DE112018001723T5

DE112018001723T5 - Berührungsloses Energieübertragungssystem

Info

Publication number: DE112018001723T5
Application number: DE112018001723.0T
Authority: DE
Inventors: Akira Saita
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2019-12-19
Also published as: CN110495071B; US11180036B2; WO2018180973A1; CN110495071A; JP2018174687A; US20200039372A1; JP6513119B2

Abstract

Es ist ein berührungsloses Energieübertragungssystem (10) vorgesehen, mit dem es möglich ist, individuell eine Position einer Empfangseinheit im Hinblick auf eine Übertragungseinheit zu erfassen, sogar dann, wenn es Positionen gibt, an denen dieselben schwache Spannungswerte sogar dann angezeigt werden, wenn der Abstand variiert, aufgrund der Form der Übertragungsspule (11) der Übertragungseinheit und der Empfangsspule (12) der Empfangseinheit. An einer