos durch elektromagnetische Induktion. Die Anzahl der Windungen und der Zwischenspulenabstand der Leistungssendespule 58 sind wie geeignet auf der Grundlage von deren Abstand zu der Leistungsempfangsspule 22, der Frequenzen der Leistungssendespule 58 und der Leistungsempfangsspule 22 und dergleichen eingestellt, sodass ein Kopplungskoeffizient (κ), der einen Kopplungsgrad der Leistungssendespule 58 und der Leistungsempfangsspule 22 wiedergibt, einen geeigneten Wert aufweist.
Die Leistungssende-ECU 55 weist eine CPU, eine Speichervorrichtung und einen Eingangs-/Ausgangspuffer auf, und die Leistungssende-ECU 55 empfängt ein Signal aus jedem Sensor und gibt ein Steuerungssignal zu jeder Vorrichtung aus, und steuert ebenfalls jede Vorrichtung in dem externen Leistungsversorgungsgerät 61. Es sei bemerkt, dass eine derartige Steuerung nicht durch Software verarbeitet werden muss, sondern durch spezielle Hardware (oder elektronische Schaltung) verarbeitet werden kann.
Die Leistungssende-ECU 55 steuert den Antrieb (die Ansteuerung) der Hochfrequenzleistungsversorgungsvorrichtung 64. Die Hochfrequenzleistungsversorgungsvorrichtung 64 wird durch ein Steuerungssignal MOD (siehe 7) gesteuert, das aus der Leistungssende-ECU 55 ausgegeben wird, und empfängt elektrische Leistung aus der Wechselstrom-Leistungsversorgung 64E und wandelt diese in elektrische Leistung mit hoher Frequenz um. Die Hochfrequenzleistungsversorgungsvorrichtung 64 führt die elektrische Hochfrequenzleistung der Leistungssendespule 58 zu.
Die Kommunikationseinheit 230 ist eine Kommunikationsschnittstelle zum Durchführen drahtloser Kommunikationen zwischen dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 und dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 10 (oder der Kommunikationseinheit 160). Die Kommunikationseinheit 230 empfängt von der Kommunikationseinheit 160 Batterieinformationen INFO und Signale STRT und STP, die angeben, dass ein Formen eines Testmagnetfeldes (oder eines Testelektrofeldes) gestartet/gestoppt werden sollte, und dass substantielle Leistungsübertragung gestartet/gestoppt werden sollte, und die Kommunikationseinheit 230 gibt diese Informationen zu der Leistungssende-ECU 55 aus.
Bevor die Batterie geladen wird, führt der Anwender Bargeld, eine Prepaid-Card, eine Kreditkarte oder dergleichen in die Gebührempfangseinheit 246 ein. Die Anzeigeeinheit 242 zeigt dem Anwender Einheitskosten der geladenen elektrischen Leistung und dergleichen an. Die Anzeigeeinheit 242 weist ebenfalls eine Funktion als eine Eingabeeinheit wie ein Touchscreen-Panel auf, und kann eine Eingabe empfangen, die angibt, ob der Anwender die Einheitskosten der geladenen elektrischen Leistung akzeptiert. Wenn die Einheitskosten der geladenen elektrischen Leistung durch den Anwender akzeptiert werden, bewirkt die Leistungssende-ECU 55, dass die Hochfrequenzleistungsversorgungsvorrichtung 64 ein substanzielles Laden der Batterie startet. Nach Abschluss des Ladens der Batterie verrechnet die Gebührenempfangseinheit 246 die Gebühr.
In dem Leistungsübertragungssystem 1000 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, bevor das externe Leistungsversorgungsgerät 61 die substanzielle Versorgung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 mit elektrischer Leistung startet, das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 zu dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 geführt, um die Leistungsempfangsvorrichtung 11 mit der Leistungssendevorrichtung 50 auszurichten.
Dies wird wie folgt durchgeführt: anfänglich erhält in einer ersten Stufe die Kamera 120 ein Bild, auf das sich wiederum bezogen wird, um eine Positionsbeziehung zwischen der Leistungsempfangsvorrichtung 11 und der Leistungssendevorrichtung 50 zu erfassen, und auf der Grundlage der erfassten Positionsbeziehung wird das elektrisch betrieben Fahrzeug 10 gesteuert, zu fahren, um zu der Leistungssendevorrichtung 50 geführt zu werden. Die Kamera 120 erhält ein Bild der Vielzahl der Lichtemittiereinheiten 231 (siehe 5), und die Positionen und die Orientierung der Vielzahl der Lichtemittiereinheiten 231 werden somit über das Bild erkannt. Anhand der resultierenden Bilderkennung werden die Leistungssendevorrichtung 50 und das elektrische betriebene Fahrzeug 10 in der Position und der Orientierung erkannt, und auf der Grundlage der Ergebnisses dieser Erkennung wird das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 zu der Leistungssendevorrichtung 50 geführt.
Die Leistungsempfangsvorrichtung 11 und die Leistungssendevorrichtung 50 sind einander in einem Bereich zugewandt, der kleiner als derjenige der unteren Oberfläche 76 des Fahrzeugkörpers 70 ist (siehe 3). Das elektrische betriebene Fahrzeug 10 wird derart bewegt, dass es über die Leistungssendevorrichtung 50 liegt. Wenn die Kamera 120 nicht länger ein Bild der Leistungssendevorrichtung 50 (oder der Lichtemittiereinheit 231) erhalten kann (oder nicht länger erhält), wird die Ausrichtungssteuerung von der ersten Stufe auf eine zweite Stufe geschaltet.
In der zweiten Stufe bewirkt die Leistungssende-ECU 55, dass die Hochfrequenzleistungszufuhrvorrichtung 64 ein Testsignal durch eine schwache elektrische Leistung sendet. Die Leistungssendevorrichtung 50 empfängt die schwache elektrische Leistung und formt ein Testmagnetfeld (oder ein Testelektrofeld). Die schwache elektrische Leistung kann eine elektrische Leistung aufweisen, die kleiner als die zu der Batterie auf Authentifizierung geladenen elektrischen Leistung ist, oder elektrische Leistung aufweisen, die in der Ausrichtung intermittierend gesendet wird. Die schwache elektrische Leistung erlaubt somit, dass die Leistungssendevorrichtung 50 ein Testmagnetfeld (oder ein Testelektrofeld) formt, das die Leistungssendevorrichtung 50 umgibt.
In der zweiten Stufe sendet zum Formen des Testmagnetfeldes die Leistungssendevorrichtung 50 als das Testsignal elektrische Leistung einer Größe, die derart eingestellt ist, dass sie kleiner als diejenige ist, die die Leistungssendevorrichtung 50 zu der Leistungsempfangsvorrichtung 11 zuführt, um die Batterie zu laden, nachdem die Leistungsempfangsvorrichtung 11 zu der Leistungssendevorrichtung 50 ausgerichtet worden ist. Die Leistungsvorrichtung 50 formt das Testmagnetfeld in der zweiten Stufe, um zu erlauben, dass ein Abstand zwischen der Leistungssendevorrichtung 50 und der Empfangseinheit 310 erfasst wird, um zu messen, wo die Leistungssendevorrichtung 50 und das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 (oder die Leistungsempfangsvorrichtung 11) sich relativ zueinander befinden, und dies erfordert nicht eine große elektrische Leistung, die bei einer substantielle Leistungsversorgung angewendet wird.
Das Testmagnetfeld weist eine Magnetfeldintensität auf, die durch die an der unteren Oberfläche 76 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 vorgesehene Erfassungseinheit 310 erfasst wird. Die Erfassungseinheit 310 erfasst die Magnetfeldintensität, und anhand davon wird ein Abstand zwischen der Leistungssendevorrichtung 50 und der Leistungsempfangsvorrichtung 11 erfasst. Informationen in Bezug auf den Abstand werden verwendet, um das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 weiter zu der Leistungssendevorrichtung 50 zu führen, um die Leistungsempfangsvorrichtung 11 zu der Leistungssendevorrichtung 50 auszurichten. (Wie dies geschieht, ist spezifischer in einem Flussdiagramm unter Bezugnahme auf 19 bis 24 beschrieben.)
Elektrisch betriebenes Fahrzeug 10
Unter Bezugnahme hauptsächlich auf 7 weist das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 die Leistungsempfangsvorrichtung 11, die Erfassungseinheit 310, die Bewegungsmechanismus 30, eine Justiereinrichtung 9, den Gleichrichter 13, eine Empfangsspannungsmessungseinheit (oder einen Spannungssensor 190T), die Batterie 150, eine Ladeeinrichtung (oder einen Gleichspannungswandler 142), die die Batterie 150 lädt, Systemhauptrelais SMR1, SMR2, einen Hochsetzsteller (Aufwärtswandler) 162, Wechselrichter 164, 166, Motorgeneratoren 172, 174, die Kraftmaschine 176, eine Leistungsaufteilungsvorrichtung 177, die Fahrzeugräder 19F, 19B, eine Steuerungsvorrichtung 180, eine Leistungszufuhrtaste 122, die Kamera 120, eine Anzeigeeinheit 142D und die Kommunikationseinheit 160 auf.
Die Leistungsempfangsvorrichtung 11 empfängt elektrische Leistung von der Leistungssendevorrichtung 50, während das elektrische betriebene Fahrzeug 10 in dem Stellplatz 52 (siehe 6) an einer vorgeschriebenen Position gestoppt ist und die Leistungsempfangsvorrichtung 11 der Leistungssendevorrichtung 50 zugewandt ist. Die Leistungsempfangseinheit 200 der Leistungsempfangsvorrichtung 11 wird durch den Bewegungsmechanismus 30 gestützt. Der Bewegungsmechanismus 30 kann angetrieben werden, um zu bewirken, dass die Leistungsempfangseinheit 200 sich absenkt und anhebt, wie es spezifischer nachstehend unter Bezugnahme auf 9 und dergleichen beschrieben wird. Die Justierungseinrichtung 9 justiert die Größe der elektrischen Leistung, die dem Bewegungsmechanismus 30 (oder dem Motor 82 (siehe 9), der nachstehend beschrieben ist), von der Batterie 150 zugeführt wird. Die Steuerungsvorrichtung 180 sendet ein Steuerungssignal AG zu der Justierungseinrichtung 9, um den Bewegungsmechanismus 30 durch die Justierungseinrichtung 9 im Antrieb zu steuern.
Die Erfassungseinrichtung 310 weist eine Messeinheit 390, einen Sensorabschnitt 392 und ein Relais 146 auf. Die Messeinheit 390 verwendet den Sensorabschnitt 392 zum Messen der Magnetfeldintensität des Testmagnetfeldes (oder der Elektrofeldintensität des Testelektrofeldes). Informationen bezüglich der Magnetfeldintensität Ht werden von der Messeinheit 390 zu der Steuerungsvorrichtung 180 gesendet. Das Steuerungssignal AG, das zu der Justierungseinrichtung 9 gesendet wird, wird auf der Grundlage der Informationen bezüglich der Magnetfeldintensität Ht justiert.
Die Leistungsempfangseinheit 200 der Leistungsempfangsvorrichtung 11 weist die Leistungsempfangsspule 22 und den Kondensator 23 auf. Zur Vereinfachung zeigt 7 die Spuleneinheit 24 (oder den Ferritkern 21) nicht. Die Leistungsempfangsspule 22 ist mit dem Kondensator 23 und dem Gleichrichter 13 verbunden. In dem Beispiel gemäß 7 sind die Leistungsempfangsspule 22 und der Kondensator 23 parallel geschaltet. Die Leistungsempfangsspule 22 und der Kondensator 23 können in Reihe geschaltet sein. Die Leistungsempfangsspule 22 weist eine Streukapazität auf. Die Induktivität der Leistungsempfangsspule 22 und die Streukapazität der Leistungsempfangsspule 22 und die Kapazität des Kondensators 23 bilden einen elektrischen Kreis (oder einen LC-Resonanzkreis). Der Kondensator 23 ist für die Konfiguration nicht essentiell und kann wie erforderlich verwendet werden.
Der Gleichrichter 13 ist mit der Leistungsempfangsvorrichtung 11 verbunden, und der Gleichrichter 13 empfängt einen Wechselstrom aus der Leistungsempfangsvorrichtung 11, wandelt den empfangenen Wechselstrom in einen Gleichstrom um und führt den Gleichstrom dem Gleichspannungswandler 142 zu. Die Batterie 150 ist mit dem Gleichspannungswandler 142 verbunden. Der Gleichspannungswandler 142 empfängt den Gleichstrom aus dem Gleichrichter 13, justiert den empfangenen Gleichstrom in der Spannung und führt ihn somit der Batterie 150 zu.
Der Gleichrichter 13 weist beispielsweise eine Diodenbrücke und einen Glättungskondensator auf (die beide nicht gezeigt sind). Der Gleichrichter 13 kann alternativ eine sogenannte Schaltregelungseinrichtung sein, die eine Schaltsteuerung zur Bereitstellung der Gleichrichtung verwendet. Der Gleichrichter 13 kann in der Leistungsempfangseinheit 200 enthalten sein, und dementsprechend ist es vorzuziehen, dass der Gleichrichter 13 ein statischer Gleichrichter wie beispielsweise eine Diodenbrücke ist, um zu verhindern, dass eine Schaltungsvorrichtung fehlerhaft arbeitet, wenn eine elektromagnetisches Feld erzeugt wird.
Das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 weist die Kraftmaschine 176 und den Motorgenerator 174, die darin eingebaut sind, als Quelle für Bewegungsleistung auf. Die Kraftmaschine 176 und die Motorgeneratoren 172, 174 sind mit der Leistungsaufteilungsvorrichtung 177 gekoppelt. Das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 fährt die durch eine Antriebskraft angetrieben, die von der Kraftmaschine 176 und/oder dem Motorgenerator 174 erzeugt wird. Die Kraftmaschine 176 erzeugt Bewegungsleistung, die wiederum durch die Leistungsaufteilungsvorrichtung 172 in zwei Pfade aufgeteilt wird. Einer der zwei Pfade ist ein Pfad zur Übertragung auf die Fahrzeugräder 19F und 19B, und der andere der zwei Pfade ist ein Pfad zur Übertragung auf den Motorgenerator 172.
Der Motorgenerator 172 ist eine elektrische rotierende Wechselstrommaschine und weist beispielsweise einen 3-Phasen-Wechselstromsynchronmotor auf, der einen Rotor mit einem darin eingebetteten Permanentmagneten aufweist. Der Motorgenerator 172 erzeugt elektrische Leistung unter Verwendung von kinetischer Energie der Kraftmaschine 176, die durch die Leistungsaufteilungsvorrichtung 172 aufgeteilt wird. Wenn beispielsweise die Batterie 150 einen Ladezustand (SOC) aufweist, der derart reduziert ist, dass er kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, startet die Kraftmaschine 176 und erzeugt der Motorgenerator 172 elektrische Leistung zum Laden der Batterie 150.
Der Motorgenerator 174 ist ebenfalls eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine und weist, wie der Motorgenerator 172, beispielsweise einen 3-Phasen-Wechselstromsynchronmotor auf, der einen Rotor mit einem darin eingebetteten Permanentmagneten aufweist. Der Motorgenerator 174 erzeugt Antriebskraft unter Verwendung der in der Batterie 150 gespeicherten elektrischen Leistung und/oder der von dem Motorgenerator 172 erzeugten elektrischen Leistung. Der Motorgenerator 174 stellt die Antriebskraft bereit, die wiederum auf die Fahrzeugräder 19F, 19B übertragen wird.
Wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 gebremst wird oder abwärts fährt und dementsprechend verlangsamt wird, wird die in dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 10 als kinetische Energie oder potentielle Energie gespeicherte mechanische Energie über die Antriebsräder 19F und 19B verwendet, um den Motorgenerator 174 antreibend zu drehen, um somit den Motorgenerator 174 als Leistungsgenerator zu betreiben. Der Motorgenerator 174 arbeitet als regenerative Bremse und wandelt Fahrenergie in elektrische Leistung um und erzeugt eine Bremskraft. Die durch den Motorgenerator 174 erzeugte elektrische Leistung wird in die Batterie 150 gespeichert.
Die Leistungsaufteilungsvorrichtung 177 kann als ein Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, einem Ritzelrad, einem Träger und einem Hohlrad verwirklicht werden. Das Ritzelrad ist in Eingriff mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad. Der Träger stützt das Ritzelrad drehbar um dessen eigene Achse und ist ebenfalls mit der Kurbelwelle der Kraftmaschine 176 gekoppelt. Das Sonnenrad ist mit einer Drehwelle des Motorgenerators 172 gekoppelt. Das Hohlrad ist mit einer Drehwelle des Motorgenerators 174 und den Fahrzeugrädern 19F, 19B gekoppelt.
Die Batterie 150 ist eine elektrische Leistungsspeicherkomponente, die konfiguriert ist, ladbar und entladbar zu sein. Die Batterie 150 weist beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie wie eine Lithiumionenbatterie, eine Nickelmetallhydridbatterie oder eine Bleisäurebatterie, oder ein Leistungsspeicherelement wie einen elektrischen Doppelschichtkondensator oder dergleichen auf. In der Batterie 150 wird elektrische Leistung, die von dem Gleichspannungswandler 142 zugeführt wird, und wiedergewonnene (regenerierte) elektrische Leistung gespeichert, die durch die Motorgeneratoren 172, 174 erzeugt wird. Die Batterie 150 führt die gespeicherte elektrische Leistung dem Hochsetzsteller 162 zu.
Die Batterie 150 kann ein Kondensator mit einer hohen Kapazität sein. Die Batterie 150 kann irgendein Leistungspuffer sein, der zeitweilig elektrische Leistung, die von dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 zugeführt wird, wiedergewonnene elektrische Leistung, die von den Motorgeneratoren 172, 174 empfangen wird, und dergleichen speichern und die gespeicherte elektrische Leistung dem Hochsetzsteller 162 zuführen kann.
Die Batterie 150 ist mit einem Spannungssensor zur Erfassung einer Spannung VB der Batterie 150 und einem Stromsensor zur Erfassung eines Stroms IB versehen, der in die Batterie 150 eingegeben und von dieser ausgegeben wird, obwohl keiner von diesen gezeigt ist. Diese erfassten Werte werden zu der Steuerungsvorrichtung 180 ausgegeben. Anhand der Spannung VB und des Stroms IB berechnet die Steuerungsvorrichtung 180 einen Ladezustand (SOC) der Batterie 150.
Das Systemhauptrelais SMR1 ist zwischen der Batterie 150 und dem Hochsetzsteller 162 angeordnet. Wenn ein aus der Steuerungsvorrichtung 180 ausgegebenes Signal SE1 aktiviert ist, verbindet das Systemhauptrelais SMR1 elektrisch die Batterie 150 mit dem Hochsetzsteller 162. Wenn das Signal SE1 deaktiviert ist, schaltet das Systemhauptrelais SMR1 einen elektrischen Pfad zwischen der Batterie 150 und dem Hochsetzsteller 162 ab. Der Hochsetzsteller 162 weist beispielsweise eine Gleichstrom-Chopper-Schaltung auf. Der Hochsetzsteller 162 wird in Reaktion auf ein Signal PWC gesteuert, das aus der Steuerungsvorrichtung 180 ausgegeben wird, und hebt die zwischen einer Leistungsleitung PL1 und einer Leistungsleitung NL angelegten Spannung an und gibt diese zwischen einer Leistungsleitung PL2 und der Leistungsleitung NL aus.
Die Wechselrichter 164, 166 weisen beispielsweise eine 3-Phasen-Brückenschaltung auf. Die Wechselrichter 164, 166 sind den Motorgeneratoren 172, 174 jeweils zugeordnet. Der Wechselrichter 164 arbeitet in Reaktion auf ein aus der Steuerungsvorrichtung 180 ausgegebenes Signal PWI1, um den Motorgenerator 172 anzutreiben. Der Wechselrichter 166 arbeitet in Reaktion auf ein aus der Steuerungsvorrichtung 180 ausgegebenes Signal PWI2, um den Motorgenerator 174 anzutreiben.
Der Gleichrichter 13 richtet eine von der Leistungsempfangsspule 22 extrahierte Wechselstromleistung gleich. Der Gleichspannungswandler 142 arbeitet in Reaktion auf ein aus der Steuerungsvorrichtung 180 ausgegebenes Signal PWD, um die durch den Gleichrichter 13 gleichgerichtete elektrische Leistung auf einen Spannungspegel der Batterie 150 umzuwandeln und diese zu der Batterie 150 auszugeben. Der Gleichspannungswandler 142 ist nicht essentiell für die Konfiguration und kann wie erforderlich verwendet werden. Wenn der Gleichspannungswandler 142 nicht verwendet wird, kann eine Anpassungsvorrichtung zwischen der Leistungssendevorrichtung 50 des externen Leistungsversorgungsgeräts 61 und der Hochfrequenzleistungszufuhrvorrichtung 64 vorgesehen werden. Diese Anpassungsvorrichtung kann die Impedanz anpassen und den Gleichspannungswandler 142 ersetzen.
Das Systemhauptrelais SMR2 ist zwischen dem Gleichspannungswandler 142 und der Batterie 150 angeordnet. Wenn ein aus der Steuerungsvorrichtung 180 ausgegebenes Steuerungssignal SE2 aktiviert ist, verbindet das Systemhauptrelais SMR2 elektrisch die Batterie 150 mit dem Gleichspannungswandler 142. Wenn das Steuerungssignal SE2 deaktiviert ist, schaltet das Systemhauptrelais SMR2 einen elektrischen Pfad zwischen der Batterie 150 und dem Gleichspannungswandler 142 ab.
Die Steuerungsvorrichtung 180 empfängt Signale aus einem Fahrpedalpositionssensor, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und anderen verschiedenen Sensoren, und erzeugt in Reaktion darauf die Signale PWC, PWI1 und PWI2 jeweils zum Antrieb des Hochsetzstellers 162 und der Motorgeneratoren 172, 174. Die Steuerungsvorrichtung 180 gibt die erzeugten Signale PWC, PWI1 und PWI2 jeweils zu dem Hochsetzsteller 162 und den Wechselrichtern 164, 166 aus. Wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 fährt, aktiviert die Steuerungsvorrichtung 180 das Signal SE1, um das Systemhauptrelais SMR1 einzuschalten, und deaktiviert das Signal SE2, um das Systemhauptrelais SMR2 auszuschalten.
Bevor das externe Leistungsversorgungsgerät 61 das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 mit Leistung versorgt, empfängt die Steuerungsvorrichtung 180 über die Leistungszufuhrtaste 122 ein Ladestartsignal TRG, das durch eine Anwenderbedienung oder dergleichen eingegeben wird. Wenn eine vorgeschriebene Bedingung erfüllt worden ist, gibt die Steuerungsvorrichtung 180 ein Signal STRT über die Kommunikationseinheit 160 zu dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 aus, um dieses zum Starten des Formens eines Testmagnetfeldes (oder eines Testelektrofeldes) anzuweisen.
Nachdem die Steuerungsvorrichtung 180 mit dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 kommuniziert, zeigt die Anzeigeeinheit 142D des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 beispielsweise eine Entscheidung oder dergleichen darüber an, ob die Leistungssendeeinheit 56 des externen Leistungsversorgungsgeräts 61 mit der Leistungsempfangseinheit 200 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 übereinstimmt. Falls dem so ist, und der Anwender ebenfalls seine/ihre Bestätigung eingibt, kommunizieren die Kommunikationseinheit 160 und die Kommunikationseinheit 230 weiter miteinander drahtlos, um Informationen dazwischen zum Ausrichten der Leistungsempfangsvorrichtung 11 mit der Leistungssendevorrichtung 50 zu kommunizieren.
Die Steuerungsvorrichtung 180 empfängt von der Kamera 120 ein über die Kamera 120 erhaltenes Bild. Die Steuerungsvorrichtung 180 empfängt über die Kommunikationseinheit 160 Informationen bezüglich der elektrischen Leistung (Spannung und Strom), die von dem externen Leistungsversorgungsgerät 161 gesendet werden. Die Steuerungsvorrichtung 180 verwendet Daten, die von der Kamera 120 empfangen werden, um das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 in einem nachstehend beschriebenen Verfahren zum Führen des Fahrzeugs zu der Leistungssendevorrichtung 50 zu führen, um das Fahrzeug zu parken.
Die Steuerungsvorrichtung 180 erfasst die Magnetfeldintensität des Testmagnetfeldes (oder die Elektrofeldintensität des Testelektrofeldes) über die Erfassungseinheit 310, und, um dieses durchzuführen, gibt die Steuerungsvorrichtung 180 das Steuerungssignal SE2 zu dem Systemhauptrelais SMR2 (siehe 7) aus, um das Systemhauptrelais SMR2 auszuschalten, und gibt ein Steuerungssignal SE3 zu dem Relais 146 (siehe 7) der Erfassungseinheit 310 aus, um das Relais 146 einzuschalten.
Durch zeitweiliges Einschalten des Relais 146 zur Verbindung des Sensorabschnitts 392 mit der Messeinheit 390 kann die Steuerungsvorrichtung 180 Informationen bezüglich der Magnetfeldintensität des Testmagnetfeldes (oder der Elektrofeldintensität des Testelektrofeldes) erhalten, die durch den Sensorabschnitt 392 erfasst wird. Um diese Informationen zu erhalten, wird eine Anforderung von dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 10 über die Kommunikationseinheiten 160, 230 zu dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 gesendet, um das Testmagnetfeld zu formen (oder schwache elektrische Leistung zu senden).
Die Steuerungsvorrichtung 180 empfängt von der Erfassungseinheit 310 Informationen bezüglich der Magnetfeldintensität Ht (oder einer Elektrofeldintensität), die durch den Sensorabschnitt 392 erfasst wird. Die Steuerungsvorrichtung 180 verwendet Daten, die von der Messeinheit 390 empfangen werden, zur Steuerung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 in einem nachstehend beschriebenen Verfahren, um das Fahrzeug zu der Leistungssendevorrichtung 50 des externen Leistungsversorgungsgeräts 61 zu führen, um somit das Fahrzeug zu parken.
Wenn einmal das auf diese Weise gesteuerte Fahrzeug an der Leistungssendevorrichtung 50 geparkt worden ist, sendet die Steuerungsvorrichtung 180 einen Leistungszufuhrbefehl zu dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 über die Kommunikationseinheit 160 und aktiviert ebenfalls das Steuerungssignal SE2 zum Einschalten des Systemhauptrelais SMR2. Die Steuerungsvorrichtung 180 erzeugt das Signal PWD zum Antrieb des Gleichspannungswandlers 142 und gibt das erzeugte Signal PWD zu dem Gleichspannungswandler 142 aus. Die Steuerungsvorrichtung 180 gibt das Steuerungssignal AG zu der Steuerungsjustiereinrichtung 9 aus. Die Justiereinrichtung 9 arbeitet in Reaktion auf das Steuerungssignal AG, um den Bewegungsmechanismus 30 anzutreiben, um zu bewirken, dass die Leistungsempfangseinheit 200 der Leistungsempfangsvorrichtung 11 sich absenkt, wie es nachstehend spezifischer beschrieben wird. Die Leistungsempfangseinheit 200 und die Leistungssendeeinheit 56 sind einander zugewandt, und in dieser Bedingung wird substantielle Leistungsübertragung dazwischen durchgeführt.
Der Spannungssensor 190T ist zwischen gepaarten Leistungsleitungen vorgesehen, die den Gleichrichter 13 und die Batterie 150 verbinden. Wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 kontaktlos mit elektrischer Leistung versorgt wird und somit geladen wird, erfasst der Spannungssensor 190T eine an den Gleichspannungswandler 142 angelegte Spannung und präsentiert diese als einen erfassten Wert (d.h. die Spannung VR). Der Spannungssensor 190T erfasst die Spannung VR zwischen dem Gleichrichter 13 und dem Gleichspannungswandler 142 und gibt den erfassten Wert zu der Steuerungsvorrichtung 180 aus.
Der Spannungssensor 190T erfasst eine Gleichspannung, die an einer Sekundärseite des Gleichrichters 13 auftritt, das heißt die Spannung der von der Leistungssendevorrichtung 50 empfangenen elektrischen Leistung, und gibt den erfassten Wert (der Spannung VR) zu der Steuerungsvorrichtung 180 aus. Die Steuerungsvorrichtung 180 bestimmt einen Leistungsempfangswirkungsgrad anhand der Spannung VR und sendet Informationen in Bezug auf den Leistungsempfangswirkungsgrad zu dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 über die Kommunikationseinheit 160. Wenn die Batterie 150 vollständig geladen ist oder der Anwender eine Bedienung oder dergleichen durchführt, gibt die Steuerungsvorrichtung 180 ein Signal STP über die Kommunikationseinheit 160 zu dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 aus, um diesen vom Übertragen elektrischer Leistung zu stoppen.
Steuerungsvorrichtung 180
8 zeigt ein Funktionsblockschaltbild der Steuerungsvorrichtung 180, die in 7 angegeben ist. Die Steuerungsvorrichtung 180 weist eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) für intelligente Parkassistenz (IPA) 410, eine elektrische Servolenkung (EPS) 420, eine Motorgenerator- (MG-) ECU 430, eine elektronisch gesteuerte Bremse (ECB) 440, eine elektrische Parkbremse (EPB) 450, eine Erfassungs-ECU 460, eine Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 und eine Hybridfahrzeug- (HV-) ECU 470 auf.
Wenn die Betriebsart des Fahrzeugs eine Ladebetriebsart ist, greift die IPA-ECU 410 auf Bildinformationen zu, die aus der Kamera 120 empfangen werden, um dementsprechend das Fahrzeug zu der Leistungssendevorrichtung 50 des externen Leistungsversorgungsgeräts 61 zu steuern und somit zu führen (d.h. um eine erste Steuerung durchzuführen). Die IPA-ECU 410 erkennt die Leistungssendevorrichtung 50 anhand von Bildinformationen, die aus der Kamera 120 empfangen werden. Die IPA-ECU 410 erkennt eine Positionsbeziehung zu der Leistungssendevorrichtung 50 (d.h. einen angenäherten Abstand dazu und deren Orientierung) anhand eines Bildes der Vielzahl der Lichtemittiereinheiten 231, wie es durch die Kamera 120 präsentiert wird. Auf der Grundlage der resultierenden Erkennung gibt die IPA-ECU 410 einen Befehl zu der EPS 420 aus, um in geeigneter Weise das Fahrzeug zu der Leistungssendevorrichtung 50 zu orientieren und somit zu führen.
Wenn das Fahrzeug sich der Leistungssendevorrichtung 50 annähert und somit über ihr liegt und die Kamera 120 nicht länger ein Bild der Leistungssendevorrichtung 50 erhält, informiert die IPA-ECU 410 die HV-ECU 470, dass eine Führungssteuerung auf der Grundlage von aus der Kamera 120 empfangenen Bildinformationen (d.h. die erste Führungssteuerung) endet. Wenn die erste Führungssteuerung durchgeführt wird, arbeitet die EPS 420 in Reaktion auf einen Befehl, der aus der IPA-ECU 410 ausgegeben wird, um eine automatische Lenksteuerung durchzuführen.
Die MG-ECU 430 dient als eine Fahrzeugantriebseinheit und arbeitet in Reaktion auf einen aus der HV-ECU 470 ausgegebenen Befehl, um die Motorgeneratoren 172, 174 und den Hochsetzsteller 162 zu steuern. Die MG-ECU 430 erzeugt Signale zum Antrieb der Motorgeneratoren 172, 174 und des Hochsetzstellers 162 und gibt die Signale zu den Wechselrichtern 164, 166 und dem Hochsetzsteller 162 jeweils aus.
Die ECB 440 arbeitet in Reaktion auf einen aus der HV-ECU 470 ausgegebenen Befehl, um das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 zum Bremsen zu steuern. Die ECB 440 arbeitet in Reaktion auf einen aus der HV-ECU 470 ausgegebenen Befehl, um eine Hydraulikbremse zu steuern, und ebenfalls die Hydraulikbremse und eine regenerative Bremse, die durch den Motorgenerator 174 angewendet wird, gemeinsam zu steuern. Die EPB 450 arbeitet in Reaktion auf einen aus der HV-ECU 470 ausgegebenen Befehl, um eine elektrisch betriebene Parkbremse zu steuern.
Die Erfassungs-ECU 460 empfängt Informationen bezüglich elektrischer Leistung, die aus dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 ausgegeben wird, über die Kommunikationseinheit 160, 230. Die Erfassungs-ECU 460 empfängt Informationen in Bezug auf die Magnetfeldintensität Ht des Tastmagnetfeldes aus der Erfassungseinheit 310 (oder der Messeinheit 390). Die Erfassungs-ECU 460 vergleicht beispielsweise die Spannung der aus dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 gesendeten elektrischen Leistung mit einer anhand der Informationen bezüglich der Magnetfeldintensität Ht berechneten Spannung, um einen Abstand zwischen der Leistungssendevorrichtung 50 und dem elektrische betriebenen Fahrzeug 10 zu berechnen. Die Erfassungs-ECU 460 greift auf den erfassten Abstand zu, um dementsprechend das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 zu steuern und somit zu führen (d.h. um eine zweite Führungssteuerung durchzuführen).
Die HV-ECU 470, die als eine Steuerungseinheit dient, folgt einem Ergebnis der ersten oder der zweiten Führungssteuerung, um die MG-ECU 430, die das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 antreibt, zum Bewegen des Fahrzeugs zu steuern. Die Leistungsempfangsvorrichtung mit der Erfassungseinheit 310, die MG-ECU 430, die als die Fahrzeugsantriebseinheit dient, und die HV-ECU 470, die als die Steuerungseinheit dient, können als eine Parkassistenzvorrichtung fungieren.
Wenn die IPA-ECU 410 nicht länger die Leistungssendevorrichtung 50 erfasst und danach die MG-EUC 430 weiter gesteuert wird, um das Fahrzeug über eine vorgeschriebene Distanz weiter zu bewegen, und die Erfassungseinheit 310 immer noch nicht erfasst, dass die Magnetfeldintensität Ht eine vorgeschriebene Bedienung erfüllt, um Empfang elektrischer Leistung zu erlauben, führt die HV-ECU 470 dann einen Prozess zum Stoppen der Bewegung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 durch. Dieser Prozess kann ein Prozess sein, der durchgeführt wird, um das Fahrzeug automatisch zu bremsen, oder ein Prozess sein, der durchgeführt wird, um den Fahrer anzuweisen, dass Bremspedal zu betätigen.
Wenn die IPA-ECU 410 nicht länger erfasst, wo die Leistungssendevorrichtung 50 sich befindet, und danach die MG-ECU 430 weiter gesteuert wird, um das Fahrzeug weiter über die vorgeschriebene Distanz hinaus zu bewegen, und die Erfassungseinheit 310 immer noch nicht erfasst, dass die Magnetfeldintensität Ht die vorgeschriebene Bedingung erfüllt, um Empfang elektrischer Leistung zu erlauben, stoppt dann die HV-ECU 470 das Erfassen der Magnetfeldintensität durch die Erfassungseinheit 310 und unterbricht die Führung des Fahrzeugs über die Erfassungs-ECU 460.
Wenn die IPA-ECU 410 nicht länger erfasst, wo sich die Leistungssendevorrichtung 50 befindet, und danach das Fahrzeug um die vorgeschriebene Distanz bewegt wird, und währenddessen die Erfassungseinheit 310 erfasst, dass die Magnetfeldintensität Ht die vorgeschriebene Bedingung erfüllt, um zu erlauben, dass elektrische Leistung empfangen wird, beendet dann die HV-ECU 470 die über die Erfassungs-ECU460 bereitgestellte Führung und startet eine Vorbereitung, um zu erlauben, dass die Leistungssendevorrichtung 50 die in dem Fahrzeug eingebaute Batterie 150 lädt. Die Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 steuert die Justiereinrichtung 9 zum Verwendung des Bewegungsmechanismus 30, um zu bewirken, dass die Leistungsempfangsvorrichtung 11 (oder die Leistungsempfangseinheit 200) sich absenkt.
Vorzugsweise ändert, nachdem die HV-ECU 470 automatisch das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 stoppt und die über die Erfassungs-ECU 460 durchgeführte Führung unterbricht, der Fahrer die Parkposition, und kann darauffolgend die HV-ECU 470 in Reaktion auf die Anweisung des Fahrers (beispielsweise eine Bedienung zur Einstellung des Parkbereichs) Senden oder Empfangen von elektrischer Leistung über die Leistungsempfangsvorrichtung 11 starten, und falls die Leistungsempfangsvorrichtung 11 von der Leistungssendevorrichtung 50 elektrische Leistung empfängt, die die vorgeschriebene Bedingung erfüllt, um Empfang elektrischer Leistung zu erlauben, kann die HV-ECU 470 ein Laden der in dem Fahrzeug eingebauten Batterie 150 von der Leistungssendevorrichtung 50 starten, wohingegen, falls die Leistungsempfangsvorrichtung 11 von der Leistungssendevorrichtung 50 keine elektrische Leistung empfängt, die die vorgeschriebene Bedingung erfüllt, um Empfang elektrischer Leistung zu erlauben, die HV-ECU 470 den Fahrer dementsprechend warnen kann.
Bewegungsmechanismus 30
9 zeigt eine perspektivische Ansicht der Leitungsempfangseinheit 200 und des Bewegungsmechanismus 30. Die Leistungsempfangsvorrichtung 11 weist den Bewegungsmechanismus 30 auf. Der Bewegungsmechanismus 30 kann die Leistungsempfangseinheit 200 zu Leistungssendeeinheit 56 hin und von ihr weg bewegen. Der Bewegungsmechanismus 30 kann die Leistungsempfangseinheit 200 zu einer erste Position S1 und zweiten Positionen S2, S2A und S2B bewegen, die nachstehend beschrieben sind. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist angenommen, dass die zweite Position S2 (siehe 9), die zweite Position S2A (siehe 12 und 13) und die zweite Position S2B (siehe 14) vertikal schräg unterhalb der ersten Position S1 sind.
9 zeigt in einem oberen rechten Abschnitt die Leistungsempfangseinheit 200 durch eine gepunktete Linie, die eine Position angibt, die die Leistungsempfangseinheit 200 annimmt, wenn diese an dem Fahrzeugkörper 70 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 unter gebracht ist und somit an der ersten Position S1 angeordnet ist. Wenn die Leistungsempfangseinheit 200 an der ersten Position S1 angeordnet ist, weist eine Referenzpunkt in der Leistungsempfangseinheit 200 eine Raumposition (oder einen imaginären Punkt) oder die erste Position S1 auf (anders ausgedrückt überdeckt der Referenzpunkt in der Leistungsempfangseinheit 200 die erste Position S1). Der Referenzpunkt in der Leistungsempfangseinheit 200 ist beispielsweise die Mitte P2 der Leistungsempfangsspule 22 (siehe 3). Wie es aus dem vorstehend Beschriebenen hervorgeht, ist die Mitte P2 ein imaginärer Punkt, der sich auf der Wicklungsachse O2 der Leistungsempfangsspule 22 befindet, und befindet sich in der Mitte der Leistungsempfangsspule 22, wie entlang der Wicklungsachse O2 gesehen.
9 an einem unteren mittleren Abschnitt stellt die Leistungsempfangseinheit 200 durch eine durchgezogene Linie dar, was eine Position angibt, die die Leistungsempfangseinheit 200 annimmt, wenn diese von dem Fahrzeugkörper 70 des elektrische betriebenen Fahrzeugs abwärts bewegt ist, und somit an der zweiten Position S2 angeordnet ist. Wenn die Leistungsempfangseinheit 200 an der zweiten Position S2 angeordnet ist, weist der Referenzpunkt in der Leistungsempfangeinheit 200 eine Raumposition (oder einen imaginären Punkt) oder die zweite Position S2 auf (anders ausgedrückt überdeckt der Referenzpunkt in der Leistungsempfangseinheit 200 die zweite Position S2).
Die erste Position S1 und die zweite Position S2, die von der Leistungsempfangseinheit 200 angenommen werden, sind voneinander unterschiedliche Positionen und können jeweils irgendeine Raumposition (räumliche Position) sein. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zweite Position S2 weiter von der unteren Oberfläche 76 des Fahrzeugkörpers 70 (siehe 2 und 3) entfernt, als es die erste Position S1 ist. In der vertikalen Richtung weist die erste Position S1 einen kürzeren Abstand von der unteren Oberfläche 76 des Fahrzeugkörpers 70 auf, als die zweite Position S2 aufweist. Wenn die Leistungsempfangseinheit 200 an der ersten Position S1 mit dieser an der zweiten Position S2 verglichen wird, ist die letztere näher an der Leistungssendeeinheit 56, als es die erstere ist.
Der Bewegungsmechanismus 30 weist einen Verbindungsgliedmechanismus 31 (Stützelemente 37 und 38), eine Antriebseinheit 32, ein Vorspannungselement 33 (federnde Elemente 33a und 33b), eine Haltevorrichtung 34, eine Stoppeinrichtung 35 und eine Schalteinheit 36 auf. Das Vorspannungselement 33 weist die federnden Elemente 33a und 33b auf. Der Verbindungsgliedmechanismus 31 weist die Stützelemente 37 und 38 auf. die Stützelemente 37 und 38 sind voneinander in einer Richtung beabstandet, die parallel zu der Wicklungsachse O2 ist, und bilden zusammen mit dem Gehäuse 65 einen sogenannten Parallel-Verbindungsgliedmechanismus.
Das Stützelement 37 weist eine Drehwelle 40 und Schenkel 41 und 42 auf. Die Drehwelle 40 wird drehbar durch das Bodenblech 69 (siehe 3) und dergleichen gestützt. Der Schenkel 41 ist mit einem Ende der Drehwelle 40 verbunden. Ein unteres Ende des Schenkels 41 ist drehbar mit dem Gehäuse 65 an der Seitenwand 75 verbunden. Der Schenkel 42 ist mit dem anderen Ende der Drehwelle 40 verbunden. Ein unteres Ende des Schenkels 42 ist drehbar mit dem Gehäuse 65 an der Seitenwand 74 verbunden.
Das Stützelement 38 weist eine Drehwelle 45 und Schenkel 46 und 47 auf. Die Drehwelle 45 wird drehbar durch das Bodenblech 69 (siehe 3) und dergleichen gestützt. Der Schenkel 46 ist mit einem Ende der Drehwelle 45 verbunden. Ein unteres Ende des Schenkels 46 ist drehbar mit dem Gehäuse 65 an der Seitenwand 75 verbunden. Der Schenkel 47 ist mit dem anderen Ende der Drehwelle 45 verbunden. Ein unteres Ende des Schenkels 47 ist drehbar mit dem Gehäuse 65 an der Seitenwand 74 verbunden.
Die Antriebseinheit 32 weist ein Zahnrad 80, ein Zahnrad 81 und einen Motor 82 auf. Das Zahnrad 80 ist an einem Ende der Drehwelle 45 vorgesehen. Das Zahnrad 81 befindet sich im Eingriff mit dem Zahnrad 80. Der Motor 82 dreht das Zahnrad 81. Der Motor 82 weist einen Rotor 95, einen Stator 96, der den Rotor 95 umgibt, und einen Encoder 97 auf, der einen Drehwinkel des Rotors 95 erfasst. Der Rotor 95 ist mit dem Zahnrad 81 verbunden.
Wenn der Motor 82 elektrische Leistung empfängt, dreht sich der Rotor 95. Das Zahnrad 81 dreht sich und das Zahnrad 80, das in Eingriff mit dem Zahnrad 81 steht, dreht sich ebenfalls. Da das Zahnrad 80 an der Drehwelle 45 befestigt ist, dreht sich das Zahnrad 80 mit der Drehwelle 45. Wenn die Drehwelle 45 sich dreht, heben sich die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 an bzw. senken sich ab. Der Motor 82 stellt eine Antriebskraft bereit, die wiederum auf die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 übertragen wird. In Abhängigkeit von einer Richtung, in der der Motor 82 sich dreht, heben sich die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 an oder senken sich ab.
Das federnde Element 33a ist mit dem Schenkel 46 und dem Bodenblech 69 (siehe 3) verbunden. Ein Ende 83 des federnden Elements 33a ist drehbar mit dem Schenkel 46 an einer Seite des Schenkels 46 verbunden, die näher an dem unteren Ende davon als an der Mitte davon ist. Ein Ende 84 des federnden Elements 33a ist drehbar mit dem Bodenblech 69 verbunden, und das Ende 84 ist entgegengesetzt zu dem Stützelement 37 in Bezug auf ein Verbindungsteil zwischen dem Schenkel 46 und der Drehwelle 45 angeordnet.
Das federnde Element 33b ist mit dem Schenkel 47 und dem Bodenblech 69 (siehe 3) verbunden. Ein Ende 85 des federnden Elements 33b ist drehbar mit dem Schenkel 47 an einer Seite des Schenkels 47 verbunden, die näher an dem unteren Ende davon als an der Mitte davon ist. Ein Ende 86 des federnden Elements 33b ist drehbar mit dem Bodenblech 69 verbunden, und das Ende 86 ist entgegengesetzt zu dem Stützelement 37 in Bezug auf ein Verbindungsteil zwischen dem Schenkel 47 und der Drehwelle 45 angeordnet.
Wie es in 9 in dem oberen rechten Abschnitt durch die gepunktete Linie dargestellt ist, haben, wenn die Leistungsempfangseinheit 200 an der ersten Position S1 angeordnet ist (das heißt, wenn die Leistungsempfangseinheit 200 derart angeordnet ist, dass sie die erste Position S1 aufweist), die federnden Elemente 33a und 33b eine natürliche Länge und stellen somit einen sogenannten natürlichen Zustand (oder unbelasteten Zustand) dar.
Wie es in 9 in dem unteren mittleren Abschnitt durch die durchgezogene Linie dargestellt ist, haben, wenn die Leistungsempfangseinheit 200 an der zweiten Position S2 angeordnet ist (das heißt, wenn die Leistungsempfangseinheit 200 derart angeordnet ist, dass sie die zweite Position S2 aufweist), die federnden Elemente 33a und 33b eine Länge, die länger als die natürliche Länge ist, und stellen somit einen verlängerten Zustand dar. Die federnden Elemente 33a und 33b werden gespannt. Diese Spannung übt eine Kraft aus, um das Gehäuse 65 mit der darin untergebrachten Leistungsempfangseinheit 200 vorzuspannen, um die Leistungsempfangseinheit 200 in eine Richtung zum Zurückkehren zu der ersten Position S1 zu bewegen.
Die Haltevorrichtung 34 weist einen Körper 88 und ein Stützelement 87 auf. Der Körper 88 ist an dem Bodenblech 69 (siehe 3) oder dergleichen befestigt. Das Stützelement 87 wird an den Körper 88 gehalten und darin justiert, um welches Ausmaß es von dem Körper 88 vorspringt. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird in 9 eine gestrichelte Linie verwendet, um die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 derart darzustellen, dass sie positioniert sind, die erste Position S1 aufzuweisen, und somit in einem Zustand, bevor die Leistungsempfangseinheit 200 sich zu der Leistungssendeeinheit 56 absenkt, d.h., in einem untergebrachten Zustand.
Das Stützelement 87 stützt das untergebrachte Gehäuse 65 an der unteren Oberfläche (oder den Deckel) und befestigt somit das Gehäuse 65 mit der darin untergebrachten Leistungsempfangseinheit 200 an einem vorgeschriebenen Bereich, der an dem Fahrzeugkörper 70 vorgesehen ist, um das Gehäuse 65 darin unterzubringen. Um dieses zu tun, kann die Endwand 73 des Gehäuses 65 mit einer Öffnung versehen sein, um das Stützelement 87 darin aufzunehmen. Der Antrieb des Stützelements 87 wird durch die in 8 gezeigte Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 gesteuert.
Ein Paar Anschläge 35 weist Anschlagsstücke 90 und 91 auf, um die Schenkel 41 und 42 im Drehwinkel einzuschränken, um einen Bereich zu definieren, in dem eine Bewegung des Gehäuses 65 mit der darin untergebrachten Leistungsempfangseinheit 200 erlaubt ist. Das Anschlagsstück 90 dient dazu, gegen die Schenkel 41, 42 anzustoßen, um zu verhindern, dass das Gehäuse 65 mit der darin untergebrachten Leistungsempfangseinheit 200 in Kontakt mit dem Bodenblech 69 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 und dergleichen gelangt. Das Anschlagsstück 91 dient dazu, gegen die Schenkel 41, 42 anzustoßen, um zu verhindern, dass das Gehäuse 65 mit der darin untergebrachten Leistungsempfangseinheit 200 in Kontakt mit einem Element, das auf der Bodenoberfläche platziert ist, oder dergleichen gelangt.
Die Schalteinheit 36 weist ein Zahnrad 92, das an der Drehwelle 45 befestigt ist, und einen Anschlag 93 auf, das im Eingriff mit dem Zahnrad 92 steht. Der Antrieb des Anschlags 93 wird durch die Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 gemäß 8 gesteuert. Dies bringt den Anschlag 93 in Eingriff mit dem Zahnrad 92 oder löst den Anschlag 93 von dem Zahnrad 92. Wenn der Anschlag 93 im Eingriff mit dem Zahnrad 92 steht, wird eine Drehung der Drehwelle 45 in eine Richtung, die ein Absenken der Leistungsempfangseinheit 200 erlaubt, beschränkt, d.h. in einem Beschränkungszustand. Der Beschränkungszustand erlaubt, dass sich die Leistungsempfangseinheit 200 von der Leistungssendeeinheit 56 weg entfernt, und verhindert ebenfalls, dass die Leistungsempfangseinheit 200 sich der Leistungssendeeinheit 56 annähert.
Wenn der Anschlag 93 von dem Zahnrad 92 gelöst wird, wird eine Drehung der Drehwelle 45 in eine Richtung, die eine Anhebung der Leistungsempfangseinheit 200 erlaubt, und eine Richtung zugelassen, die ein Absenken der Leistungsempfangseinheit 200 erlaubt (d.h. ein Zulassungszustand). Der Zulassungszustand lässt zu, dass die Leistungsempfangseinheit 200 sich von der Leistungssendeeinheit 56 entfernt, und lässt ebenfalls zu, dass sich die Leistungsempfangseinheit 200 der Leistungssendeeinheit 56 annähert.
10 zeigt eine schematische Seitenansicht der Schalteinheit 36, wie sie in eine Richtung gesehen wird, die in 9 durch den Pfeil A angegeben ist. Die Schalteinheit 36 weist das Zahnrad 92, das an die Drehwelle 45 befestigt ist, den Anschlag 93, der selektiv in Eingriff mit einer Vielzahl von Zähnen des Zahnrads 92 steht, und eine Antriebseinheit 110 auf. Der Anschlag 93 ist drehbar an einer axialen Welle 98 vorgesehen. Die axiale Welle 98 ist mit einer Torsionsfeder 111 versehen. Der Anschlag 93 wird durch eine durch die Torsionsfeder 111 beaufschlagte Kraft vorgespannt. Eine Spitze des Anschlags 93 wird gegen die umlaufende Oberfläche des Zahnrads 92 gepresst.
Die Antriebseinheit 110 zusammen mit der axialen Welle 98 dreht den Anschlag 93. Die Antriebseinheit 110 dreht den Anschlag 93, um zu erlauben, dass die Spitze des Anschlags 93 sich von der umlaufenden Oberfläche des Zahnrads 92 gegen die durch die Torsionsfeder 111 zum Vorspannen des Anschlags beaufschlagte Kraft bewegt. Die Antriebseinheit 110 wird durch die Steuerungsvorrichtung 180 (oder die Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462) gesteuert, um einen Zustand, der einen Eingriff der Spitze des Anschlags 93 mit einem Zahn 99 erlaubt, auf einen Zustand zu schalten, der ein Trennen der Spitze des Anschlags 93 von dem Zahnrad 92 erlaubt, um den Anschlag 93 von dem Zahnrad 92 zu lösen, und umgekehrt.
Eine Drehrichtung Dr1 ist eine Richtung, in der die Drehwelle 45 und das Zahnrad 92 drehen, wenn das Gehäuse 65 mit der darin untergebrachten Leistungsempfangseinheit 200 sich anhebt, und eine Drehrichtung Dr2 ist eine Richtung, in der die Drehwelle 45 und das Zahnrad 92 sich drehen, wenn das Gehäuse 65 mit der darin untergebrachten Leistungsempfangseinheit 200 sich absenkt. Wenn der Anschlag 93 im Eingriff mit dem Zahnrad 92 steht, wird ein Drehen des Zahnrads 92 in die Drehrichtung Dr2 beschränkt. Wenn der Anschlag 93 im Eingriff mit dem Zahnrad 92 steht, kann das Zahnrad 92 immer noch in die Drehrichtung Dr1 drehen.
Wie es vorstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben worden ist, justiert die Justiereinrichtung 9 eine Größe elektrischer Leistung, die von der Batterie 150 dem Motor 82 des Bewegungsmechanismus 30 zugeführt wird (siehe 9). Die Steuerungsvorrichtung 180 sendet das Steuerungssignal AG (siehe 7) zu der Justiereinrichtung 9, um den Antrieb des Bewegungsmechanismus 30 über die Justiereinrichtung 9 zu steuern.
Nachstehend ist ein Betrieb beschrieben, der durchgeführt wird, wenn die Leistungsempfangseinheit 200 der Leistungsempfangsvorrichtung 11 elektrische Leistung aus der Leistungssendeeinheit 56 empfängt. Wenn die Leistungsempfangseinheit 200 elektrische Leistung aus der Leistungssendeeinheit 56 empfängt, wird das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 über die Kamera 120 und die Empfangseinheit 310 zum Parken und somit zum Stoppen an einer vorgeschriebenen Position unterstützt.
11 zeigt eine Seitenansicht der Leistungsempfangseinheit 200, des Gehäuses 65 und des Bewegungsmechanismus 30, wie gesehen, wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 an der vorgeschriebenen Position stoppt. Das Gehäuse 65 wird durch die Haltevorrichtung 34 benachbart zu dem Bodenblech 69 gestützt. Das Gehäuse 65 ist an der Unterbringungsposition befestigt, und die Leistungsempfangseinheit 200 ist derart angeordnet, dass sie die erste Position S1 aufweist. In diesem Zustand hat das Vorspannelement 33 eine natürliche Länge und führt keine Spannung dem Gehäuse 65 mit der darin untergebrachten Leistungsempfangseinheit 200 zu.
Wenn die Leistungsempfangseinheit 200 elektrische Leistung kontaktlos empfängt, treibt die Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 die Haltevorrichtung 34 derart an, dass das Stützelement 87 von einer unteren Oberfläche des Gehäuses 65 zurückgezogen wird. Die Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 schaltet die Justiereinrichtung 9 ein, um zu erlauben, dass die Batterie 150 den Motor 82 mit elektrischer Leistung versorgt.
Gemäß 12 stellt, wenn der Motor 82 elektrische Leistung empfängt, der Motor 82 eine Bewegungskraft bereit, und wird somit der Schenkel 46 des Stützelements 38 um die Drehwelle 45 gedreht. Die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 bewegen sich in die vertikal nach unten gerichtete Richtung D und senken sich ebenfalls schräg in Fahrzeugvorwärtsrichtung F ab. Das Stützelement 37 bewegt sich, um dem Stützelement 38, der Leistungsempfangseinheit 200 und dem Gehäuse 65 nachzufolgen und dreht sich um die Drehwelle 40.
Wenn die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 sich bewegen, verlängert sich das Vorspannelement 33, und übt das Vorspannelement 33 eine Spannung auf das Gehäuse 65 aus. Das Gehäuse 65 wird durch das Vorspannelement 33 vorgespannt, um die Leistungsempfangseinheit 200 in eine Richtung zu bewegen, um zu der ersten Position S1 zurückzukehren. Der Motor 82 widersteht der Spannung und bewirkt ein Absenken des Gehäuses 65. Der Encoder 97 sendet einen Drehwinkel des Rotors 95 des Motors 82 zu der Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462.
13 zeigt eine Seitenansicht, die einen Zustand zeigt, der sich darstellt, wenn die Leistungsempfangseinheit 200 elektrische Leistung aus der Leistungssendeeinheit 56 kontaktlos empfängt. Die Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 empfängt Informationen aus dem Encoder 97 und versteht dadurch, wo das Gehäuse 65 und die Leistungsempfangseinheit 200 sich befinden. Wenn die Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 bestimmt, dass der Rotor 95 einen Drehwinkel mit einem Wert erzielt hat, der erlaubt, dass die Leistungsempfangseinheit 200 und die Leistungssendeeinheit 56 einander zugewandt sind (d.h., dass die Leistungsempfangseinheit 200 derart positioniert ist, dass sie die zweite Position S2A aufweist), dann treibt die Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 die Antriebseinheit 110 (siehe 10) an, um den Anschlag 93 mit dem Zahnrad 92 in Eingriff zu bringen.
Dies stoppt das Drehen des Zahnrads 92 und der Drehwelle 45 und stoppt somit ein Absenken der Leistungsempfangseinheit 200 und des Gehäuses 65. Es sei bemerkt, dass das Vorspannelement 33 eine Spannung bereitstellt, die kleiner als die von dem Motor 82 bereitgestellte Antriebskraft ist. Ein Anheben der Leistungsempfangseinheit 200 und des Gehäuses 65 wird beschränkt, da der Motor 82 gestoppt ist, und eine Bewegung der Leistungsempfangseinheit 200 und des Gehäuses 65 gestoppt ist. Während der Motor 82 die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 in eine Richtung antreibt, die diesen erlaubt, sich abzusenken, befindet sich der Anschlag 93 im Eingriff mit dem Zahnrad 92. Eine Bewegung der Leistungsempfangseinheit 200 und des Gehäuses 65 ist gestoppt, und, wenn die Antriebskraft des Motors 82 größer als die Spannung des Vorspannelements 33 ist, werden die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 gestoppt gehalten. Die Leistungsempfangseinheit 200 an der zweiten Position S2A kann elektrische Leistung aus der Leistungssendeeinheit 56 der Leistungssendevorrichtung 50 kontaktlos empfangen.
In 13 gibt eine gestrichelte Linie das Stützelement 38 (oder den Schenkel 46) an einer Position an, die das Stützelement 38 annimmt, wenn die Leistungsempfangseinheit 200 an dem Fahrzeugkörper 70 untergebracht ist (d.h., wenn die Leistungsempfangseinheit 200 derart positioniert ist, dass sie die erste Position S1 aufweist). Wenn die Leistungsempfangseinheit 200 an der zweiten Position S2A angeordnet ist, und die Position, die das Stützelement 38 annimmt, wenn die Leistungsempfangseinheit 200 an dem Fahrzeugkörper 70 untergebracht ist, als eine Referenz dient, dann wurde das Stützelement 38 um die Drehwelle 45 von dieser Referenzposition um einen Drehwinkel θ gedreht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Leistungsempfangseinheit 200 zu der Leistungssendeeinheit 56 mit einem Drehwinkel θ ausgerichtet, der in einen Bereich fällt, der größer oder gleich 45 Grad und kleiner oder gleich 100 Grad ist.
Wenn der Drehwinkel θ in diesem Bereich um eine gegebene Größe geändert wird, versetzt sich die Leistungsempfangseinheit 200 in den Fahrzeugrückwärts- und -vorwärtsrichtungen B und F (d.h. horizontal) um eine höhere Größe als in den vertikalen Aufwärts- und Abwärtsrichtungen U und D. Falls die Leistungsempfangseinheit 200 zu der Leistungssendeeinheit 56 in den Fahrzeugrückwärts- oder -vorwärtsrichtungen B oder F fehlausgerichtet ist, kann die Leistungsempfangseinheit 200 mit der Leistungssendeeinheit 56 horizontal erneut ausgerichtet werden, während verhindert werden kann, dass die Leistungsempfangseinheit 200 sich in der Position vertikal signifikant variiert.
Vorzugsweise ist es empfehlenswert, dass die Leistungsempfangseinheit 200 mit der Leistungssendeeinheit 56 mit einem Drehwinkel θ ausgerichtet wird, der in einem Bereich von größer oder gleich 45 Grad und kleiner als oder gleich 90 Grad fällt. Ein Drehwinkel θ, der kleiner als oder gleich wie 90 Grad ist, erlaubt, dass die Leistungsempfangseinheit 200 zu der Leistungssendeeinheit 56 ausgerichtet wird, wobei die Leistungsempfangseinheit 200 innerhalb eines reduzierten Bereichs bewegt wird, um zu verhindern, dass die Leistungsempfangseinheit 200 gegen einen auf der Bodenoberfläche platzierten Fremdkörper anstößt.
Es sei bemerkt, dass in dem Beispiel gemäß 13 die Leistungsempfangseinheit 200 der Leistungssendeeinheit 56 an einer Position zugewandt ist, die angenommen wird, wenn der Drehwinkel θ im Wesentlichen 90 Grad ist. Wenn der Drehwinkel θ in der Nähe von 90 Grad um eine gegebene Größe variiert, versetzen sich die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 in den Fahrzeugrückwärts- und -vorwärtsrichtungen B und F (d.h. horizontal) um eine höhere Größe als in den vertikalen Aufwärts- und Abwärtsrichtungen U und D. Falls die Leistungsempfangseinheit 200 zu der Leistungssendeeinheit 56 in der Fahrzeugrückwärts- oder -vorwärtsrichtung B oder F fehlausgerichtet ist, kann die Leistungsempfangseinheit 200 zu der Leistungssendeeinheit 56 horizontal erneut ausgerichtet werden, während verhindert werden kann, dass die Leistungsempfangseinheit 200 in der Position vertikal signifikant variiert.
14 zeigt eine Seitenansicht, die eine beispielhafte Variation des Drehwinkels θ bei der Ausrichtung der Leistungsempfangseinheit 200 zu der Leistungssendeeinheit 56 veranschaulicht. In dem Beispiel gemäß 14 wird die Leistungsempfangseinheit 200 an der zweiten Position S2B angeordnet, und wird die Leistungsempfangseinheit 200 relativ zu der Leistungssendeeinheit 56 mit einem Drehwinkel θ ausgerichtet, der innerhalb eines Bereichs fällt, der größer als oder gleich 0 Grad und kleiner als 45 Grad ist. Die Leistungsempfangseinheit 200 an der zweiten Position S2B kann elektrische Leistung von der Leistungssendeeinheit 56 der Leistungssendevorrichtung 50 kontaktlos empfangen. Das Variieren des Drehwinkels θ innerhalb des Bereichs, der größer als oder gleich 0 Grad und kleiner als 45 Grad ist, erlaubt, dass die Leistungsempfangseinheit 200 zu der Leistungssendeeinheit 56 vertikal ausgerichtet wird, während eine horizontale Bewegung der Leistungsempfangseinheit 200 eingeschränkt wird, was eine größere Bewegung in der vertikalen Richtung als diejenige in den Fahrzeugrückwärts- und -vorwärtsrichtungen B und F erlaubt.
Wenn die Leistungsempfangseinheit 200 und die Leistungssendeeinheit 56 ausgerichtet werden, sind die Leistungsempfangseinheit 200 und die Leistungssendeeinheit 56 einander derart zugewandt, dass sie wie vorgeschrieben beabstandet sind. In dieser Bedingung überträgt die Leistungssendeeinheit 56 elektrische Leistung zu der Leistungsempfangseinheit 200 kontaktlos. Durch welches Prinzip die Leistungsempfangseinheit 200 und die Leistungssendeeinheit 56 elektrische Leistung dazwischen übertragen, ist nachstehend beschrieben. Wenn einmal die Leistungsempfangseinheit 200 und die Leistungssendeeinheit 56 die Übertragung von elektrischer Leistung dazwischen abgeschlossen haben, treibt die Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 die Antriebseinheit 110 an, um den Anschlag 93 von dem Zahnrad 92 zu lösen. Die Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 steuert die Justiereinrichtung 9, um diese anzutreiben, um zu bewirken, dass das Gehäuse 65 mit der darin untergebrachten Leistungsempfangseinheit 200 sich absenkt.
Dabei stoppt die Justiereinrichtung 9 einen dem Motor 82 zugeführten Strom. Der Motor 82 erzeugt nicht länger eine Kraft zum Antrieb des Gehäuses 65, und das Vorspannteil 33 übt eine Spannung aus, um zu bewirken, dass das Gehäuse 65 mit der darin untergebrachten Leistungsempfangseinheit 200 sich anhebt. Falls der Anschlag 93 mit dem Zahnrad 92 im Eingriff ist, wird zugelassen, dass das Zahnrad 92 sich in der Drehrichtung Dr1 dreht (siehe 10).
Wenn die Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 anhand eines Drehwinkels des Rotors 95, wie er durch den Encoder 97 detektiert wird, bestimmt, dass das Gehäuse 65 und die Leistungsempfangseinheit 200 zu der Unterbringungsposition (oder der ersten Position S1) zurückgekehrt sind, steuert die Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 die Justiereinrichtung 9 zum Stoppen des Antriebs des Motors 82. Die Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 treibt die Haltevorrichtung 34 an, um zu erlauben, dass das Stützelement 87 das Gehäuse 65 sichert. Die Leistungsempfangseinheit 200 wird an der ersten Position S1 gehalten.
Wenn die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 zu der Unterbringungsposition (oder der Anfangsposition) zurückkehren, kehren die federnden Elemente 33a und 33b zu ihrer natürlichen Länge zurück. Falls die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 weiter von der Anfangsposition sich anheben sollten, werden die federnden Elemente 33a und 33b länger in der Länge verlängert, als wenn die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 die Anfangsposition annehmen, und dementsprechend üben die federnden Elemente 33a und 33b eine Spannung auf die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 aus, um die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 zu der Anfangsposition zurückzuführen. Die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 werden zufriedenstellend zu der vorgeschriebenen Unterbringungsposition zurückgeführt. Es sei bemerkt, dass beim Veranlassen, dass die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 angehoben werden, nicht nur das Vorspannelement 33 eine Spannung ausübt, sondern ebenfalls der Motor 82 angetrieben werden kann, um eine Anheben der Leistungsempfangseinheit 200 und des Gehäuses 65 zu bewirken.
Während die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 sich absenken, kann der Motor 82 nicht zufriedenstellend angetrieben werden. In diesem Fall übt das Vorspannelement 33 eine Spannung aus, um ein Anheben der Leistungsempfangseinheit 200 und des Gehäuses 65 zu bewirken. Dies kann verhindern, dass die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 abwärts gehalten werden.
Während das Gehäuse 65 und die Leistungsempfangseinheit 200 von der Unterbringungsposition (oder der ersten Position S1) gemäß 11 zu den Leistungsempfangspositionen (oder zweiten Positionen S2A, S2B) gemäß 13 und 14 sich bewegen, kann ein Pflasterstein oder ein ähnlicher Fremdkörper verhindern, dass die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 sich weiterbewegen. Es sei bemerkt, dass die Leistungsempfangsposition eine Position ist, die die Leistungsempfangseinheit 200 annimmt, wenn diese elektrische Leistung aus der Leistungssendeeinheit 56 empfängt. Zu der Zeit, falls die Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 mit eingeschalteter Justiereinrichtung 9 erfasst, dass der Drehwinkel des Rotors 95 für eine vorgeschriebene Zeitdauer unverändert ist, steuert die Anhebungs-/Absenkungs-ECU 462 die Justiereinrichtung 9, um ein Anheben der Leistungsempfangseinheit 200 und des Gehäuses 65 zu bewirken.
Insbesondere führt die Justiereinrichtung 9 dem Motor 82 elektrische Leistung zu, um den Rotor 95 in eine Richtung zu drehen, um ein Anheben der Leistungsempfangseinheit 200 und des Gehäuses 65 zu bewirken. Dies kann verhindern, dass die Antriebseinheit 32 eine Antriebskraft von einem vorgeschriebenen Wert oder größer auf die Leistungsempfangseinheit 200 derart ausübt, dass das Gehäuse 65 gegen den Fremdkörper gepresst wird und das Gehäuse 65 beschädigt wird. Es sei bemerkt, dass die Antriebskraft des vorgeschriebenen Werts, die die Antriebseinheit 32 auf die Leistungsempfangseinheit 200 ausübt, wie geeignet in Abhängigkeit von der Stärke des Gehäuses 65 und derjenigen der Leistungsempfangseinheit 200 eingestellt wird.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Beispiel sind die federnden Elemente 33a und 33b in einem natürlichen Zustand, wenn die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 in dem Unterbringungszustand sind. Alternativ dazu können die federnden Elemente 33a und 33b in einem Zustand sein, der gegenüber dem natürlichen Zustand verlängert (ausgedehnt) ist, wenn die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 in dem untergebrachten Zustand sind. Dies erlaubt ebenfalls, dass die federnden Elemente 33a und 33b in der Länge minimiert sind, wenn die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 sich in dem Anfangszustand befinden.
Dann, wenn die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 sich abwärts bewegen, üben die federnden Elemente 33a und 33b eine sich erhöhende Spannung auf die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 aus. Mit dieser Spannung können die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 zurück zu dem untergebrachten Zustand gezogen werden, nachdem der Empfang elektrischer Leistung abgeschlossen ist. Das Ausüben der Spannung auf die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 selbst dann, wenn sie in dem untergebrachten Zustand sind, verhindert, dass die Leistungsempfangseinheit 200 und das Gehäuse 65 leicht von der Unterbringungsposition (oder der ersten Position S1) versetzt werden.
Positionsbeziehung der Erfassungseinheit 310, der ersten Position S1 und der zweiten Position S2 15 zeigt eine Seitenansicht zur Veranschaulichung einer Positionsbeziehung zwischen der an der ersten Position S1 angeordneten Leistungsempfangseinheit 200, der an der zweiten Position S2 angeordneten Leistungsempfangseinheit 200 und der Erfassungseinheit 310. 16 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Positionsbeziehung zwischen der an der ersten Position S1 angeordneten Leistungsempfangseinheit 200, der an der zweiten Position S2 angeordneten Leistungsempfangseinheit 200 und der Erfassungseinheit 310.
Gemäß 15 und 16 ist, wie es vorstehend beschrieben worden ist, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Erfassungseinheit 310 vor der Leistungsempfangseinheit 200 in Fahrzeugvorwärtsrichtung F vorgesehen. Die Erfassungseinheit 310 weist die Erfassungseinheiten 310FL, 310FR, 310BL, 310BR mit jeweils den Abständen L1a, L1b, L1c, L1d zu der zweiten Position S2 auf. Die Abstände L1a, L1b, L1c, L1d sind jeweils lineare Abstände zwischen den Erfassungseinheiten 310FL, 310FR, 310BL, 310BR an ihren jeweiligen Sensorabschnitten und der zweiten Position S2.
Wenn die Erfassungseinheit mit einem Magneto-Impedanz-Element verwirklicht ist, kann die Erfassungseinheit als den Sensorabschnitt eine Mitte eines amorphen Drahts aufweisen, wie es in Längsrichtung (oder entlang dessen Wicklungsachse) gesehen wird. Wenn die Erfassungseinheit mit einer Hall-Vorrichtung verwirklicht ist, kann die Erfassungseinheit als den Sensorabschnitt eine Mitte eines p- oder n-Halbleitermusters aufweisen, das die Hall-Vorrichtung konfiguriert. Wenn die Erfassungseinheit mit einem magnetoresistiven Element verwirklicht ist, kann die Erfassungseinheit als den Sensorabschnitt eine Mitte eines Mehrschicht-Dünnfilms aufweisen.
Die erste Position S1 hat einen Abstand L2 zu der zweiten Position S2. Der Abstand L2 ist ein linearer Abstand zwischen der ersten Position S1 und der zweiten Position S2. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Abstände L1a, L1b, L1c, L1d alle einen Wert auf, der kleiner als der Abstand L2 ist. Die Abstände L1a, L1b, L1c, L1d können irgendeinen davon mit einem Wert haben, der kleiner als der Abstand L2 ist. Vorzugsweise wird diese Positionsbeziehung für alle der zweiten Position S2 (siehe 9), der zweiten Position S2A (siehe 12 und 13) und der zweiten Position S2B (siehe 14) hergestellt.
17 zeigt eine perspektivische Ansicht, die schematisch die ein Testmagnetfeld formende Leistungssendeeinheit 56 veranschaulicht. Zur Vereinfachung der Ansicht ist die an der zweiten Position S2 angeordnete Leistungsempfangseinheit 200 durch eine durchgezogene Linie dargestellt. In der Figur stellt eine mit zwei Punkten gestrichelte Linie einen Magnetfluss HH dar, der durch den Ferritkern der Leistungsempfangseinheit 200 entlang der Wicklungsachse der Leistungssendespule 58 als auch entlang der Wicklungsachse der Leistungsempfangsspule 22 fließt. Obwohl in der Figur nicht gezeigt, formt die Leistungssendeeinheit 56 das Testmagnetfeld (oder ein Testelektrofeld), um ebenfalls dahin zu reichen, wo die Erfassungseinheit 310 angeordnet ist.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, haben gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Abstände L1a, L1b, L1c, L1d alle einen Wert, der kleiner als der Abstand L2 ist. Falls die Leistungsempfangseinheit 200, die die Magnetfeldintensität des Testmagnetfeldes (oder die elektrische Feldintensität des Testelektrofeldes) an der ersten Position S1 erfasst, zur Veranschaulichung mit der Erfassungseinheit 310 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verglichen wird, wird die Letztere mehr einer stärkeren Magnetfeldintensität des Testmagnetfeldes ausgesetzt, als es bei der Ersteren der Fall ist. Die Intensität des Testmagnetfeldes tendiert dazu, an der Stelle der Erfassungseinheit 310 höher als an der ersten Position S1 zu sein, und dementsprechend tendiert die Erfassungseinheit 310 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dazu, ein genauer erfasstes Ergebnis als die an der ersten Position S1 angeordnete Leistungsempfangseinheit 200 bereitzustellen.
Insbesondere ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die zweite Position S2 vertikal schräg unterhalb der ersten Position S1. Zwischen vor dem Anheben/Absenken der Leistungsempfangseinheit 200 und danach versetzt sich die Position der Leistungsempfangseinheit 200 in den Fahrzeugvorwärts- und -rückwärtsrichtungen F und B. Falls die an der ersten Position S1 angeordnete Leistungsempfangseinheit 200 die Magnetfeldintensität des Testmagnetfeldes (oder die Elektrofeldintensität des Testelektrofeldes) erfasst, und das erfasste Ergebnis verwendet wird, um den Fahrzeugkörper 70 in Bezug auf die Leistungssendevorrichtung 50 auszurichten, kann leicht eine Fehlausrichtung auftreten, wenn die Leistungsempfangseinheit 200 sich von der ersten Position S1 zu der zweiten Position S2 bewegt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wenn die Erfassungseinheit 310 mit der ersten Position S1 verglichen wird, die Erstere näher an der zweiten Position S2, die als eine Leistungsempfangsposition dient, die die Leistungsempfangseinheit 200 beim Empfang von elektrischer Leistung annimmt, als es die Letztere ist. Die Erfassungseinheit 310 erfasst die Intensität des Testmagnetfeldes (oder des Testelektrofeldes), das durch die Leistungssendevorrichtung 50 geformt wird. Das Ausrichten der Erfassungseinheit 310 zu der Leistungssendevorrichtung 50 bei Berücksichtigung einer Distanz, um die die Leistungsempfangseinheit 200 zwischen vor Anheben/Absenken und danach bewegt wird, erlaubt, dass das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 relativ zu der Leistungssendevorrichtung 50 geeignet positioniert wird. Somit stellt das vorliegende Ausführungsbeispiel die Leistungsempfangsvorrichtung 11 und das Leistungsübertragungssystem 1000 bereit, die erlauben, dass die in dem Fahrzeugkörper 70 eingebaute Batterie 150 kontaktlos effizient geladen wird.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Abstände L1a, L1b, L1c, L1d alle einen Wert auf, der kleiner als der Abstand L2 ist. Die Abstände L1a, L1b, L1c, L1d können alle einen Wert aufweisen, der größer als der Abstand L2 ist. Die Erfassungseinheit, die unabhängig von der Leistungsempfangsvorrichtung 200 vorgesehen ist, erlaubt ebenfalls, dass das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 wie geeignet in Bezug auf die Leistungssendevorrichtung 50 mit einem Ausmaß von Genauigkeit positioniert wird.
18 zeigt eine Ansicht zur Veranschaulichung, wie das Fahrzeug über die Kamera 120 zum Parken geführt wird (d.h. die erste Führungssteuerung). Wenn die Leistungssendevorrichtung 50 an einer Position 50a angeordnet ist, wie von dem Fahrzeugkörper 70 beobachtet, ist die Leistungssendevorrichtung 50 innerhalb des Blickfeldes der Kamera 120 vorhanden, und kann die Kamera 120 verwendet werden, um das Parken des Fahrzeugs zu unterstützen.
Der (nicht gezeigte) Bewegungsmechanismus 30 in einigen Konfigurationen (anders ausgedrückt in Abhängigkeit davon, wo die zweite Position S2 gesetzt ist) bringt eine Bewegung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 mit sich, so dass sich die Leistungssendevorrichtung 50 an einer Position 50B befindet, wie von dem Fahrzeugkörper 70 beobachtet. Eine Umgebung der Position 50b tendiert dazu, ein blinder Fleck für die Kamera 120 in Abhängigkeit davon zu sein, wo die Kamera 120 angeordnet ist, und es kann schwierig sein, das über die Kamera 120 bereitgestellte Bild zur Unterstützung des Parkens des Fahrzeugs zu verwenden.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht nur die Kamera 120 zum Führen eines Fahrzeugs zum Parken verwendet (d.h. die erste Führungssteuerung), sondern wird ein Testmagnetfeld (oder Testelektrofeld), das durch die Leistungssendevorrichtung 50 geformt wird, und die Erfassungseinheit 310, die dieses erfasst, ebenfalls zum Unterstützen des Parkens des Fahrzeugs verwendet (d.h. die zweite Führungssteuerung). Dies erlaubt, dass eine Parkposition ebenfalls mit Genauigkeit angegeben wird, während der Fahrzeugkörper 70 über die Leistungssendevorrichtung 50 liegt, wie es durch die Position 50B angegeben ist.
Wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 derart bewegt wird, dass die Leistungssendevorrichtung 50 einen erwarteten Bereich überschreitet, wie es durch eine Position 50C angegeben ist, und die Erfassungseinheit 310 immer noch nicht das Testmagnetfeld zufriedenstellend erfassen kann, wird dann das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 zum Stoppen gesteuert. Wenn beispielsweise die Leistungssendevorrichtung 50 teilweise den blinden Fleck der Kamera 120 betreten hat und falls das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 um eine Distanz L10 (beispielsweise 1,5m) bewegt wird, und immer noch keine Position gefunden werden kann, an der die Erfassungseinheit 310 das Testmagnetfeld zufriedenstellend erfassen kann, wird dann der Fahrer gewarnt, um das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 zu stoppen, oder wird das Fahrzeug automatisch gestoppt. Die Distanz L10 wird auf der Grundlage eines Genauigkeitsspielraums der Ausrichtung durch die Leistungsempfangsvorrichtung 11 bestimmt.
Flussdiagramm der Parkassistenz
19 zeigt ein Flussdiagramm (in einer ersten Hälfte) zur Veranschaulichung, wie das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 bei der kontaktlosen Leistungsversorgung gesteuert wird, wenn die Position des Fahrzeugs justiert wird. 20 zeigt das Flussdiagramm (in einer zweiten Hälfte) zur Veranschaulichung, wie das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 in der kontaktlosen Leistungsversorgung gesteuert wird, wenn die Position des Fahrzeugs justiert wird. In 19 und 20 stellt eine linke Hälfte jeweils eine Steuerung dar, die auf der Seite des elektrisch betriebenen Fahrzeugs durchgeführt wird, und stellt die rechte Hälfte eine Steuerung dar, die auf der Seite des externen Leistungsversorgungsgeräts 61 durchgeführt wird.
Gemäß 19 wird anfänglich auf der Seite des Fahrzeugs Schritt S1 durchgeführt, um einen Prozess zum Stoppen des Fahrzeugs durchzuführen, und darauffolgend wird in Schritt S2 erfasst, ob die Leistungszufuhrtaste 122 in den EIN-Zustand versetzt ist. Falls dem nicht so ist, wartet die Steuerungsvorrichtung 180, bis die Leistungszufuhrtaste in den EIN-Zustand versetzt wird. Falls in Schritt S2 die Steuerungsvorrichtung 180 erfasst, dass die Leistungszufuhrtaste 122 in den EIN-Zustand versetzt ist, geht die Steuerung zu Schritt S3 über. In Schritt S3 startet die Steuerungsvorrichtung 180 ein Kommunizieren mit dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 über die Kommunikationseinheiten 160, 230.
Auf der Seite des externen Leistungsversorgungsgeräts 61 startet ein Prozess in Schritt S51, und wartet die Steuerung in Schritt S52, bis sie eine Kommunikation von dem Fahrzeug empfängt, und wenn angefordert wird, die Kommunikation zu starten, geht diese zu Schritt S43 über, um dies zu tun.
Auf der Seite des Fahrzeugs folgt dem Schritt S3 oder dem Kommunikationsstartprozess der Schritt S4 nach, um die Steuerung des Fahrzeugs zum Parken zu starten. Bei der Steuerung des Fahrzeugs auf diese Weise wendet eine erste Stufe ein intelligentes Parkassistenz- (IPA-) System unter Verwendung einer Kamera an. Wenn das Fahrzeug sich der Leistungsversorgungsposition zu einem gewissen Ausmaß annähert, wird eine Anforderung zum Detektieren des Abstands (der Distanz) in der Steuerungsvorrichtung 180 auf den EIN-Zustand versetzt (JA in Schritt S5).
Gemäß 20 geht auf der Seite des externen Leistungsversorgungsgeräts 61 die Steuerung von Schritt S53 zu Schritt S54 über und wartet darauf, dass eine Anforderung zum Formen eines Testmagnetfeldes auf den EIN-Zustand versetzt wird. Auf der Seite des Fahrzeugs geht die Steuerungsvorrichtung 180 von Schritt S5 zu Schritt S6 über, um das Relais 146 in den EIN-Zustand zu versetzen. Die Steuerungsvorrichtung 180 signalisiert in Schritt S7 zu der Seite des Leistungsversorgungsgeräts, dass die Anforderung zum Formen eines Testmagnetfeldes auf den EIN-Zustand versetzt worden ist.
In Schritt S54 erfasst das externe Leistungsversorgungsgerät 61, dass die Anforderung zum Formen eines Testmagnetfeldes auf den EIN-Zustand versetzt worden ist, und die Steuerung geht zu Schritt S55 über, um das Testmagnetfeld zu formen. Das Testmagnetfeld kann unter Verwendung von elektrischer Leistung geformt werden, die ähnlich zu derjenigen ist, die nach Starten des Ladens der Batterie gesendet wird. Vorzugsweise jedoch wird dieses mit einem Signal geformt, das schwächer als ein Signal ist, das gesendet wird, wenn substanzielle Leistungssendung durchgeführt wird (d.h. mit einer schwachen elektrischen Leistung). Wenn mit dem verwendeten Testmagnetfeld die Erfassungseinheit 310 eine Magnetfeldintensität erfasst, die einen Wert erreicht, wird detektiert, dass das Fahrzeug eine Distanz erreicht hat, die dem Fahrzeug erlaubt, mit elektrischer Leistung versorgt zu werden.
Die gegebene Spannung auf der Primärseite (oder eine aus dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 ausgegebene Spannung) formt ein Testmagnetfeld, und die Erfassungseinheit 310, die diesem ausgesetzt ist, erfasst eine Magnetfeldintensität, die mit einem Abstand L zwischen der Leistungssendevorrichtung 50 und der Erfassungseinheit 310 variiert. Welche Beziehung die Spannung der Primärseite und die Magnetfeldintensität, die die Erfassungseinheit 310 erfasst, haben, kann vorab gemessen werden oder dergleichen, um ein Kennfeld oder dergleichen zu erzeugen, um einen Abstand (eine Distanz) zwischen der Leistungssendevorrichtung 50 und der Erfassungseinheit 310 anhand des Werts der durch die Erfassungseinheit 310 erfassten Magnetfeldintensität zu detektieren.
Der Strom der Primärseite (oder ein aus dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 ausgegebener Strom) variiert ebenfalls mit dem Abstand L zwischen der Leistungssendevorrichtung 50 und der Erfassungseinheit 310 (oder der Leistungsempfangsvorrichtung 11), und diese Beziehung kann zum Erfassen eines Abstands zwischen der Leistungssendevorrichtung 50 und der Erfassungseinheit 310 (oder der Leistungsempfangsvorrichtung 11) auf der Grundlage der Magnetfeldintensität des von dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 präsentierten Testmagnetfeldes verwendet werden.
Die Erfassungs-ECU 460 erfasst den Abstand zwischen der Leistungssendevorrichtung 50 und der Erfassungseinheit 310 und gibt Informationen bezüglich des Abstands zu der HV-ECU 470 aus. Die Erfassungs-ECU 460 empfängt einen Startladebefehl aus der HV-ECU 470 und aktiviert in Reaktion darauf das Signal SE2, das zu dem Systemhauptrelais SMR2 ausgegeben wird, um das Systemhauptrelais SMR2 einzuschalten. Die Erfassungs-ECU 460 erzeugt ein Signal zum Antrieb des Gleichspannungswandlers 142, und gibt dieses zu dem Gleichspannungswandler 142 aus.
Wenn die Betriebsart des Fahrzeugs eine Fahrbetriebsart ist, gibt die HV-ECU 470 einen Steuerungsbefehl zu der MG-ECU 430 und der ECB 440 aus, in Abhängigkeit davon, wie das Fahrpedal/das Bremspedal betätigt wird, wie das Fahrzeug fährt, usw. Wenn ein Parkbremsschalter betätigt wird oder dergleichen und der Fahrer somit eine Anweisung zur Betätigung der Parkbremse ausgibt, gibt die HV-ECU 470 einen Betätigungsbefehl zu der EPB 450 aus.
Wenn im Gegensatz dazu die Betriebsart des Fahrzeug die Ladebetriebsart ist, stellt die HV-ECU 470 eine Kommunikation mit dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 über die Kommunikationseinheit 130 her und gibt einen Startbefehl über die Kommunikationseinheit 160 zu dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 aus, um das externe Leistungsversorgungsgerät 61 zu starten. Wenn einmal das externe Leistungsversorgungsgerät 61 gestartet worden ist, gibt die HV-ECU 470 einen Befehl zu dem externen Leistungsversorgungsgerät über die Kommunikationseinheit 160 aus, um die Lichtimitiereinheit 231 einzuschalten, die an der Leistungssendevorrichtung 50 des externen Leistungsversorgungsgeräts 61 vorgesehen ist. Wenn einmal die Lichtimitiereinheit 231 eingeschaltet worden ist, gibt die HV-ECU 470 zu dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 über die Kommunikationseinheit 160 ein Führungs-Steuerungs-In-Verarbeitung-Signal aus, das angibt, dass eine Führungssteuerung gegenwärtig durchgeführt wird, um das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 zu der Leistungssendevorrichtung 50 zu führen, und gibt die HV-ECU 470 ebenfalls einen Befehl zu der IPA-ECU 410 aus, um diese anzuweisen, eine Führungssteuerung auf der Grundlage von Bildinformationen durchzuführen, die von der Kamera 170 empfangen werden (d.h. die erste Führungssteuerung).
Wenn die HV-ECU 470 die Mitteilung aus der IPA-ECU 410 empfängt, dass die erste Führungssteuerung geendet hat, führt die HV-ECU 470 eine Führungssteuerung auf der Grundlage der Informationen bezüglich eines Abstands zwischen der Leistungssendevorrichtung 50 und der Erfassungseinheit 310 (d.h. die Zweitführungssteuerung) durch. Insbesondere empfängt die HV-ECU 470 von der Erfassungs-ECU 460 die Informationen bezüglich des Abstands zwischen der Leistungssendevorrichtung 50 des Leistungsversorgungsgeräts 61 und der Erfassungseinheit 310 (oder der Leistungsempfangsvorrichtung 11) des Fahrzeugs, und gibt einen Befehl auf der Grundlage der Informationen bezüglich des Abstands zu der MG-ECU 430 und der ECB 440 aus, die das Fahrzeug zum Antreiben/Bremsen steuern, um einen Abstand zwischen der Leistungssendevorrichtung 50 und der Leistungsempfangsvorrichtung 11 zu minimieren, die sich auf die zweite Position S2 abgesenkt hat.
In Schritt S9 und Schritt S20 gemäß 20 wird eine Entscheidung gemacht, ob das Parken endet. In Schritt S9 wird bestimmt, ob die Abstandsbewegung des Fahrzeugs innerhalb eines erwarteten Bereichs fällt. Die Abstandsbewegung des Fahrzeugs wird anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit multipliziert mit der verstrichenen Zeit berechnet. Falls in Schritt S9 die Abstandsbewegung des Fahrzeugs den erwarteten Bereich überschreitet, geht die Steuerung zu Schritt S20 (oder zu einer Betriebsart 2) über. Wie es unter Bezugnahme auf 18 beschrieben worden ist, kann der erwartete Bereich beispielsweise auf 1,5mm eingestellt werden, wie er gemessen wird, wenn einmal die Leistungssendevorrichtung 50 in den toten Winkel der Kamera 120 eingetreten ist. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ist für eine niedrige Geschwindigkeit nicht genau, und dementsprechend ist es vorzuziehen, ebenfalls eine mögliche fehlerhafte Detektierung des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors bei der Auswahl eines Schwellwerts zu berücksichtigen, der bei der Bestimmung des erwarteten Bereichs angewendet wird.
Falls in Schritt S9 die Abstandsbewegung des Fahrzeugs den erwarteten Bereich nicht überschreitet, geht die Steuerung zu Schritt S10 über, und es wird bestimmt, ob die Erfassungseinheit 310 ein Testmagnetfeld mit einer Magnetfeldintensität detektiert, die gleich oder größer als ein Schwellwert Ht1 ist.
21 zeigt eine Beziehung zwischen der Abstandsbewegung des Fahrzeugs und einer durch die Erfassungseinheit 310 erfassten Magnetfeldintensität eines Testmagnetfeldes. Während das Fahrzeug sich einer Position entsprechend keiner Fehlausrichtung annähert, erhöht sich die Magnetfeldintensität H. Wenn einmal das Fahrzeug die Position entsprechend keiner Fehlausrichtung passiert hat, beginnt die Magnetfeldintensität H, abzufallen. Der Schwellwert Ht ist ein Schwellwert, der angewendet wird, um zu bestimmen, ob eine Anweisung zu dem Fahrzeug zum Stoppen ausgegeben werden sollte, und der Schwellwert Ht wird anhand einer vorab gemessenen Beziehung zwischen Abstand und Spannung bestimmt. 21 gibt ebenfalls einen Schwellwert Ht2 an, der ein Schwellwert ist, der auf der Grundlage einer tolerierbaren Streuelektromagnetfeldintensität bestimmt wird, die toleriert wird, wenn eine maximale Ausgangsleistung zum Senden/Empfangen elektrischer Leistung angewendet wird, und der Schwellwert Ht2 ist ein Wert, der kleiner als der Schwellwert Ht1 ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf 20 kehrt, falls in Schritt S20 die Magnetfeldintensität nicht gleich oder größer als der Schwellwert Ht1 ist, die Steuerung zu Schritt S9 zurück. Die Steuerungsvorrichtung 180 wiederholt die Bestimmung, ob die Leistungsempfangsspule, die sich auf die zweite Position S2 absenkt, eine Position relativ zu der Position der Leistungssendespule annimmt, die der Leistungsempfangsspule einen Empfang von elektrischer Leistung erlaubt, während die Steuerungsvorrichtung 180 bestimmt, um welche Distanz und in welcher Richtung das Fahrzeug bewegt werden sollte, um die Leistungsempfangsspule an eine Position relativ zu der Leistungssendespule anzuordnen, die den Empfang von elektrischer Leistung durch die Leistungsempfangsspule erlaubt.
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 22 spezifisch die Berechnung der Distanzbewegung des Fahrzeugs gemäß dem Schritt S9 beschrieben. 22 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung, wie der Schritt S9 gemäß 20 durchgeführt wird, um die Distanzbewegung des Fahrzeugs zu detektieren. In Schritt S101 wird, wenn einmal eine Führung auf der Grundlage einer durch die Erfassungseinheit 310 erfassten Magnetfeldintensität gestartet worden ist, neben der Positionsdetektierung durch die Erfassungseinheit 310 eine Einstellung durchgeführt, wie in Schritt S102 angegeben, um die Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer Zykluszeit (beispielsweise 8,192 Millisekunden) zu multiplizieren, um einen Distanzzuwachs (Distanzinkrement) zu berechnen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasst.
In Schritt S103 wird der Zuwachs akkumuliert, und in Schritt S104 wird bestimmt, ob der erhaltene kumulative Distanzwert gleich wie oder größer als ein Schwellwert (beispielsweise 150cm) ist. Falls in Schritt S104 der kumulative Wert den Schwellwert nicht erreicht hat, kehrt die Steuerung zu Schritt S103 zurück, um das Akkumulieren des Distanzzuwachses fortzusetzen. Es sei bemerkt, dass die Assistenz (Unterstützung) zum Parken fortgesetzt wird. Falls in Schritt S104 der kumulative Distanzwert gleich wie oder größer als 150cm ist, wird, wie es unter Bezugnahme auf 18 beschrieben worden ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 (km/h) eingestellt, um eine übermäßige Bewegung des Fahrzeugs zu verhindern.
23 zeigt ein Betriebswellenformdiagramm, das ein Beispiel für einen Betrieb darstellt, das dem Flussdiagramm gemäß 22 nachfolgt, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit von Null einzustellen. Zu dem Zeitpunkt t1 wird ein IPA-Flag auf EIN gesetzt, und wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit von 1,8 km/h eingestellt. Das IPA-Flag wird auf den EIN-Zustand gesetzt, wenn der Fahrer eine intelligente Parkassistenzbetriebsart auswählt. Während der Zeit t1 bis t2 wird eine IPA-Betriebsart (eine Parkassistenzbetriebsart) angewendet, die eine Führungsbetriebsart unter Verwendung der Kamera 120 ist. Zu dem Zeitpunkt t2 ist die Leistungssendevorrichtung 50 in den toten Winkel der Kamera 120 eingetreten, und wird die IPA-Betriebsart auf die Führungsbetriebsart unter Verwendung der Erfassungseinheit 310 geändert. Wenn die Schritte S103, S104 gemäß 22 eine Distanz zeigen, die gleich dem Schwellwert von 1,5m ist, wird zu dem Zeitpunkt t3 ein Flag F von AUS zu EIN geändert, und dementsprechend wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 km/h eingestellt, um auf diese Weise das Fahrzeug zu stoppen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 20 geht, falls in Schritt S10 die Erfassungseinheit 310 eine Magnetfeldintensität, die gleich wie oder größer als der Schwellwert Ht1 ist, die Steuerungsvorrichtung 180 zu Schritt S11 über, um einen Befehl zum Stoppen des Fahrzeugs auszugeben. Der Befehl zum Stoppen des Fahrzeugs kann ein Befehl sein, der den Fahrer drängt, das Bremspedal zu betätigen, um das Fahrzeug zu stoppen, oder kann ein Prozess sein, der automatisch die Bremsen anlegt. Wie es in 21 durch einen Pfeil DD1 angegeben ist, gibt es eine Möglichkeit, dass, obwohl der Befehl zum Stoppen des Fahrzeugs ausgegeben worden ist, das Fahrzeug sich immer noch bewegt, und dementsprechend, nachdem das Fahrzeug gestoppt worden ist, wenn in Schritt S12 die Erfassungseinheit 310 eine Magnetfeldintensität, die gleich wie oder größer als der Schwellwert Ht2 ist, erfasst, die Distanzbewegung des Fahrzeugs innerhalb des erwarteten Bereichs ist, die verstrichene Zeit nicht übermäßig ist, und die Temperatur eine geeignete Temperatur zum Laden der Batterie ist, die Steuerung zu Schritt S13 über. Falls in Schritt S12 irgendeine der Bedingungen nicht erfüllt ist, geht die Steuerung zu Schritt S20 (d.h. die Betriebsart 2) über.
In Schritt S13 wird geprüft, ob der Schaltbereich auf einen P-Bereich geschaltet worden ist. Falls dem nicht so ist, wird Schritt S12 durchgeführt und wird die Positionsfehlausrichtung des Fahrzeugs kontinuierlich überwacht, bis der Schaltbereich auf den P-Bereich geschaltet worden ist. Wenn der Schaltbereich zu dem P-Bereich geschaltet worden ist, geht die Steuerung zu Schritt S14 über. Dabei wird eine Parkposition bestimmt und es wird bestimmt, dass das Fahrzeug geparkt worden ist, und die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 180 setzt die Anforderung, die zum Formen des Testmagnetfeldes ausgegeben wird, auf den AUS-Zustand. Das heißt, die Tatsache, dass der Schaltbereich auf den P-Bereich geändert worden ist, dient als Auslöser zum Stoppen des Sendens schwacher elektrischer Leistung (oder eines Testsignals) zum Formen des Testmagnetfeldes.
Auf der Seite des externen Leistungsversorgungsgeräts 61 wird die Steuerung durch Kommunikation einer Einstellung zum Einstellen des Testmagnetfeldes auf den AUS-Zustand informiert, und in Schritt S56 erfasst die Steuerung, dass die Anforderung zum Senden des Testsignals auf den AUS-Zustand geändert worden ist, und in Schritt S57 stoppt die Steuerung das Senden des Testsignals. Auf der Seite des externen Leistungsversorgungsgeräts 61 detektiert darauffolgend in Schritt S58 die Steuerung, ob eine Anforderung zur Zufuhr elektrischer Leistung auf den EIN-Zustand geändert worden ist.
Auf Seite des Fahrzeugs stellt in Schritt S14 die Steuerung die Anforderung zum Senden des Testsignals auf den AUS-Zustand ein und geht dann zu Schritt S15 über. In Schritt S15 wird das Relais 146 von dem EIN-Zustand auf den AUS-Zustand gesteuert. Danach gibt die HV-ECU 470 einen Leistungszufuhrbefehl über die Kommunikationseinheit 160 zu dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 aus, um dieses anzuweisen, elektrische Leistung zuzuführen, und gibt ebenfalls ein Startladebefehl zu der Erfassungs-ECU 460 aus.
In Schritt S16 kommuniziert die HV-ECU 470 zu dem externen Leistungsversorgungsgerät 61, dass eine Anforderung zur Zufuhr elektrischer Leistung auf den EIN-Zustand eingestellt worden ist. Auf der Seite des externen Leistungsversorgungsgeräts 61 detektiert in Schritt S58 die Steuerung, dass die Anforderung zur Zufuhr elektrischer Leistung auf den EIN-Zustand versetzt worden ist, und in Schritt S59 startet die Steuerung die Zufuhr hoher elektrischer Leistung. Dementsprechend startet auf der Seite des Fahrzeugs in Schritt S17 das Fahrzeug den Empfang elektrischer Leistung.
24 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Prozesses in der Betriebsart 2, die in Schritt S20 gemäß 20 durchgeführt wird. In der Betriebsart 2 wird kein Testmagnetfeld geformt, um dadurch die Distanz (den Abstand) über die Erfassungseinheit 310 zu detektieren, stattdessen parkt der Fahrer das Fahrzeug beispielsweise erneut.
Unter Bezugnahme auf 24 wird in Schritt S20 ein Prozess in der Betriebsart 2 gestartet, und in Schritt S21 wird eine Anforderung ausgegeben, um das Formen des Testmagnetfeldes zu stoppen. In Schritt S22 wird der Fahrer über einen Fehler mittels eines Hinweises auf der Anzeige oder durch ein Ein-/Ausblinken einer Lampe oder dergleichen informiert, was angibt, dass das Fahrzeug den erwarteten Bereich passiert hat und trotzdem keine elektrische Leistung empfangen kann. In Reaktion darauf justiert der Fahrer die Parkposition manuell.
In Schritt S23 wird bestätigt, ob das Fahrzeug gestoppt worden ist. Falls dies nicht bestätigt werden kann, wird in Schritt S22 das Informieren des Fahrers über den Fehlers fortgesetzt. In Schritt S23 geht, wenn das Stoppen des Fahrzeugs bestätigt worden ist, die Steuerung zu Schritt S24 über, und es wird bestimmt, ob die gegenwärtige Schaltposition in dem P-Bereich ist.
Der Prozess wird gestoppt, bis in Schritt S24 bestätigt worden ist, dass die gegenwärtige Schaltposition in den P-Bereich versetzt ist. Wenn in Schritt S24 bestätigt worden ist, dass die gegenwärtige Schaltposition in den P-Bereich versetzt worden ist, wird angenommen, dass das Fahrzeug keine Bewegung macht, und geht die Steuerung zu Schritt S25 über, um eine Anforderung zum Formen eines Testmagnetfeldes (oder zum Senden schwacher elektrischer Leistung) für eine kurze Zeitdauer (von angenähert eine Sekunde) zu formen. In Schritt S26 wird bestimmt, ob die Erfassungseinheit 310 eine Magnetfeldintensität erfasst, die gleich wie oder größer als der Schwellwert Ht2 ist.
In Schritt S26 wird bestimmt, ob die manuelle Ausrichtung des Fahrers dazu führt, dass dem Fahrzeug der Empfang elektrischer Leistung erlaubt wird. Der Schwellwert Ht2 ist auf einen Wert eingestellt, der kleiner als der Schwellwert Ht1 ist, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf 21 beschrieben worden ist.
Falls in Schritt S26 eine Magnetfeldintensität, die gleich wie oder größer als der Schwellwert Ht2 ist, erfasst wird, geht die Steuerung zu Schritt S28 über, um das Senden hoher elektrischer Leistung zu starten. Falls in Schritt S26 eine Magnetfeldintensität, die gleich wie oder größer als der Schwellwert Ht2 ist, nicht erfasst wird, geht die Steuerung zu Schritt S27 über, um den Fahrer über einen Fehler zu informieren, was angibt, dass die Batterie nicht geladen werden kann.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen nicht nur die Kamera 120 zum Führen eines Fahrzeugs zum Parken verwendet (d.h. die erste Führungssteuerung), sondern werden ein Testmagnetfeld (oder ein Testelektrofeld), das durch die Leistungssendevorrichtung 50 geformt wird, und die Erfassungseinheit 310, die dieses erfasst, ebenfalls zum Unterstützen des Parkens des Fahrzeugs verwendet (d.h. die zweite Führungssteuerung) verwendet. Das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 kann wie geeignet relativ zu der Leistungssendevorrichtung 50 positioniert werden. Wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 über den erwarteten Bereich hinaus bewegt wird und die Erfassungseinheit 310 immer noch nicht eine zufriedenstellende Magnetfeldintensität erfassen kann, wird das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 zum Stoppen gesteuert.
Somit stellt das vorliegende Ausführungsbeispiel die Leistungsempfangsvorrichtung 11 und das Leistungsübertragungssystem 1000 bereit, die erlauben, dass die in dem Fahrzeugkörper 70 eingebaute Batterie 150 kontaktlos effizient geladen wird. Selbst wenn das automatische Parken des Fahrzeugs nicht erfolgreich ist, bestimmt der Fahrer manuell, wo das Fahrzeug geparkt ist, und bevor das Fahrzeug elektrische Leistung empfängt, wird bestätigt, ob das Fahrzeug elektrische Leistung empfangen kann, und dementsprechend können mehr Gelegenheiten zum Laden der Batterie erhalten werden, ohne dass umständliche Betätigung(en) erhöht werden.
Obwohl das vorliegende Ausführungsbeispiel mit der zum Führen eines Fahrzeugs zum Parken verwendeten Kamera 120 (d.h. die erste Führungssteuerung) beschrieben worden ist, können ein Testmagnetfeld (oder ein Testelektrofeld), das durch die Leistungssendevorrichtung 50 geformt wird, und die Erfassungseinheit 310, die dieses erfasst, alleine zum Unterstützen des Parkens des Fahrzeugs (d.h. die zweite Führungssteuerung) verwendet werden, um das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 zu der Leistungssendevorrichtung 50 auszurichten.
25 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Leistungssendevorrichtung 50 des externen Leistungsversorgungsgeräts 61. 25 zeigt die Leistungssendespule 58, die aus einem Spulendraht geformt ist, der linear angeordnete Abschnitte aufweist, die sich in einer y-Richtung erstrecken. Eine z-Richtung ist orthogonal zu der Wicklungsachse O1 der Leistungssendespule 58 und ist ebenfalls orthogonal zu der y-Richtung. Eine x-Richtung ist orthogonal zu den y- und z-Richtungen. Die x-Richtung ist parallel zu der Wicklungsachse O1.
26 zeigt eine schematische Draufsicht der Leistungssendevorrichtung 50 gemäß 25. 25 zeigt eine Ebene RR. Die Ebene RR erstreckt sich in den x- und y-Richtungen (oder in der xy-Ebene), und ist von einer Oberfläche des Gehäuses der Leistungssendevorrichtung 50 in der z-Richtung um einen Abstand HA (von 200mm) entfernt angeordnet. 25 und 26 zeigen die x-, y- und z-Richtungen dementsprechend. Zur Veranschaulichung formt die in 25 und 26 gezeigte Leistungssendevorrichtung ein Magnetfeld mit der Leistungssendespule 58, die mit einer elektrischen Leistung von 7 Watt versorgt wird.
Die in 25 gezeigte Ebene RR wird dem Magnetfeld ausgesetzt. 27 zeigt, wie das Magnetfeld in der Ebene RR eine Intensitätskomponente in der z-Richtung, oder eine Intensitätskomponente Hz, aufweist, die in der Ebene RR verteilt ist. 28 zeigt, wie das Magnetfeld in der Ebene RR eine Intensitätskomponente in der x-Richtung, oder eine Intensitätskomponente Hx, aufweist, die in der Ebene RR verteilt ist. 29 zeigt, wie das Magnetfeld in der Ebene RR eine Intensitätskomponente in der y-Richtung, oder eine Intensitätskomponente Hy, hat, die in der Ebene RR verteilt ist.
27 bis 29 stellen jeweils eine Magnetfeldintensität durch eine durchgezogene Linie auf zwei Kreisringen dar, und die Magnetfeldintensitäten geben im Wesentlichen gleiche Werte an. Wenn die z-Richtung die vertikale Richtung ist, kann die Erfassungseinheit 310 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 konfiguriert sein, die Intensitätskomponente Hz in der z-Richtung (d.h. eine Intensitätskomponente des Testmagnetfeldes in der vertikalen Richtung) zu erfassen. Wenn die Intensitätskomponente Hz in der z-Richtung einen maximalen Wert Hzmax aufweist, die Intensitätskomponente Hy in der y-Richtung einen maximalen Wert Hymax aufweist, und die Intensitätskomponente Hx in der x-Richtung einen maximalen Wert Hxmax aufweist, wird dann eine Beziehung von Hzmax > Hxmax > Hymax hergestellt. Die Intensitätskomponente Hz in der z-Richtung ist derart verteilt, dass, wie es in 27 gezeigt ist, diesen einen Magnetfeldintensitätswert zeigt, der größer und stärker als derjenige in der y-Richtung (siehe 29) ist, und eine Magnetfeldverteilung zeigt, die stärker und breiter als diejenige in der x-Richtung (siehe 28) ist. Wie es in 26 und 27 gezeigt ist, erlaubt das Erfassen der Intensitätskomponente Hz in der z-Richtung durch die Erfassungseinheit 310, dass das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 zu der Leistungssendevorrichtung 50 mit hoher Genauigkeit ausgerichtet wird.
Wenn angenommen wird, dass der Bewegungsmechanismus 30 arbeitet, um ein Absenken der Leistungsempfangseinheit 200 in die x-Richtung zu bewirken, wird die Leistungsempfangseinheit 200 sich in einer Richtung orthogonal zu der y-Richtung bewegen. Dementsprechend kann die Erfassungseinheit 310 des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 konfiguriert sein, die Intensitätskomponente Hy in der y-Richtung (d.h. eine Intensitätskomponente des Testmagnetfeldes in eine Richtung, die orthogonal zu der vertikalen Richtung ist) zu erfassen. Die Intensitätskomponente Hy in der y-Richtung weist eine Verteilung auf, die breiter als in der x-Richtung ausgebreitet ist. Wenn die Erfassungseinheit 310 beispielsweise derart angeordnet ist, dass sie symmetrisch in Bezug auf die Wicklungsachse O2 der Leistungsempfangsspule 22 (oder der Wicklungsachse O1 der Leistungssendespule 58) ist, hilft dies, um zu reflektieren, was durch die Erfassungseinheit 310 an einer Position der an der zweiten Position 2 angeordneten Leistungsempfangsspule 200 erfasst wird, und erlaubt, dass das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 zu der Leistungssendevorrichtung 50 mit hoher Genauigkeit ausgerichtet wird.
Prinzip der Leistungsübertragung
Nachdem die Kamera 120 und die Erfassungseinheit 310 zur Bereitstellung der Ausrichtung verwendet werden, führen die Leistungsempfangseinheit 200 und die Leistungssendeeinheit 56 die Leistungsübertragung dazwischen durch. Unter Bezugnahme auf 30 bis 33 ist nachstehend beschrieben, welchem Prinzip gefolgt wird, um die Leistungsübertragung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bereitzustellen.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel stellt ein Leistungsübertragungssystem mit der Leistungssendeeinheit 56 und der Leistungsempfangseinheit 200 bereit, die jeweils Eigenfrequenzen aufweisen, mit einer Differenz, die kleiner als oder gleich wie 10% der Eigenfrequenz der Leistungsempfangseinheit 200 oder der Leistungssendeeinheit 56 ist. Dass die Leistungssendeeinheit 56 und die Leistungsempfangseinheit 200 jeweils eine Eigenfrequenz aufweisen, die in einem derartigen Bereich eingestellt ist, erlaubt eine effizientere Leistungsübertragung. Wenn die Leistungssendeeinheit 56 und die Leistungsempfangseinheit 200 jeweils Eigenfrequenzen mit einer Differenz aufweisen, die größer als 10% der Eigenfrequenz der Leistungsempfangseinheit 200 oder der Leistungssendeeinheit 56 ist, führt dies zu einem Leistungsübertragungswirkungsgrad, der kleiner als 10% ist, und somit zu einem Nachteil wie eine längere Zeitdauer, die zum Laden der Batterie 150 erforderlich ist.
Dabei bedeutet die Eigenfrequenz der Leistungssendeeinheit 56, wenn der Kondensator 59 nicht vorgesehen ist, eine Oszillationsfrequenz, bei der ein elektrischer Kreis, der aus der Induktivität der Leistungssendespule 58 und der Kapazität der Leistungssendespule 58 geformt ist, frei oszilliert. Wenn der Kondensator 59 vorgesehen ist, bedeutet die Eigenfrequenz der Leistungssendeeinheit 56 eine Oszillationsfrequenz, bei der ein elektrischer Kreis, der aus der Kapazität der Leistungssendespule 58 und des Kondensators 59 und der Induktivität der Leistungssendespule 58 geformt ist, frei oszilliert. In dem vorstehend beschriebenen elektrischen Kreis wird, wenn eine Bremskraft (braking force) und ein elektrischer Widerstandswert zu Null gemacht sind oder annähernd zu Null gemacht sind, die erhaltene Eigenfrequenz ebenfalls als Resonanzfrequenz der Leistungssendeeinheit 56 bezeichnet.
Gleichermaßen bedeutet die Eigenfrequenz der Leistungsempfangseinheit 200, wenn der Kondensator 23 nicht vorgesehen ist, eine Oszillationsfrequenz, bei der ein elektrischer Kreis, der aus der Induktivität der Leistungsempfangsspule 22 und der Kapazität der Leistungsempfangsspule 22 geformt ist, frei oszilliert. Wenn der Kondensator 23 vorgesehen ist, bedeutet die Eigenfrequenz der Leistungsempfangseinheit 200 eine Oszillationsfrequenz, bei der ein elektrischer Kreis, der aus der Kapazität der Leistungsempfangsspule 22 und des Kondensators 23 und der Induktivität der Leistungsempfangsspule 22 geformt ist, frei oszilliert. In dem vorstehend beschriebenen elektrischen Kreis wird, wenn die Bremskraft (braking force) und der elektrische Widerstandswert zu Null gemacht sind oder im Wesentlichen zu Null gemacht sind, die erhaltene Eigenfrequenz ebenfalls als Resonanzfrequenz der Leistungsempfangseinheit 200 bezeichnet.
Nachstehend wird sich auf 30 und 31 bezogen, um ein Ergebnis einer Simulation zu beschreiben, die eine Beziehung zwischen einer Differenz in der Eigenfrequenz und dem Leistungsübertragungswirkungsgrad analysiert. 30 zeigt ein Simulationsmodell eines Leistungsübertragungssystems. Das Leistungsübertragungssystem weist eine Leistungssendevorrichtung 190 und eine Leistungsempfangsvorrichtung 191 auf. Die Leistungssendevorrichtung 190 weist eine Spule 192 (eine elektromagnetische Induktionsspule) und eine Leistungssendeeinheit 193 auf. Die Leistungssendeeinheit 193 weist eine Spule 194 (eine Primärspule) und einen Kondensator 195 auf, der in der Spule 194 vorgesehen ist. Die Leistungsempfangsvorrichtung 191 weist eine Leistungsempfangseinheit 196 und eine Spule 197 (eine elektromagnetische Induktionsspule) auf. Die Leistungsempfangseinheit 196 weist eine Spule 199 (eine Sekundärspule) und einen Kondensator 198 auf, der mit der Spule 199 verbunden ist.
Die Spule 194 weist eine Induktivität Lt auf, und der Kondensator 195 weist eine Kapazität C1 auf. Die Spule 199 weist eine Induktivität Lr auf, und der Kondensator 198 weist eine Kapazität C2 auf. Wenn jeder Parameter auf diese Weise eingestellt ist, weisen die Leistungssendeeinheit 193 und die Leistungsempfangseinheit 196 Eigenfrequenzen F1 und F2 auf, die jeweils durch die nachfolgenden Gleichungen (1) und (2) ausgedrückt sind: $f 1 = 1 / {2 π (Lt \times C 1) 1 / 2}$
und $f 2 = 1 / {2 π (Lt \times C 2) 1 / 2}$
Wenn die Induktivität Lr und die Kapazitäten C1 und C2 fest eingestellt sind und die Induktivität Lt alleine variiert wird, weisen die Leistungssendeeinheit 193 und die Leistungsempfangseinheit 196 Eigenfrequenzen mit einer Abweichung auf, die eine Beziehung zu dem Leistungsübertragungswirkungsgrad aufweist, wie es in 31 gezeigt ist. Es sei bemerkt, dass in dieser Simulation zur Veranschaulichung die Spule 194 und die Spule 199 eine fest eingestellte relative Positionsbeziehung aufweisen und weiterhin die Leistungssendeeinheit 193 mit einem Strom versorgt wird, der fest in der Frequenz eingestellt ist.
Der Graph gemäß 31 weist eine Abszisse, die eine Abweichung zwischen den Eigenfrequenzen (in %) darstellt, und eine Ordinate auf, die den Übertragungswirkungsgrad (in %) für eine fest eingestellte Frequenz darstellt. Die Abweichung in der Eigenfrequenz (in %) wird durch die nachfolgende Gleichung (3) dargestellt: $Abweichung in der Eigenfrequenz = {(f 1 - f 2)} \times 100 (%)$
Wie auch aus 31 hervor geht, wird, wenn die Eigenfrequenzen eine Abweichung von ± 0% aufweisen, ein Leistungsübertragungswirkungsgrad nahe an 100% bereitgestellt. Wenn die Eigenfrequenzen eine Abweichung von ± 5% aufweisen, wird ein Leistungsübertragungswirkungsgrad von 40% bereitgestellt. Wenn die Eigenfrequenzen eine Abweichung von ± 10% aufweisen, wird ein Leistungsübertragungswirkungsgrad von 10% bereitgestellt. Wenn die Eigenfrequenzen eine Abweichung von ± 15% aufweisen, wird ein Leistungsübertragungswirkungsgrad von 5% bereitgestellt.
Anders ausgedrückt kann erkannt werden, dass, wenn die jeweiligen Eigenfrequenzen der Leistungssende- und -empfangseinheiten mit einer Abweichung (in Prozent) eingestellt sind, die einen absoluten Wert (oder eine Differenz) aufweist, der (die) in einem Bereich von 10% oder kleiner der Eigenfrequenz der Leistungsempfangseinheit 196 fällt, eine effiziente Leistungsübertragung erlaubt wird. Weiterhin kann gesehen werden, dass, wenn die jeweiligen Eigenfrequenzen der Leistungssende- und -empfangseinheiten mit einer Abweichung (in %) im absoluten Wert gleich wie oder kleiner als 5% der Eigenfrequenz der Leistungsempfangseinheit 196 eingestellt sind, dies eine effizientere Leistungsübertragung erlaubt. Die Simulation wurde mit einer Elektromagnetfeld-Analysesoftware durchgeführt (JMAG®, hergestellt von der JSOL-Corporation).
Nachstehend ist beschrieben, wie das Leistungsübertragungssystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel arbeitet. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird der Leistungssendespule 58 (siehe 1 und dergleichen) Wechselstromleistung aus einer Hochfrequenzleistungszufuhrvorrichtung 64 zugeführt. Der Leistungssendespule 58 wird elektrische Leistung zugeführt, um zu bewirken, dass ein Wechselstrom mit einer spezifischen Frequenz hindurch gelangt. Da durch die Leistungssendespule 58 der Strom mit der spezifischen Frequenz fließt, formt die Leistungssendespule 58 ein elektromagnetisches Feld, das die Leistungssendespule 58 umgibt und bei einer spezifischen Frequenz oszilliert.
Die Leistungsempfangsspule 22 ist innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs wie von der Leistungssendespule 58 gemessen angeordnet, und die Leistungsempfangsspule 22 empfängt elektrische Leistung durch das die Leistungssendespule 58 umgebende elektromagnetische Feld. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Leistungsempfangsspule 22 und die Leistungssendespule 58 sogenannte spiralenförmige Spulen. Dementsprechend formt die Leistungssendespule 58 magnetische und elektrische Felder, die die Leistungssendespule 58 umgeben und bei einer spezifischen Frequenz oszillieren, und die Leistungsempfangsspule 22 empfängt hauptsächlich elektrische Leistung aus dem Magnetfeld.
Die Leistungssendespule 58 formt das Magnetfeld, das die Leistungssendespule 58 umgibt und die spezifische Frequenz aufweist, wie es nachstehend spezifischer beschrieben ist. „Das Magnetfeld mit der spezifischen Frequenz“ hat typischerweise einen Zusammenhang mit dem Leistungsübertragungswirkungsgrad und einer Frequenz eines der Leistungssendespule 58 zugeführten Stroms. Dementsprechend wird zunächst beschrieben, welche Beziehung zwischen dem Leistungsübertragungswirkungsgrad und der Frequenz des der Leistungssendespule 58 zugeführten Stroms existiert. Wenn elektrische Leistung von der Leistungssendespule 58 zu der Leistungsempfangsspule 22 übertragen wird, wird diese mit einem Wirkungsgrad übertragen, der mit einer Vielzahl von Faktoren wie einem Abstand zwischen der Leistungssendespule 58 und der Leistungsempfangsspule 22 variiert. Zur Veranschaulichung weisen beispielsweise die Leistungssendeeinheit 56 und die Leistungsempfangseinheit 200 eine Eigenfrequenz (oder Resonanzfrequenz) 110 auf, empfängt die Leistungssendespule 58 einen Strom mit einer Frequenz f3, und weisen die Leistungsempfangsspule 22 und die Leistungssendespule 58 einen Luftspalt AG dazwischen auf.
32 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen dem Leistungsübertragungswirkungsgrad mit variiertem Luftspalt AG und der Frequenz f3 des der Leistungssendespule 58 zugeführten Stroms dar, wobei die Eigenfrequenz f0 fest eingestellt ist. In 32 stellt die Abszisse die Frequenz f3 des der Leistungssendespule 58 zugeführten Stroms dar, und stellt die Ordinate den Leistungsübertragungswirkungsgrad (in %) dar.
Eine Wirkungsgradkurve LL1 stellt eine Beziehung zwischen einem Leistungsübertragungswirkungsgrad, der bereitgestellt ist, wenn der Luftspalt AG klein ist, und der Frequenz f3 des der Leistungssendespule 58 zugeführten Stroms dar. Wie es durch die Wirkungsgradkurve LL1 angegeben ist, weist der Leistungsübertragungswirkungsgrad bei den Frequenzen f4 und f5 Spitzen auf, wenn der Luftspalt AG klein ist, wobei f4 < f5 gilt. Wenn der Luftspalt AG größer wird und wenn der Leistungsübertragungswirkungsgrad sich erhöht, nähern sich die beiden Spitzen einander an.
Dann, wie es durch eine Wirkungsgradkurve LL2 angegeben ist, wenn der Luftspalt AG größer als ein vorgeschriebener Abstand ist, hat der Leistungsübertragungswirkungsgrad eine einzelne Spitze, und wenn die Leistungssendespule 58 einen Strom mit einer Frequenz f6 empfängt, tritt eine Spitze des Leistungsübertragungswirkungsgrads auf. Wenn der Luftspalt AG noch größer als derjenige entsprechend der Wirkungsgradkurve LL2 ist, ist, wie es durch eine Wirkungsgradkurve LL3 angegeben ist, die Spitze des Leistungsübertragungswirkungsgrads niedriger.
Beispielsweise kann eine effizientere Leistungsübertragung durch eine erste Methodik wie folgt erzielt werden: die Leistungssendespule 58 kann mit einem in der Frequenz fest eingestelltem Strom versorgt werden, und die Kapazität der Kondensatoren 59, 23 und dergleichen können entsprechend dem Luftspalt AG variiert werden, um eine Charakteristik des Leistungsübertragungswirkungsgrads zwischen der Leistungssendeeinheit 56 und der Leistungsempfangseinheit 200 zu ändern. Genauer werden, während die Leistungssendespule 58 mit einem in der Frequenz fest eingestelltem Strom versorgt wird, die Kapazitäten der Kondensatoren 59 und 23 justiert, um zu erlauben, dass der Leistungsübertragungswirkungsgrad einen Spitzenwert erreicht. In dieser Methodik leiten die Leistungssendespule 58 und die Leistungsempfangsspule 22 einen in der Frequenz fest eingestellten Strom ungeachtet der Größe des Luftspalts AG. Die Charakteristik des Leistungsübertragungswirkungsgrads kann alternativ geändert werden, indem eine Anpassungsvorrichtung angewendet wird, die zwischen der Leistungssendevorrichtung und der Hochfrequenzleistungsversorgungsvorrichtung 64 vorgesehen ist, oder indem der Gleichspannungswandler 142 oder dergleichen verwendet wird.
Eine zweite Methodik beruht auf der Größe des Luftspalts AG, um die Frequenz eines der Leistungssendespule 58 zugeführten Stroms zu justieren. Beispielsweise wird gemäß 32 für eine Leistungsübertragungscharakteristik entsprechend der Wirkungsgradkurve LL1 die Leistungssendespule 58 mit einem Strom der Frequenz f4 oder f5 versorgt. Für Frequenzcharakteristiken entsprechend den Wirkungsgradkurven LL2 und LL3 wird die Leistungssendespule 58 mit einem Strom der Frequenz f6 versorgt. Somit wird ein Strom, der durch die Leistungssendespule 58 und die Leistungsempfangsspule 22 fließt, in der Frequenz entsprechend der Größe des Luftspalts AG variiert.
In der ersten Methodik fließt durch die Leistungssendespule 58 ein Strom, der in der Frequenz fest eingestellt ist, wohingegen in der zweiten Methodik ein Strom durch die Leistungssendespule 58 fließt, der wie geeignet entsprechend dem Luftspalt AG in der Frequenz variiert. Die erste oder zweite Methodik oder dergleichen wird somit angewendet, um die Leistungssendespule 58 mit einem Strom einer spezifischen Frequenz zu versorgen, die eingestellt ist, um eine effiziente Leistungsübertragung bereitzustellen. Da durch die Leistungssendespule 58 der Strom der spezifischen Frequenz fließt, formt die Leistungssendespule 58 ein Magnetfeld (ein elektromagnetisches Feld), das die Leistungssendespule 58 umgibt und bei einer spezifischen Frequenz oszilliert.
Die Leistungsempfangseinheit 200 empfängt elektrische Leistung aus der Leistungssendeeinheit 56 durch ein Magnetfeld, das zwischen der Leistungsempfangseinheit 200 und der Leistungssendeeinheit 56 gebildet ist und bei einer spezifischen Frequenz oszilliert, und/oder ein elektrisches Feld, das zwischen der Leistungsempfangseinheit 200 und der Leistungssendeeinheit 56 geformt ist und bei einer spezifischen Frequenz oszilliert. Dementsprechend ist „ein bei einer spezifischen Frequenz oszillierendes Magnetfeld“ nicht auf ein Magnetfeld mit einer festen Frequenz begrenzt, und ist ebenfalls „ein bei einer spezifischen Frequenz oszillierendes elektrisches Feld“ nicht auf ein elektrisches Feld mit einer fest eingestellten Frequenz begrenzt.
Es sei bemerkt, dass obwohl in dem vorstehend beschriebenen Beispiel sich auf den Luftspalt AG konzentriert wird, und dementsprechend ein der Leistungssendespule 58 zugeführter Strom in der Frequenz eingestellt wird, der Leistungsübertragungswirkungsgrad ebenfalls mit anderen Faktoren wie eine horizontale Fehlausrichtung der Leistungssende- und -empfangsspulen 58 und 22 variiert, und derartige andere Faktoren können bei der Justierung der Frequenz des der Leistungssendespule 58 zugeführten Stroms berücksichtigt werden.
Ein Beispiel ist beschrieben worden, bei dem eine Resonanzspule als eine spiralförmige Spule verwirklicht ist. Falls die Resonanzspule eine Antenne wie eine Mäanderleitungsantenne ist, formt die Leistungssendespule 58, durch die ein Strom einer spezifischen Frequenz fließt, ein elektrisches Feld, das die Leistungssendespule 58 umgibt und eine spezifische Frequenz aufweist. Durch dieses elektrische Feld übertragen die Leistungssendeeinheit 56 und die Leistungsempfangseinheit 200 elektrische Leistung dazwischen.
Das Leistungsübertragungssystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erlaubt, dass ein Nahfeld, bei dem ein elektromagnetisches Feld hauptsächlich ein „statisches elektromagnetisches Feld“ (oder ein evaneszentes Feld) aufweist, angewendet wird, um elektrische Leistung effizienter zu senden und zu empfangen. 33 zeigt ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Abstand von einer Stromquelle oder einer Magnetstromquelle und einer elektromagnetischen Feldintensität veranschaulicht. Gemäß 33 weist das elektromagnetische Feld drei Komponenten auf. Eine Kurve k1 stellt eine Komponente umgekehrt proportional zu einem Abstand von einer Wellenquelle dar, die als „ausgestrahltes elektromagnetisches Feld“ bezeichnet wird. Eine Kurve k2 stellt eine Komponente umgekehrt proportional zu dem Quadrat des Abstands zu der Wellenquelle dar, die als „induziertes elektromagnetisches Feld“ bezeichnet wird. Eine Kurve k3 stellt eine Komponente umgekehrt proportional zu der dritten Potenz des Abstands von der Wellenquelle dar, die als „statisches elektromagnetisches Feld“ bezeichnet wird. Wenn das elektromagnetische Feld eine Wellenlänge λ aufweist, kann ein Abstand, der erlaubt, dass das „ausgestrahlte elektromagnetische Feld“, das „induzierte elektromagnetische Feld“ und das „statische elektromagnetische Feld“ im Wesentlichen die gleiche Intensität ausweisen, als λ/2π dargestellt werden.
Ein „statisches elektromagnetisches Feld“ ist eine Region, bei der eine Intensität einer elektromagnetischen Welle sich schnell verringert, wenn der Abstand zu der Wellenquelle sich erhöht, und in dem Leistungsübertragungssystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Nahfeld, bei dem das „statische elektromagnetische Feld“ dominant ist (oder ein evaneszentes Feld) zum Übertragen von Energie (oder elektrischer Leistung) verwendet. Anders ausgedrückt wird in dem Nahfeld, in dem das „statische elektromagnetische Feld“ dominant ist, bewirkt, dass die Leistungssendeeinheit 56 und die Leistungsempfangseinheit 200 mit nahe aneinander liegenden Eigenfrequenzen (beispielsweise einem Paar von LC-Resonanzspulen) miteinander in Resonanz zu treten, um dadurch Energie (oder elektrische Leistung) von der Leistungssendeeinheit 56 zu der Leistungsempfangseinheit 200 zu übertragen.
Das statische elektromagnetische Feld breitet Energie nicht über eine lange Distanz aus. Dementsprechend erlaubt im Vergleich zu einer elektromagnetischen Welle, die Energie (oder elektrische Leistung) durch ein ausgestrahltes elektromagnetisches Feld sendet, das Energie über eine lange Distanz ausbreitet, das Resonanzverfahren ein Leistungssenden mit einem geringeren Energieverlust. Somit bewirkt das vorliegende Leistungsübertragungssystem, dass eine Leistungssendeeinheit und eine Leistungsempfangseinheit über ein elektromagnetisches Feld in Resonanz treten, um zu erlauben, dass die Leistungssendeeinheit und die Leistungsempfangseinheit elektrische Leistung dazwischen kontaktlos übertragen.
Ein derartiges elektromagnetisches Feld, wie es zwischen einer Leistungsempfangseinheit und einer Leistungssendeeinheit geformt wird, kann beispielsweise als ein Nahfeldresonanzkopplungsfeld bezeichnet werden. Die Leistungssendeeinheit und die Leistungsempfangseinheit weisen einen Kopplungskoeffizienten κ dazwischen von beispielsweise etwa 0,3 oder kleiner, vorzugsweise 0,1 oder kleiner auf. Ein Kopplungskoeffizient κ in dem Bereich von angenähert 0,1-0,3 kann ebenfalls angewendet werden. Der Kopplungskoeffizient κ ist nicht auf einen derartigen Wert begrenzt und kann jeden Wert annehmen, der eine zufriedenstellende Leistungsübertragung erlaubt.
Die Kopplung der Leistungssendeeinheit 56 und der Leistungsempfangseinheit 200 bei der Leistungsübertragung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird beispielsweise als „Magnetresonanzkopplung“, „Magnetfeldresonanzkopplung“, „Magnetfeldresonanzkopplung“, „Nahfeldresonanzkopplung“, „Elektromagnetfeldresonanzkopplung“ oder „Elektrofeldresonanzkopplung“ bezeichnet. Die „Elektromagnetfeldresonanzkopplung“ bedeutet eine Kopplung, die die „Magnetresonanzkopplung“, die „Magnetfeldresonanzkopplung“ und die „Elektrofeldresonanzkopplung“ alle umfasst.
Die Leistungssendespule 58 der Leistungssendeeinheit 56 und die Leistungsempfangsspule 22 der Leistungsempfangseinheit 200, wie sie in der vorliegenden Beschreibung beschrieben sind, sind Spulenantennen, weshalb die Leistungssendeeinheit 56 und die Leistungsempfangseinheit 200 hauptsächlich durch ein Magnetfeld gekoppelt sind, und die Leistungssendeeinheit 56 und die Leistungsempfangseinheit 200 durch die „Magnetresonanzkopplung“ oder die „Magnetfeldresonanzkopplung“ gekoppelt sind.
Es sei bemerkt, dass die Leistungssende- und -empfangsspulen 58, 22 beispielsweise Mäanderleitungsantennen sein können, und in diesem Fall sind die Leistungssendeeinheit 56 und die Leistungsempfangseinheit 200 hauptsächlich über ein elektrisches Feld gekoppelt. In diesem Fall sind die Leistungssendeeinheit 56 und die Leistungsempfangseinheit 200 durch die „Elektrofeldresonanzkopplung“ gekoppelt. Auf diese Weise übertragen die Leistungsempfangseinheit 200 und die Leistungssendeeinheit 56 elektrische Leistung dazwischen kontaktlos. Bei der kontaktlosen Übertragung elektrischer Leistung auf diese Weise haben die Leistungsempfangseinheit 200 und die Leistungssendeeinheit 56 hauptsächlich dazwischen ein Magnetfeld geformt. Dementsprechend wird, obwohl die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele mit Konzentration auf die „Magnetfeldintensität“ beschrieben sind, eine ähnliche Funktion und Wirkung ebenfalls mit Konzentration auf die „Elektrofeldintensität“ oder „Elektromagnetfeldintensität“ erhalten.
Weiteres Beispiel für die Parkassistenz
Gemäß 34 kann das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 eine Erfassungseinheit 310F und eine Erfassungseinheit 310B aufweisen. Die Erfassungseinheit 310F und die Erfassungseinheit 310B sind in einer Richtung, die quer zu der vertikalen Richtung ist, voneinander beabstandet. In dem Beispiel gemäß 34 ist die Erfassungseinheit 310F näher an der Vorderseite des Fahrzeugs in Fahrzeugvorwärtsrichtung F, als es die Erfassungseinheit 310B ist. Diese Konfiguration gilt ebenfalls für die 35 bis 38.
34 zeigt, dass das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 beim Parken sich nach rückwärts bewegt, und das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 bewegt sich in die Fahrzeugrückwärtsrichtung B zu der Stelle der Leistungssendevorrichtung 50 hin. Ein Testmagnetfeld wird in der Umgebung der Leistungssendevorrichtung 50 geformt. Die Erfassungseinheiten 310F und 310B arbeiten ebenfalls, während das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 beim Parken sich rückwärts bewegt. In dem Beispiel gemäß 34 fungiert die Erfassungseinheit 310B als eine erste Erfassungseinheit, und fungiert die Erfassungseinheit 310F als eine zweite Erfassungseinheit. Die Erfassungseinheit 310B ist an dem Fahrzeugkörper 70 an einer Stelle angeordnet, die hinter der Erfassungseinheit 310F ist.
Wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 sich bewegt und die Erfassungseinheit 310B ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist (d.h. eine erste Bedingung erfüllt), und die Erfassungseinheit 310F ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die geringer als ein Schwellwert ist (d.h. eine zweite Bedingung nicht erfüllt), steuert die HV-ECU 470 (siehe 8) die MG-ECU 430, das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 in eine Richtung zu bewegen, in der von der Erfassungseinheit 310F gesehen die Erfassungseinheit 310B sich befindet. Dies erlaubt, dass das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 die Rückwärtsbewegung fortsetzt.
Die erste Bedingung muss nicht nur darauf beruhen, ob die Erfassungseinheit 310B ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist, sondern kann alternativ darauf beruhen, dass die Erfassungseinheit 310B ein Testmagnetfeld erfasst (oder in dem EIN-Zustand ist) oder es nicht erfasst (oder in dem AUS-Zustand ist). Die zweite Bedingung muss ebenfalls nicht nur darauf beruhen, ob die Erfassungseinheit 310F ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist, sondern kann alternativ darauf beruhen, dass die Erfassungseinheit 310F ein Testmagnetfeld erfasst hat (oder in dem EIN-Zustand ist) oder es nicht erfasst (oder in dem AUS-Zustand ist). Ob die ersten und zweiten Bedingungen erfüllt sind, kann unter Bezugnahme auf Schwellwerte jeweils bestimmt werden, die gleiche Werte oder unterschiedliche Werte aufweisen. Ob die erste Bedingung, die durch die EIN- und AUS-Zustände wiedergegeben ist, und die zweite Bedingung, die durch die EIN- und AUS-Zustände wiedergegeben ist, erfüllt sind, kann ebenfalls unter Bezugnahme auf die Magnetfeldintensitätswerte (oder Schwellwerte) jeweils bestimmt werden, die gleiche Werte oder unterschiedliche Werte aufweisen.
35 zeigt, dass das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 sich rückwärts bewegt, während es geparkt wird, und das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 bewegt sich in die Fahrzeugrückwärtsrichtung B an die Leistungssendevorrichtung 50 vorbei. Ein Testmagnetfeld wird in der Umgebung der Leistungssendevorrichtung 50 geformt. Die Erfassungseinheiten 310F und 310B arbeiten ebenfalls, während das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 sich rückwärts bewegt, während es geparkt wird. In dem Beispiel gemäß 35 fungiert die Erfassungseinheit 310F als eine erste Erfassungseinheit, und fungiert die Erfassungseinheit 310B als eine zweite Erfassungseinheit. Die Erfassungseinheit 310F ist an dem Fahrzeugkörper 70 an einer Stelle angeordnet, die vor der Erfassungseinheit 310B liegt.
Wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 sich bewegt und die Erfassungseinheit 310F ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist (d.h. das die erste Bedingung erfüllt), und die Erfassungseinheit 310B ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die geringer als ein Schwellwert ist (d.h. die zweite Bedingung nicht erfüllt), steuert die HV-ECU 470 (siehe 8) die MG-ECU 430 zur Bewegung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 in eine Richtung, in der von der Erfassungseinheit 310B gesehen die Erfassungseinheit 310F sich befindet. Dies erlaubt dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 10, sich vorwärts zu bewegen.
Die erste Bedingung muss nicht nur lediglich darauf beruhen, ob die Erfassungseinheit 310F ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist, sondern kann alternativ darauf beruhen, dass die Erfassungseinheit 310F ein Testmagnetfeld erfasst hat (oder in dem EIN-Zustand ist), oder dieses nicht erfasst (oder in dem AUS-Zustand ist). Die zweite Bedingung muss ebenfalls nicht nur darauf beruhen, ob die Erfassungseinheit 310B ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist, sondern kann alternativ darauf beruhen, dass die Erfassungseinheit 310B ein Testmagnetfeld erfasst hat (oder in dem EIN-Zustand ist), oder dieses nicht erfasst (oder in dem AUS-Zustand ist). Ob die ersten und zweiten Bedingungen erfüllt sind, kann unter Bezugnahme auf Schwellwerte jeweils bestimmt werden, die gleiche Werte oder unterschiedliche Werte aufweisen. Ob die erste Bedingung, die durch die EIN- und AUS-Zustände dargestellt ist, und die zweite Bedingung, die durch die EIN- und AUS-Zustände dargestellt ist, erfüllt sind, kann ebenfalls unter Bezugnahme auf Magnetfeldintensitätswerte (oder Schwellwerte) jeweils bestimmt werden, die gleiche Werte oder unterschiedliche Werte aufweisen.
36 zeigt, dass das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 sich rückwärts bewegt, während es geparkt wird, und das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 bewegt sich in die Fahrzeugrückwärtsrichtung B. Die Leistungssendevorrichtung 50 befindet sich zwischen der Erfassungseinheit 310F und der Erfassungseinheit 310B. Ein Testmagnetfeld wird in der Umgebung der Leistungssendevorrichtung 50 geformt. Die Erfassungseinheiten 310F und 310B arbeiten ebenfalls, während das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 sich rückwärts bewegt, während es geparkt wird. In dem Beispiel gemäß 35 fungiert die Erfassungseinheit 310F als eine erste Erfassungseinheit, und fungiert die Erfassungseinheit 310B als eine zweite Erfassungseinheit. Die Erfassungseinheit 310F ist an dem Fahrzeugkörper 70 an einer Stelle vor der Erfassungseinheit 310B angeordnet.
Wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 sich bewegt und die Erfassungseinheit 310F ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist (d.h. die erste Bedingung erfüllt), und die Erfassungseinheit 310B ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist (d.h. die zweite Bedingung erfüllt), steuert die HV-ECU 470 (siehe 8) die MG-ECU 430 zum Bewegen des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 derart, dass das Testmagnetfeld, das durch die Erfassungseinheit 310F erfasst wird, und dasjenige, das durch die Erfassungseinheit 310B erfasst wird, sich einem einzelnen Intensitätswert annähern. Dies erlaubt dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 10, sich vorwärts oder rückwärts zu bewegen, und zu erlauben, dass sich die Leistungssendevorrichtung 50 in der Fahrzeugvorwärtsrichtung F und der Fahrzeugrückwärtsrichtung B exakt in der Mitte zwischen der Erfassungseinheit 310F und der Erfassungseinheit 310B befindet. Dies gilt gleichermaßen, wenn die Erfassungseinheit 310F als eine zweite Erfassungseinheit fungiert, und die Erfassungseinheit 310B als eine erste Erfassungseinheit fungiert. Die Bewegung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 in die Fahrzeugvorwärtsrichtung F ist gleichermaßen beschrieben.
37 zeigt eine Vorwärtsbewegung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10, während es geparkt wird, und das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 bewegt sich in die Fahrzeugvorwärtsrichtung F an der Leistungssendevorrichtung 50 vorbei. Ein Testmagnetfeld wird in der Umgebung der Leistungssendevorrichtung 50 geformt. Die Erfassungseinheiten 310F und 310B arbeiten ebenfalls, während das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 sich vorwärts bewegt, während es geparkt wird. In dem Beispiel gemäß 37 fungiert die Erfassungseinheit 310F als eine zweite Erfassungseinheit, und fungiert die Erfassungseinheit 310B als eine erste Erfassungseinheit. Die Erfassungseinheit 310B ist an dem Fahrzeugkörper 70 an einer Stelle hinter der Erfassungseinheit 310F angeordnet.
Wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 sich bewegt und die Erfassungseinheit 310B ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist (d.h. die erste Bedingung erfüllt), und die Erfassungseinheit 310F ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die geringer als ein Schwellwert ist (d.h. die zweite Bedingung nicht erfüllt), steuert die HV-ECU 470 (siehe 8) die MG-ECU 430 zur Bewegung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 in eine Richtung, in der sich von der Erfassungseinheit 310F gesehen die Erfassungseinheit 310B befindet. Dies erlaubt dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 10, sich rückwärts zu bewegen.
Die erste Bedingung muss nicht nur darauf beruhen, ob die Erfassungseinheit 310B ein Testmagnetfeld mit einer Intensität, die gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist, sondern kann alternativ darauf beruhen, dass die Erfassungseinheit 310B ein Testmagnetfeld erfasst hat (oder in dem EIN-Zustand ist), oder dieses nicht erfasst (oder in dem AUS-Zustand ist). Die zweite Bedingung muss ebenfalls nicht nur darauf beruhen, ob die Erfassungseinheit 310F ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist, sondern kann alternativ darauf beruhen, dass die Erfassungseinheit 310F ein Testmagnetfeld erfasst hat (oder in dem EIN-Zustand ist), oder dieses nicht erfasst (oder in dem AUS-Zustand ist). Ob die ersten und zweiten Bedingungen erfüllt werden, kann unter Bezugnahme auf Schwellwerte jeweils bestimmt werden, die gleiche Werte oder unterschiedliche Werte aufweisen. Ob die erste Bedingung, die durch die EIN- und AUS-Zustände dargestellt wird, und die zweite Bedingung, die durch die EIN- und AUS-Zustände dargestellt wird, erfüllt werden, kann ebenfalls unter Bezugnahme auf Magnetfeldintensitätswerte (oder Schwellwerte) jeweils bestimmt werden, die gleiche Werte oder unterschiedliche Werte aufweisen.
38 zeigt die Vorwärtsbewegung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10, während es geparkt wird, und das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 bewegt sich in die Fahrzeugvorwärtsrichtung F zu der Leistungssendevorrichtung 50 hin. Ein Testmagnetfeld wird in der Umgebung der Leistungssendevorrichtung 50 geformt. Die Erfassungseinheiten 310F und 310B arbeiten ebenfalls, während das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 sich vorwärts bewegt, während es geparkt wird. In dem Beispiel gemäß 38 fungiert die Erfassungseinheit 310F als eine erste Erfassungseinheit, und fungiert die Erfassungseinheit 310B als eine zweite Erfassungseinheit. Die Erfassungseinheit 310F ist an dem Fahrzeugkörper 70 an einer Stelle vor der Erfassungseinheit 310B angeordnet.
Wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 sich bewegt und die Erfassungseinheit 310F ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist (d.h. die erste Bedingung erfüllt), und die Erfassungseinheit 310B ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die geringer als ein Schwellwert ist (d.h. die zweite Bedingung nicht erfüllt), steuert die HV-ECU 470 (siehe 8) die MG-ECU 430 zur Bewegung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 in eine Richtung, in der von der Erfassungseinheit 310B gesehen die Erfassungseinheit 310F sich befindet. Dies erlaubt dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 10, die Vorwärtsbewegung fortzusetzen.
Die erste Bedingung muss nicht nur darauf beruhen, ob die Erfassungseinheit 310F ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist, sondern kann alternativ darauf beruhen, dass die Erfassungseinheit 310F ein Testmagnetfeld erfasst hat (oder in dem EIN-Zustand ist), oder dieses nicht erfasst (oder in dem AUS-Zustand ist). Die zweite Bedingung muss ebenfalls nicht nur darauf beruhen, ob die Erfassungseinheit 310B ein Testmagnetfeld mit einer Intensität erfasst, die gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist, sondern kann alternativ darauf beruhen, dass die Erfassungseinheit 310B ein Testmagnetfeld erfasst hat (oder in dem EIN-Zustand ist), oder dieses nicht erfasst (oder in dem AUS-Zustand ist). Ob die ersten und zweiten Bedingungen erfüllt werden, kann unter Bezugnahme auf Schwellwerte jeweils bestimmt werden, die gleiche Werte oder unterschiedliche Werte aufweisen. Ob die erste Bedingung, die durch die EIN- und AUS-Zustände dargestellt ist, und die zweite Bedingung, die durch die EIN- und AUS-Zustände dargestellt ist, erfüllt werden, kann ebenfalls unter Bezugnahme auf Magnetfeldintensitätswerte (oder Schwellwerte) jeweils bestimmt werden, die gleiche Werte oder unterschiedliche Werte aufweisen.
In den Beispielen gemäß 34 bis 38 kann, wenn die Erfassungseinheiten 310F und 310B die ersten und zweiten Bedingungen erfüllen (beispielsweise wenn sie beide den EIN-Zustand erzielen), die HV-ECU 470 (siehe 8) die Steuerung der MG-ECU 430 beenden und somit die Bewegung des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10 stoppen.
Wo die Erfassungseinheit 310 gemäß einem ersten Variationsbeispiel angeordnet ist
39 zeigt eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wo die Erfassungseinheit 310 gemäß einem ersten Variationsbeispiel angeordnet ist. Die Erfassungseinheit 310 weist vier Erfassungseinheiten 310FL, 310FR, 310BL und 310BR auf. Die Leistungsempfangsspule 22 weist die Wicklungsachse O2 auf. In diesem Variationsbeispiel erstreckt sich die Wicklungsachse O2 in eine Richtung, die orthogonal zu einer Richtung ist, in der die Leistungssendeeinheit 56 und die an der zweiten Position S2 angeordnete Leistungsempfangseinheit 200 einander zugewandt sind.
Wenn die Leistungsempfangseinheit 200 an der zweiten Position S2 angeordnet ist, wird zur Veranschaulichung eine imaginäre Ebene RA derart gezeichnet, dass sie die Wicklungsachse O2 aufweist und ebenfalls orthogonal zu der vertikalen Richtung ist. Wenn vier Erfassungseinheiten 310FL, 310FR, 310BL und 310BR vertikal auf die imaginäre Ebene RA projiziert werden, formen dann vier Erfassungseinheiten 310FL, 310FR, 310BL und 310BR projizierte Bilder 310A, 310B, 310C und 310D jeweils auf der imaginären Ebene RA. In diesem Variationsbeispiel haben die Stellen der projizierten Bilder 310A, 310C und diejenigen der projizierten Bilder 310B, 310D eine Achsensymmetriebeziehung in Bezug auf die Wicklungsachse 02. Wie es vorstehend unter Bezugnahme auf 26 und 27 beschrieben worden ist, erlaubt das Erfassen der Intensitätskomponente Hz durch die Erfassungseinheit 310 in der z-Richtung, dass das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 zu der Leistungssendevorrichtung 50 leicht mit hoher Genauigkeit ausgerichtet wird.
Wo die Erfassungseinheit 310 gemäß einem zweiten Variationsbeispiel angeordnet ist
40 zeigt eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wo die Erfassungseinheit 310 gemäß einem zweiten Variationsbeispiel angeordnet ist. Wenn die Leistungsempfangseinheit 200 an der zweiten Position S2 angeordnet ist, und die Leistungsempfangseinheit 200 virtuell vertikal aufwärts projiziert wird, wird ein projizierter Raum RB geformt. Das virtuelle Projizieren der Leistungsempfangseinheit 200 vertikal aufwärts umfasst: virtuelles Projizieren der Leistungsempfangsspule 22 vertikal aufwärts; virtuelles Projizieren des Ferritkerns 21 (siehe 4), der innerhalb der Leistungsempfangsspule 22 bei dem festen Element 68 gehalten wird (siehe 4), vertikal aufwärts; und virtuelles Projizieren des festen Elements 68 (siehe 4) mit der daran gewickelten Leistungsempfangsspule 22 virtuell aufwärts.
In diesem Variationsbeispiel ist die Erfassungseinheit 310 vollständig in dem projizierten Raum RB enthalten. Die vier Erfassungseinheiten 310FL, 310FR, 310BL, 310BR können eine oder eine Vielzahl davon in dem projizierten Raum RB enthalten. Die Erfassungseinheit 310, die sich in dem projizierten Raum RB befindet, erfasst leicht, wo die Leistungssendevorrichtung 50 sich befindet, wobei eine Position, an der die Leistungsempfangseinheit 200 angeordnet ist, als die zweite Position S2 betrachtet wird, die in der Leistungsübertragung angenommen wird.
Bewegungsmechanismus 30A
41 zeigt eine Seitenansicht der Leistungsempfangsvorrichtung 11 mit einem Bewegungsmechanismus 30A als ein Variationsbeispiel. 41 zeigt die Leistungsempfangsvorrichtung 11 (die Leistungsempfangseinheit 200, das Gehäuse 65 und den Bewegungsmechanismus 30A), wie sie gesehen wird, wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 an einer vorgeschriebenen Position stoppt. Die Leistungsempfangsvorrichtung 11 weist die Leistungsempfangseinheit 200 und den die Leistungsempfangseinheit 200 stützenden Bewegungsmechanismus 30A auf. Das Gehäuse 65 wird durch den Bewegungsmechanismus 30A benachbart zu dem Bodenblech 69 gestützt. Das Gehäuse 65 ist an der Unterbringungsposition gesichert, und die Leistungsempfangseinheit 200 ist derart positioniert, dass sie die erste Position S1 aufweist.
Der Bewegungsmechanismus 30A weist einen Arm 130T, einen Federmechanismus 140, eine Antriebseinheit 141 und Stützelemente 150T und 151 auf. Der Arm 130T weist einen längeren Stab 131, einen kürzeren Stab 132, der an einem Ende mit dem längeren Stab 131 verbunden ist, und einen Verbindungsstab 133 auf, der mit dem längeren Stab 131 an dem anderen Ende verbunden ist. Der kürzere Stab 132 ist mit dem längeren Stab 131 einstückig derart verbunden, dass der Erstere relativ zu dem Letzteren sich biegt. Der Verbindungsstab 133 ist mit dem Gehäuse 65 an einer oberen Oberfläche verbunden. Der Arm 130T und der längere Stab 131 sind durch ein Gelenk 164T verbunden.
Ein Ende des Stützelements 151 ist mit dem Arm 130T durch ein Gelenk 163 verbunden. Ein Ende des Stützelements 151 ist mit einer Verbindung des längeren Stabs 131 und des kürzeren Stabs 132 verbunden. Das andere Ende des Stützelements 151 ist mit einer festen Platte 142T verbunden, die daran gesichert ist. Die feste Platte 142T ist an dem Bodenblech 69 derart vorgesehen, dass sie durch ein Gelenk 160T drehbar ist.
Ein Ende des Stützelements 150T ist mit dem kürzeren Stab 132 an einem Ende mit einem Gelenk 162T verbunden. Das andere Ende des Stützelements 150T wird durch ein Gelenk 161T drehbar an dem Bodenblech 69 gestützt. Die Antriebseinheit 141 ist an dem Bodenblech 69 an einer unteren Oberfläche befestigt. Die Antriebseinheit 141 ist beispielsweise ein pneumatischer Zylinder. Die Antriebseinheit 141 ist mit einem Kolben 144 verbunden, und eine Spitze des Kolbens 144 ist mit der festen Platte 142T verbunden.
Der Federmechanismus 140 ist an dem Bodenblech 69 vorgesehen und weist eine darin untergebrachte Feder auf. Ein Ende des Federmechanismus 140 ist mit einem Verbindungsstück 145 versehen, das mit der intern untergebrachten Feder und der festen Platte 142T verbunden ist. Der Federmechanismus 140 übt eine Vorspannkraft auf die feste Platte 142T auf, um die feste Platte 142T zu ziehen. Die Stelle, an der das Verbindungsstück 145 mit der festen Platte 142T verbunden ist und die Stelle, an der der Kolben 144 mit der festen Platte 142T verbunden ist, sind entgegengesetzt zueinander, wobei das Gelenk 160T dazwischen angeordnet ist.
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 41 bis 43 beschrieben, wie jedes Element bei der Bewegung der Leistungsempfangseinheit 200 zu der Leistungssendeeinheit 56 hin arbeitet. Wenn die Leistungsempfangseinheit 200 von dem Zustand gemäß 41 aus abwärts bewegt wird, schiebt die Antriebseinheit 41 den Kolben 144 heraus und presst der Kolben 144 die feste Platte 142T. Wenn die feste Platte 142T durch den Kolben 144 gepresst wird, dreht sich die feste Platte 142T um das Gelenk 160T. Dabei wird die Feder in dem Federmechanismus 140 ausgedehnt.
Wie es in 42 gezeigt ist, dreht beim Bewirken, dass die Leistungsempfangseinheit 200 sich absenkt, die Antriebseinheit 141 die feste Platte 142T gegen die Spannung des Federmechanismus 140. Die feste Platte 142T und das Stützelement 151 sind einstückig verbunden, und dementsprechend dreht sich, wenn die feste Platte 142T sich dreht, das Stützelement 151 ebenfalls um das Gelenk 160T. Wenn sich das Stützelement 151 dreht, bewegt sich ebenfalls der Arm 130T. Der Verbindungsstab 133 bewegt sich vertikal abwärts, und dies tut auch die Leistungsempfangseinheit 200.
Wenn die Leistungsempfangseinheit 200 sich von der ersten Position S1 (oder den untergebrachten Zustand) um eine vorgeschriebene Distanz absenkt, nimmt die Leistungsempfangseinheit 200 die zweite Position S2C (oder die Leistungsempfangsposition) ein, wie in 43 gezeigt. Gemäß dem vorliegenden Variationsbeispiel ist die zweite Position S2C vertikal unterhalb (oder exakt unter) der ersten Position S1. Wenn einmal die Leistungsempfangseinheit die zweite Position S2C (oder die Leistungsempfangsposition) erreicht hat, stoppt die Antriebseinheit 141 das Drehen der festen Platte 142T. Es sei bemerkt, dass die feste Platte 142T eine Drehwelle aufweisen kann, die mit einer Sperrvorrichtung (einem Schaltmechanismus) oder dergleichen versehen ist, um das Drehen der Antriebseinheit 141 zu stoppen. In diesem Fall lässt, während die Sperrvorrichtung ein Drehen der festen Platte 142T in eine Richtung verhindert, die ein Absenken der Leistungsempfangsvorrichtung 200 erlaubt, die Sperrvorrichtung ein Drehen der festen Platte 142T in eine Richtung zu, in der ein Versetzen der Leistungsempfangseinheit 200 aufwärts erlaubt wird.
Wenn einmal die Leistungsempfangseinheit 200 die zweite Position S2C (oder die Leistungsempfangsposition) erreicht hat, beschränkt die Sperrvorrichtung ein Drehen der festen Platte 142T in die Richtung, die ein Absenken der Leistungsempfangsvorrichtung 200 erlaubt, wohingegen die Antriebseinheit 141 kontinuierlich angetrieben wird. Die Antriebseinheit 141 stellt eine Bewegungskraft bereit, die größer als die Spannung ist, die durch den Federmechanismus 140 ausgeübt wird, und beschränkt somit ein Versetzen der Leistungsempfangseinheit 200 aufwärts über die Sperrvorrichtung und ein Absenken über die Sperrvorrichtung. Wenn einmal die Leistungsempfangsvorrichtung 200 an der zweiten Position S2C (oder der Leistungsempfangsposition) gestoppt hat, starten die Leistungsempfangseinheit 200 und die Leistungssendeeinheit 56 die Übertragung elektrischer Leistung dazwischen.
Wenn das Laden der Batterie abgeschlossen ist, wird der Antrieb der Antriebseinheit 141 gestoppt. Die Antriebseinheit 141 übt nicht länger eine Kraft zum Pressen der festen Platte 142T aus, und die feste Platte 142T dreht sich, da der Federmechanismus 140 Spannung darauf ausübt. Die feste Platte 142T wird durch die durch den Federmechanismus 140 ausgeübte Spannung gedreht, und das Stützteil 141 dreht sich um das Gelenk 160T. Dabei lässt die Sperrvorrichtung zu, dass die feste Platte 142T sich dreht, um zu erlauben, dass die Leistungsempfangseinheit 200 sich in eine Richtung versetzt, die der Leistungsempfangseinheit 200 erlaubt, sich nach oben zu versetzen. Die Leistungsempfangseinheit 200 versetzt sich nach oben. Wie es in 41 gezeigt ist, wird, wenn einmal die Leistungsempfangseinheit 200 auf die erste Position S1 (oder die Unterbringungsposition) zurückgekehrt ist, die Leistungsempfangseinheit 200 durch eine (nicht gezeigte) Haltevorrichtung gesichert.
Die Leistungsempfangsvorrichtung 11 weist einen Winkelsensor, der an der Drehwelle der festen Platte 142T vorgesehen ist und den Drehwinkel der Drehwelle erfasst, und einen Beschränkungsmechanismus auf, der ein Drehen der Drehwelle der festen Platte 142T beschränkt. Die Leistungsempfangseinheit 200 senkt sich durch ihr eigenes Gewicht gegen die Spannung des Federmechanismus 140 ab. Wenn einmal der Winkelsensor erfasst hat, dass die Leistungsempfangseinheit 200 sich auf die zweite Position S2C (oder die Leistungsempfangsposition) abgesenkt hat, beschränkt der Beschränkungsmechanismus ein Drehen der Drehwelle der festen Platte 142T. Dies stoppt das Absenken der Leistungsempfangseinheit 200.
Wenn die Leistungsempfangseinheit 200 sich anhebt, wird die Antriebseinheit 141 angetrieben, um ein Anheben der Leistungsempfangseinheit 200 zu bewirken. Wenn einmal die Leistungsempfangseinheit 200 sich auf eine Ladeposition angehoben hat, sichert die Haltevorrichtung die Leistungsempfangseinheit 200 und wird der Antrieb der Antriebseinheit 141 ebenfalls gestoppt. Das vorliegende Variationsbeispiel stellt eine Leistungsempfangsvorrichtung 11 bereit, bei der die Leistungsempfangseinheit 200 vertikal versetzt wird. Es sei bemerkt, dass, obwohl die Antriebseinheit 141 eine Antriebskraft ausübt, um die Leistungsempfangseinheit 200 abwärts zu bewegen, und der Federmechanismus 140 eine Spannung ausübt, um die Leistungsempfangseinheit 200 aufwärts zu bewegen, die Leistungsempfangsvorrichtung 11 derart eingerichtet sein kann, dass deren Leistungsempfangseinheit 200 durch deren eigenes Gewicht abgesenkt wird.
Positionsbeziehung zwischen der Erfassungseinheit 310 und der Leistungsempfangseinheit 200
44 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung zwischen der an der ersten Position S1 angeordneten Leistungsempfangseinheit 200 und der Erfassungseinheit 310. Wenn der Bewegungsmechanismus 30A, der die Leistungsempfangseinheit 200 vertikal bewegt, angewendet wird, kann die Erfassungseinheit 310 in einem Raum RC enthalten sein, der virtuell geformt wird, wenn die an der ersten Position S1 angeordnete Leistungsempfangseinheit 200 in Bezug auf die erste Position S1 zu einer ähnlichen Figur vergrößert wird, die dreimal so groß ist.
Ein Vergrößern der Leistungsempfangseinheit 200, die an der ersten Position S1 angeordnet ist, unter Bezugnahme auf die erste Position S1 zu der ähnlichen Figur mit dreifacher Größe umfasst: Vergrößern der Leistungsempfangsspule 22 unter Bezug auf die erste Position S1 zu einer ähnlichen Figur der dreifachen Größe; Vergrößern des Ferritkerns 21 (siehe 4), der innerhalb der Leistungsempfangsspule 22 an dem festen Element 68 (siehe 4) gehalten wird, unter Bezugnahme auf die erste Position S1 auf eine ähnliche Figur mit dreifacher Grö-ße; und Vergrößern des festen Elements 68 (siehe 4) mit der daran gewickelten Leistungsempfangsspule 22 in Bezug auf die erste Position S1 auf eine ähnliche Figur von dreifacher Größe.
Gemäß 45 kann die Erfassungseinheit 310 in geeigneter Weise in einem Raum RD positioniert werden, wenn die Leistungsempfangsspule 22 der an der ersten Position S1 angeordneten Leistungsempfangseinheit 200 virtuell um ihre Größe in Fahrzeugvorwärtsrichtung F und um ihre Größe in Fahrzeugrückwärtsrichtung B versetzt wird. In welchen des projizierten Raums RC (siehe 44) und des projizierten Raums RD (siehe 45) die Erfassungseinheit 310 angeordnet sein mag, kann diese eine Intensität eines Testmagnetfeldes in einer Umgebung der ersten Position S1 erfassen, um zu verstehen, wo die Leistungssendevorrichtung 50 sich befindet.
Leistungssendevorrichtung 50K
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und Variationsbeispielen wird die Leistungsempfangseinheit 200 durch die Bewegungsmechanismen 30, 30a zum Anheben/Absenken bewegt, und ist die Position der Leistungssendeeinheit 56 der Leistungssendevorrichtung 50 fest eingestellt.
Gemäß 46 weist eine Leistungssendevorrichtung 50K als ein Variationsbeispiel die Leistungssendeeinheit 56, einen Bewegungsmechanismus 230T, der die Leistungssendeeinheit 56 stützt, um in der Lage zu sein, sich anzuheben und abzusenken, und eine Erfassungseinheit 810 auf, die unabhängig von der Leistungssendeeinheit 56 vorgesehen ist. Der Bewegungsmechanismus 230T kann die Leistungssendeeinheit 56 zu der Leistungsempfangseinheit 200 hin und von ihr weg bewegen. Der Bewegungsmechanismus 230T kann die Leistungssendeeinheit 56 auf eine erste Position Q1 (siehe 47) und eine zweite Position Q2 (siehe 47) bewegen, die nachstehend beschrieben sind. Die zweite Position Q2 ist vertikal schräg oberhalb der ersten Position Q1.
Wie es nachher spezifischer beschrieben wird, stellt 47 an einem unteren linken Abschnitt die Leistungssendeeinheit 56 durch eine gestrichelte Linie dar, die eine Position angibt, die die Leistungssendeeinheit 56 annimmt, wenn sie in dem Stellplatz 52 oder dergleichen untergebracht ist und somit an der ersten Position Q1 angeordnet ist. Wenn die Leistungssendeeinheit 56 an der ersten Position Q1 angeordnet ist, weist ein Referenzpunkt in der Leistungssendeeinheit 56 eine räumliche Position (oder einen imaginären Punkt) oder die erste Position Q1 auf (anders ausgedrückt überdeckt der Referenzpunkt in der Leistungssendeeinheit 56 die erste Position Q1).
Der Referenzpunkt in der Leistungssendeeinheit 56 ist beispielsweise eine Mitte P3 der Leistungssendespule 58 (siehe 46). Die Mitte P3 ist ein imaginärer Punkt, der sich auf der Wicklungsachse O1 der Leistungssendespule 58 befindet, und befindet sich an einer Mitte der Leistungssendespule 58, wie entlang der Wicklungsachse O1 gesehen. Anders ausgedrückt ist die Mitte P3 exakt in der Mitte zwischen einem Abschnitt des Spulendrahts der Leistungssendespule 58, der sich an einem äußersten Ende davon in einer Richtung entlang der Wicklungsachse O1 (die nachstehend als eine erste Richtung bezeichnet ist) befindet, und einem Abschnitt des Spulendrahts der Leistungssendespule 58, der sich an einem äußersten Ende davon in einer Richtung entlang der Wicklungsachse O1, die entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist, (die nachstehend als eine zweite Richtung bezeichnet ist) befindet.
47 zeigt in einem oberen mittleren Abschnitt die Leistungssendeeinheit 56 durch eine durchgezogene Linie, was eine Position angibt, die die Leistungssendeeinheit 56 annimmt, wenn sie von dem Stellplatz 52 aufwärts bewegt wird und somit an die zweite Position Q2 angeordnet wird. Wenn die Leistungssendeeinheit 56 an der zweiten Position Q2 angeordnet ist, weist der Referenzpunkt in der Leistungssendeeinheit 56 eine räumliche Position (oder einen imaginären Punkt), oder die zweite Position Q2 auf (anders ausgedrückt, überdeckt der Referenzpunkt in der Leistungssendeeinheit 56 die zweite Position Q2).
Die erste Position Q1 und die zweite Position Q2, die die Leistungssendeeinheit 56 annimmt, sind voneinander unterschiedliche Positionen und können jeweils beliebige räumliche Positionen sein. Für die Leistungssendevorrichtung 50K ist die zweite Position Q2 weiter von einer unteren Oberfläche eines Gehäuseraums 200T entfernt, als es die erst Position Q1 ist. In der vertikalen Richtung hat die erste Position Q1 einen kürzeren Abstand zu der unteren Oberfläche des Gehäuseraums 200T als es die zweite Position Q2 hat. Wenn die Leistungssendeeinheit 56 an der ersten Position Q1 mit derjenigen an der zweiten Position Q2 verglichen wird, ist die Letztere näher an der Leistungsempfangseinheit 200, als es die Erstere ist.
Unter Bezugnahme auf 46 ist der Bewegungsmechanismus 230T in dem Gehäuseraum 200T untergebracht. Der Bewegungsmechanismus 230T weist einen Verbindungsgliedmechanismus (Link-Mechanismus) 231T, eine Antriebseinheit 260 und eine Schalteinheit 261 auf. Der Verbindungsgliedmechanismus 231T weist eine Feder 232, ein Stützelement 240, ein Stützelement 241 und einen Encoder 253 auf. Das Stützelement 240 und das Stützelement 241 konfigurieren zusammen mit dem Gehäuse 62 einen sogenannten Parallel-Verbindungsgliedmechanismus.
Die Feder 232 ist vorgesehen, um den Gehäuseraum 200T und das Gehäuse 62, das die Leistungssendeeinheit 56 darin unterbringt, an ihren jeweiligen unteren Oberflächen zu verbinden. Die Feder 232 wird vorgespannt, um zu erlauben, dass das Gehäuse 62 benachbart zu der unteren Oberfläche des Gehäuseraums 200T ist. Das Stützelement 240 weist eine Drehwelle 242T auf, die näher an der unteren Oberfläche des Gehäuseraums 200T ist und drehbar gestützt ist, einen Schenkel 243, der mit der Drehwelle 242T an einem Ende verbunden ist und einen Schenkel 244 auf, der mit der Drehwelle 242T an dem anderen Ende verbunden ist. Die Schenkel 243, 244 sind mit der unteren Oberfläche des Gehäuses 62 verbunden.
Das Stützelement 241 weist eine Drehwelle 245, die näher an der unteren Oberfläche des Gehäuseraums 200T ist und drehbar gestützt ist, einen Schenkel 246T, der mit der Drehwelle 245 an einem Ende verbunden ist, und einen Schenkel 247 auf, der mit der Drehwelle 245 an dem anderen Ende verbunden ist. Die Schenkel 246T, 247 sind ebenfalls mit der unteren Oberfläche des Gehäuses 62 verbunden.
Die Antriebseinheit 260 weist ein an der Drehwelle 242T vorgesehenes Zahnrad 250, ein mit dem Zahnrad 250 im Eingriff stehendes Zahnrad 252 und einen Motor 251 auf, der das Zahnrad 252 dreht. Der Encoder 253 erfasst den Drehwinkel eines in dem Motor 251 vorgesehenen Rotors. Anhand des von dem Encoder 253 erfassten Drehwinkels wird berechnet, wo die Leistungssendeeinheit 56 sich befindet.
Die Schalteinheit 261 weist ein Zahnrad 262, das an der Drehwelle 242T befestigt ist, und einen Anschlag 263 auf, der im Eingriff mit einer Verzahnung des Zahnrads 262 steht. Wenn der Anschlag 263 der Schalteinheit 261 im Eingriff mit dem Zahnrad 262 steht, wird ein Drehen der Drehwelle 242T in eine Richtung beschränkt, die ein Anheben der Leistungssendeeinheit 56 erlaubt. Während der Anschlag 263 im Eingriff mit dem Zahnrad 262 steht, wird immer noch ein Drehen der Drehwelle 242T zugelassen, um ein Absenken der Leistungssendeeinheit 56 zu erlauben.
Wenn die Leistungssendevorrichtung 50 auf diese Weise konfiguriert ist, und das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 nicht gestoppt ist und die Leistungssendeeinheit 50 sich in einem Bereitschaftszustand befindet, befindet sich die Leistungssendeeinheit 56 an der ersten Position Q1 (d.h. näher an der unteren Oberfläche des Gehäuseraums 200T) und somit in der Unterbringungsposition. Dann, wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 an einer vorgeschriebenen Position gestoppt wird und die Leistungssendevorrichtung 50 und die Leistungsempfangsvorrichtung 11 elektrische Leistung kontaktlos übertragen sollen, bewirkt der Bewegungsmechanismus 230T ein Anheben der Leistungssendeeinheit 56.
Insbesondere wird die Schalteinheit 261 aus einem beschränkten Zustand befreit, und in dieser Bedingung wird die Antriebseinheit 260 angetrieben, um ein Anheben der Leistungssendeeinheit 56 zu bewirken. Die Antriebseinheit 260 beschränkt die durch die Feder 232 ausgeübte Spannung und bewegt die Leistungssendeeinheit 56 aufwärts. Wenn einmal die Leistungssendeeinheit 56 die zweite Position Q2t, die ein Senden von elektrischer Leistung zu der Leistungsempfangseinheit 200 durch die Leistungssendeeinheit 56 erlaubt, (d.h. eine Leistungssendeposition) erreicht hat, steuert eine (nicht gezeigte) Steuerungseinheit die Schalteinheit 261 zum Beschränken des Drehens der Drehwelle 242T. Die Antriebseinheit 260 übt auf die Leistungssendeeinheit 56 eine Antriebskraft aus, die größer als die Spannung ist, die die Feder 232 auf die Leistungssendeeinheit 56 ausübt, und dementsprechend stoppt die Leistungssendeeinheit 56 an der zweiten Position Q2 (oder der Leistungssendeposition).
Wenn die Übertragung elektrischer Leistung zu der Leistungsempfangseinheit 200 endet, stoppt die (nicht gezeigte) Steuerungseinheit den Antrieb der Antriebseinheit 260. Die Leistungssendeeinheit 56 wird abwärts versetzt, da die Feder 232 die Spannung ausübt. Die Leistungssendeeinheit 56 kehrt zu der ersten Position Q1 (d.h. der Unterbringungsposition) zurück. Wenn die Antriebseinheit 260 der auf diese Weise konfigurierten Leistungssendevorrichtung 50K nicht länger zufriedenstellend arbeitet, sinkt die Leistungssendeeinheit 56 abwärts, da die Feder 232 die Spannung ausübt. Dies kann verhindern, dass die Leistungssendeeinheit 56 in einem Zustand gehalten wird, der aufwärts bewegt ist.
47 zeigt eine Seitenansicht zur Veranschaulichung einer Positionsbeziehung zwischen der an der ersten Position Q1 angeordneten Leistungssendeeinheit, der an der zweiten Position Q2 angeordneten Sendeeinheit 56 und der Erfassungseinheit 810. 48 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Positionsbeziehung zwischen der an der ersten Position Q1 angeordneten Leistungssendeeinheit 56, der an der zweiten Position Q2 angeordneten Leistungssendeeinheit 56 und der Erfassungseinheit 810. Die Leistungssendevorrichtung 50K weist weiterhin die Erfassungseinheit 810 auf. Die Erfassungseinheit 810 der Leistungssendevorrichtung 50K weist Erfassungseinheiten 810FL, 810FR, 810BL und 810BR auf. Die Erfassungseinheit 810 ist unabhängig von der Leistungssendeeinheit 56 vorgesehen.
Die Erfassungseinheit 810, die unabhängig von der Leistungssendeeinheit 56 vorgesehen ist, weist auf: die Leistungssendeeinheit 810, die außerhalb des Gehäuses ohne Kontakt damit vorgesehen ist, die Erfassungseinheit 810, die außerhalb des Gehäuses 62 in Kontakt damit vorgesehen ist, und die Erfassungseinheit 810, die innerhalb des Gehäuses 62 ohne Kontakt mit der Leistungssendeeinheit 56 vorgesehen ist.
Gemäß 47 und 48 ist die Erfassungseinheit 810 näher an die hintere Seite des Fahrzeugs in Fahrzeugrückwärtsrichtung B vorgesehen, als es die Leistungssendeeinheit 56 ist. Die Erfassungseinheit 810 weist die Erfassungseinheiten 810FL, 810FR, 810BL und 810BR mit jeweils Abständen M1a, M1b, M 1c, M1d zu der zweiten Position Q2 auf. Die Abstände M1a, M1b, M 1c, M1d sind lineare Abstände zwischen den Erfassungseinheiten 810FL, 810FR, 810BL und 810BR jeweils an ihren jeweiligen Sensorabschnitten und der zweiten Position Q2.
Wenn die Erfassungseinheit mit dem Magnetoimpedanzelement verwirklicht ist, kann die Erfassungseinheit als den Sensorabschnitt eine Mitte eines amorphen Drahts wie länglich gesehen (oder entlang dessen Wicklungsachse) aufweisen. Wenn die Erfassungseinheit mit einer Hall-Vorrichtung verwirklicht ist, kann die Erfassungseinheit als den Sensorabschnitt eine Mitte eines P- oder N-Halbleitermusters aufweisen, das die Hall-Vorrichtung konfiguriert. Wenn die Erfassungseinheit mit einem magnetoresistiven Element verwirklicht ist, kann die Erfassungseinheit als den Sensorabschnitt eine Mitte eines Mehrschichtdünnfilms aufweisen.
Die erste Position Q1 weist eine Distanz M2 zu der zweiten Position W2 auf. Die Distanz M2 ist eine lineare Distanz zwischen der ersten Position Q1 und der zweiten Position Q2. Für die Leistungssendevorrichtung 50K haben die Distanzen M1a, M1b, M1c, M1d alle einen Wert, der kleiner als die Distanz M2 ist. Jede der Distanzen M1a, M1b, M 1c, M1d kann einen Wert aufweisen, der kleiner als die Distanz M2 ist.
Obwohl es in der Figur nicht gezeigt ist, formt für die Leistungssendevorrichtung 50K die Leistungsempfangseinheit 200 ein Testmagnetfeld (oder ein Testelektrofeld). Die Leistungsempfangseinheit 200 formt das Testmagnetfeld derart, dass es ebenfalls die Stelle der Erfassungseinheit 810 erreicht. Die Distanzen M1a, M1b, M 1c, M1d haben alle einen Wert, der kleiner als die Distanz M2 ist.
Wenn zur Veranschaulichung die Leistungssendeeinheit 56, die an der ersten Position Q1 gehalten wird und die Intensität des Testmagnetfeldes (oder des Testelektrofeldes) in dieser Position erfasst, mit der Erfassungseinheit 810 verglichen wird, tendiert die Letztere dazu, eine stärkere Magnetfeldintensität des Testmagnetfeldes zu empfangen, als es die Erstere tut. Die Intensität des Testmagnetfeldes tendiert dazu, an der Stelle der Erfassungseinheit 810 höher zu sein als an der ersten Position Q1, und dementsprechend tendiert die Erfassungseinheit 810 dazu, ein genauer erfasstes Ergebnis bereitzustellen, als es die Leistungssendeeinheit 56 tut, die an der ersten Position Q1 angeordnet ist.
Die zweite Position Q2 ist vertikal schräg oberhalb der ersten Position Q1. Zwischen vor Anheben/Absenken der Leistungssendeeinheit 56 und danach versetzt sich die Position der Leistungssendeeinheit 56 in Fahrzeugvorwärts- und -rückwärtsrichtungen F und B. Falls die an der ersten Position Q1 angeordnete Leistungssendeeinheit 56 die Magnetfeldintensität des Testmagnetfeldes (oder die elektrische Feldintensität des Testelektrofeldes) erfasst, und das erfasste Ergebnis zum Ausrichten des Fahrzeugkörpers 70 in Bezug auf die Leistungssendevorrichtung 50K verwendet wird, kann ein Bewegen der Leistungssendeeinheit 56 von der ersten Position Q1 zu der zweiten Position Q2 dazu führen, dass eine Fehlausrichtung früh auftritt.
Wenn die Erfassungseinheit 810 mit der ersten Position Q1 verglichen wird, ist die Erstere näher an der zweiten Position Q2, die als die von der Leistungssendeeinheit 56 angenommene Leistungssendeposition dient, als die Letztere ist. Die Erfassungseinheit 810 erfasst die Intensität des Testmagnetfeldes (oder des Testelektrofeldes), das durch die Leistungsempfangseinheit 200 geformt wird. Das Ausrichten der Erfassungseinheit 810 zu der Leistungsempfangseinheit 200, während eine Bewegung in der Distanz, die zwischen vor Anheben/Absenken der Leistungssendeeinheit 56 und danach gemacht wird, erlaubt dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 10 und der Leistungssendevorrichtung 50K, dass sie zueinander in geeigneter Weise positioniert werden. Somit erlauben die Leistungssendevorrichtung 50K und ein Leistungsübertragungssystem mit der Leistungssendevorrichtung 50K, dass die in dem Fahrzeugkörper 70 eingebaute Batterie 150 effizient kontaktlos geladen wird.
Die Abstände M1a, M1b, M 1c, M1d können alle einen Wert aufweisen, der größer als der Abstand M2 ist. Die Erfassungseinheit, die unabhängig von der Leistungssendeeinheit 56 vorgesehen ist, erlaubt ebenfalls, dass das elektrisch betriebene Fahrzeug 10 und die Leistungssendevorrichtung 50K gegenseitig in geeigneter Weise mit einem Ausmaß von Genauigkeit positioniert werden.
Eine Parkassistenzvorrichtung, die das Parken des elektrisch betriebenen Fahrzeugs 10, das Informationen aus dem externen Leistungsversorgungsgerät 61 über die Kommunikationseinheit 230 empfängt und wie auf der Grundlage dieser Informationen gesteuert sich bewegt, weist die Leistungssendevorrichtung 50K und die Kommunikationseinheit 230 auf, die zu dem elektrisch betriebenen Fahrzeug 10 Informationen bezüglich einer durch die Erfassungseinheit 810 erfassten Intensität eines durch die Leistungsempfangseinheit 200 geformten Testmagnetfeldes (siehe 6 und 7) sendet. Diese Parkassistenzvorrichtung erlaubt ebenfalls, dass die in dem Fahrzeugkörper 70 eingebaute Batterie 150 effizient kontaktlos geladen wird.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wenden die Leistungsempfangs- und -sendevorrichtungen Leistungsempfangs- und -sendespulen jeweils in der Form eines sogenannten Solenoiden an. Dessen Kern ist durch einen Magnetfluss umgeben, das in Form eines einzelnen Rings erzeugt wird und durch den flachen Kern an der Mitte in dessen Längsrichtung fließt.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Geometrie der Leistungsempfangsspule und/oder der Leistungssendespule rund sein. In diesem Fall wird der Kern durch ein Magnetfluss umgeben, das in der Form des Doughnuts erzeugt wird und durch den runden Kern an der Mitte in einer entgegengesetzten Richtung gelangt. Der Kern, auf den sich hier bezogen wird, ist ein Abschnitt, der sich in der Umgebung der Mitte der äußeren ringförmigen Kontur des Kerns befindet, und der keine Spule aufweist und innerhalb der Spule hohl ist. Ungeachtet davon, ob die Leistungsempfangsspule und/oder die Leistungssendespule eine Solenoidspule oder eine runde Spule sind, erlauben diese Spulen im Allgemeinen ähnliche Funktionen und Wirkungen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Leistungsempfangsvorrichtung, eine Leistungssendevorrichtung, ein Leistungsübertragungssystem und eine Parkassistenzvorrichtung anwendbar.
BEZUGSZEICHENLISTE
2: Betriebsart; 9: Justiereinrichtung: 10: elektrisch betriebenes Fahrzeug; 11, 191: Leistungsempfangsvorrichtung; 13: Gleichrichter; 19B, 19BL, 19BR: Hinterrad (Fahrzeugrad); 19F, 19FL, 19FR: Vorderrad (Fahrzeugrad); 21, 57: Ferritkern; 22: Leistungsempfangsspule; 23, 59, 195, 198: Kondensator; 24, 60: Spuleneinheit; 30, 30A, 230T: Bewegungsmechanismus; 31, 231T: Verbindungsgliedmechanismus; 32, 110, 141, 260: Antriebseinheit; 33: Vorspannungselement; 33a, 33b: federndes Element; 34: Haltevorrichtung; 34B: hinterer Randabschnitt; 34F: vordere Randabschnitt; 34L linker Randabschnitt; 34R: rechter Randabschnitt 34R; 35, 93, 263: Anschlag; 36, 261: Schalteinheit; 37, 38, 87,150T, 151, 240, 241: Stützelement; 40, 45, 242T, 245: Drehwelle; 41, 42, 46, 47, 243, 244, 246T, 247: Schenkel; 50, 50K, 190: Leistungssendevorrichtung; 50A, 50B, 50C: Position; 52: Stellplatz; 52T: Linie; 55: Leistungssende-ECU; 64: Hochfrequenzleistungszufuhrvorrichtung; 56, 193: Leistungssendeeinheit; 58: Leistungssendespule; 61: externes Leistungsversorgungsgerät; 62, 65: Gehäuse; 62T, 67: Deckel; 63, 66: Abschirmung; 64E: Wechselstrom-Leistungsversorgung; 66B: hinterer Seitenabschnitt; 66L: linker hinterer Seitenabschnitt; 66R: rechter hinterer Seitenabschnitt; 67S: Seitenelement; 68, 161: festes Element; 69: Bodenblech; 70: Fahrzeugkörper; 70T: Oberteil; 71: linke Seitenoberfläche; 71T: Randwand; 72, 73: Endwand; 74, 75: Seitenwand; 76: unterer Oberfläche; 80, 81, 92, 250, 252, 262: Zahnrad; 80T: Antriebsraum; 81T: Kabine; 82, 251: Motor; 82L: Öffnung zum Einsteigen in das Fahrzeug und Aussteigen aus dem Fahrzeug; 82T: Kofferraum; 83, 84, 85, 86: Ende; 83L: Tür; 84L: vorderer Kotflügel; 85L: hinterer Kotflügel; 86T: vordere Stoßstange; 87T: hintere Stoßstange; 88: Haltevorrichtungskörper; 90, 91: Anschlagsstück; 95: Rotor; 96: Stator; 97, 253: Encoder; 98: axiale Welle; 99: Zahn; 111: Torsionsfeder; 120: Kamera; 122: Leistungszufuhrtaste; 130: Kommunikationseinheit; 130T: Arm; 131: längerer Stab; 132: kürzerer Stab; 133: Verbindungsstab; 140: Federmechanismus; 142: Wandler; 142D, 242: Anzeigeeinheit; 142T: feste Platte; 144: Kolben; 145: Verbindungsstück; 146: Relais; 150: Batterie; 160, 230: Kommunikationseinheit; 160T, 161T, 162T, 163, 164T: Gelenk; 162: Hochsetzsteller; 164, 166: Wechselrichter; 172, 174: Motorgenerator; 176: Kraftmaschine; 177: Leistungsaufteilungsvorrichtung; 180: Steuerungsvorrichtung; 190T: Spannungssensor; 192, 194, 197, 199: Spule; 196, 200: Leistungsempfangseinheit; 200T: Gehäuseraum; 231: Lichtemittiereinheit; 232: Feder; 246: Gebührempfangseinheit; 310, 310B, 310BL, 310BR, 310F, 310FL, 310FR, 810, 810BR, 810BL, 810FR, 810FL: Erfassungseinheit; 310A, 310B, 310C, 310D: projiziertes Bild; 390: Messeinheit; 392: Sensorabschnitt; 460: Erfassungs-ECU; 462: Anhebungs-/Absenkungs-ECU; 1000: Leistungsübertragungssystem; AR1, DD1: Pfeil; B: Fahrzeugrückwärtsrichtung; D: vertikal abwärts gerichtete Richtung; D1: entgegengesetzte Richtung; Dr1, Dr2: Drehrichtung; F: Fahrzeugvorwärtsrichtung; HH: Magnetfluss; L: Fahrzeugrichtung nach links; LL1, LL2, LL3: Wirkungsgradkurve; MOD, SE2, SE3: Steuerungssignal; NL, PL1, PL2: Leistungsleitung; O1, O2: Wicklungsachse; P1, P2, P3: Mitte; Q1, S1: erste Position; S2, S2A, S2B, S2C, Q2: zweite Position; R: Fahrzeugrichtung nach rechts; RA: imaginäre Ebene; RB, RC, RD: Raum; RR: Ebene; SMR1, SMR2: Systemhauptrelais; TRG: Ladestartsignal; U: vertikal aufwärts gerichtete Richtung; k1, k2, k3: Kurve.

Claims

Leistungsempfangsvorrichtung mit einer Leistungsempfangseinheit (200), die eine Leistungsempfangsspule (22) aufweist, die zwischen einer ersten Position (S1) und einer sich von der ersten Position (S1) unterscheidenden zweiten Position (S2) bewegt wird und kontaktlos elektrische Leistung an der zweiten Position (S2) aus einer Leistungssendeeinheit (56) empfängt, die extern von einem Fahrzeug (10) ist, einem Bewegungsmechanismus (30; 30A), der die Leistungsempfangseinheit (200) zu der ersten Position (S1) und der zweiten Position (S2) bewegt, und einer Erfassungseinheit (310), die an einem Fahrzeugkörper (70) unabhängig von der Leistungsempfangseinheit (200) vorgesehen ist und eine Intensität eines Magnetfeldes oder eines elektrischen Feldes erfasst, das durch die Leistungssendeeinheit (56) geformt wird, wobei die zweite Position (S2) schräg unterhalb der ersten Position (S1) in Bezug auf eine vertikale Richtung ist, wobei ein Abstand (L1a, L1b, L1c, L1d) zwischen der zweiten Position (S2) und der Erfassungseinheit (310) kürzer als ein Abstand (L2) zwischen der zweiten Position (S2) und der ersten Position (S1) ist, wobei die Erfassungseinheit (310) eine Impedanz des durch die Leistungssendeeinheit (56) geformten Magnetfeldes an der Stelle der Erfassungseinheit (310) erfasst.
Leistungsempfangsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinheit (310) eine Intensitätskomponente in der vertikalen Richtung des Magnetfeldes, das durch die Leistungssendeeinheit (56) geformt wird, an der Stelle der Erfassungseinheit (310) erfasst.
Leistungsempfangsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinheit (310) eine Intensitätskomponente in einer Richtung orthogonal zu der vertikalen Richtung des durch die Leistungssendeeinheit (56) geformten Magnetfeldes an der Stelle der Erfassungseinheit (310) erfasst.
Leistungsempfangsvorrichtung mit einer Leistungsempfangseinheit (200), die eine Leistungsempfangsspule (22) aufweist, die zwischen einer ersten Position (S1) und einer sich von der ersten Position (S1) unterscheidenden zweiten Position (S2) bewegt wird und kontaktlos elektrische Leistung an der zweiten Position (S2) aus einer Leistungssendeeinheit (56) empfängt, die extern von einem Fahrzeug (10) ist, einem Bewegungsmechanismus (30; 30A), der die Leistungsempfangseinheit (200) zu der ersten Position (S1) und der zweiten Position (S2) bewegt, und einer Erfassungseinheit (310), die an einem Fahrzeugkörper (70) unabhängig von der Leistungsempfangseinheit (200) vorgesehen ist und eine Intensität eines Magnetfeldes oder eines elektrischen Feldes erfasst, das durch die Leistungssendeeinheit (56) geformt wird, wobei die zweite Position (S2) unterhalb der ersten Position (S1) in Bezug auf eine vertikale Richtung ist, wobei die Erfassungseinheit (310) in einem Raum (RC) enthalten ist, der virtuell geformt wird, wenn die Leistungsempfangsspule (22) oder ein Kern mit der darum gewickelten Leistungsempfangsspule (22) der an der ersten Position (S1) angeordneten Leistungsempfangseinheit (200) zu einer ähnlichen Figur mit dreifacher Größe vergrößert wird.
Parkassistenzvorrichtung mit einer Leistungsempfangsvorrichtung (11; 191) nach Anspruch 1, und einer Steuerungseinheit, die eine Fahrzeugantriebseinheit (430), die das Fahrzeug (10) antreibt, auf der Grundlage einer durch die Erfassungseinheit (310) erfassten Intensität des Magnetfeldes steuert, um das Fahrzeug (10) zu bewegen.
Parkassistenzvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Erfassungseinheit (310) eine erste Erfassungseinheit und eine zweite Erfassungseinheit aufweist, die voneinander in einer Richtung quer zu einer vertikalen Richtung beabstandet sind, und wenn das Fahrzeug (10) sich bewegt und eine durch die erste Erfassungseinheit erfasste Intensität des Magnetfeldes eine erste Bedingung erfüllt und eine durch die zweite Erfassungseinheit erfasste Intensität des Magnetfeldes eine zweite Bedingung nicht erfüllt, die Steuerungseinheit die Fahrzeugantriebseinheit (430) zum Bewegen des Fahrzeugs (10) in eine Richtung steuert, in der sich die erste Erfassungseinheit von der zweiten Erfassungseinheit gesehen befindet.
Parkassistenzvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste Erfassungseinheit näher an einer hinteren Seite des Fahrzeugs (10) angeordnet ist, als es die zweite Erfassungseinheit ist, und wenn das Fahrzeug (10) sich rückwärts bewegt und eine durch die erste Erfassungseinheit erfasste Intensität des Magnetfeldes die erste Bedingung erfüllt und eine durch die zweite Erfassungseinheit erfasste Intensität des Magnetfeldes die zweite Bedingung nicht erfüllt, die Steuerungseinheit die Fahrzeugantriebseinheit (430) steuert, ein Fortsetzen der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs (10) zu erlauben.
Parkassistenzvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste Erfassungseinheit näher an einer vorderen Seite des Fahrzeugs (10) angeordnet ist als es die zweite Erfassungseinheit ist, und wenn das Fahrzeug (10) sich rückwärts bewegt und eine durch die erste Erfassungseinheit erfasste Intensität des Magnetfeldes die erste Bedingung erfüllt und eine durch die zweite Erfassungseinheit erfasste Intensität des Magnetfeldes die zweite Bedingung nicht erfüllt, die Steuerungseinheit die Fahrzeugantriebseinheit (430) zur Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs (10) steuert.
Parkassistenzvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Erfassungseinheit (310) eine erste Erfassungseinheit und eine zweite Erfassungseinheit aufweist, die voneinander in einer Richtung quer zu einer vertikalen Richtung beabstandet sind, und wenn das Fahrzeug (10) sich bewegt und eine durch die erste Erfassungseinheit erfasste Intensität des Magnetfeldes eine erste Bedingung erfüllt und eine durch die zweite Erfassungseinheit erfasste Intensität des Magnetfeldes eine zweite Bedingung erfüllt, die Steuerungseinheit die Fahrzeugantriebseinheit (430) zur Bewegung des Fahrzeugs (10) derart steuert, dass das Magnetfeld, wie durch die erste Erfassungseinheit erfasst, und das Magnetfeld, wie durch die zweite Erfassungseinheit erfasst, sich einem einzigen Intensitätswert annähern.
Parkassistenzvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste Erfassungseinheit näher an einer hinteren Seite des Fahrzeugs (10) angeordnet ist, als es die zweite Erfassungseinheit ist, und wenn das Fahrzeug (10) sich vorwärts bewegt und eine durch die erste Erfassungseinheit erfasste Intensität des Magnetfeldes die erste Bedingung erfüllt und eine durch die zweite Erfassungseinheit erfasste Intensität des Magnetfeldes die zweite Bedingung nicht erfüllt, die Steuerungseinheit die Fahrzeugantriebseinheit (430) zur Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs (10) steuert.
Parkassistenzvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste Erfassungseinheit näher an einer vorderen Seite des Fahrzeugs (10) angeordnet ist, als es die zweite Erfassungseinheit ist, und wenn das Fahrzeug (10) sich vorwärts bewegt und eine durch die erste Erfassungseinheit erfasste Intensität des Magnetfeldes die erste Bedingung erfüllt und eine durch die zweite Erfassungseinheit erfasste Intensität des Magnetfeldes die zweite Bedingung nicht erfüllt, die Steuerungseinheit die Fahrzeugantriebseinheit (430) steuert, um zu erlauben, dass das Fahrzeug (10) die Vorwärtsbewegung fortsetzt.
Parkassistenzvorrichtung, die ein Parken eines Fahrzeugs (10) unterstützt, das Informationen aus einer Kommunikationseinheit (230) empfängt und die auf der Grundlage der Informationen gesteuert bewegt wird, mit einer Leistungssendevorrichtung (50; 50K; 190), die eine Leistungssendeeinheit (56), die eine Leistungssendespule aufweist, die zwischen einer ersten Position (Q1) und einer sich von der ersten Position (Q1) unterscheidenden zweiten Position (Q2) bewegt wird und elektrische Leistung an der zweiten Position (Q2) kontaktlos zu einer an einem Fahrzeug (10) vorgesehenen Leistungsempfangseinheit (200) sendet, einen Bewegungsmechanismus (230T), der die Leistungssendeeinheit (56) zu der ersten Position (Q1) und der zweiten Position (Q2) bewegt, und eine Erfassungseinheit (810) aufweist, die unabhängig von der Leistungssendeeinheit (56) vorgesehen ist und eine Intensität eines Magnetfeldes oder eines Elektrofeldes erfasst, das durch die Leistungsempfangseinheit (200) geformt wird, wobei die zweite Position (Q2) schräg oberhalb der ersten Position (Q1) in Bezug auf eine vertikale Richtung ist, wobei ein Abstand (M1a, M1b, M1c, M1d) zwischen der zweiten Position (Q2) und der Erfassungseinheit (810) kürzer als ein Abstand (M2) zwischen der zweiten Position (Q2) und der ersten Position (Q1) ist, und der Kommunikationseinheit (230), die zu dem Fahrzeug (10) Informationen bezüglich einer durch die Erfassungseinheit (810) erfassten Intensität des Magnetfeldes sendet.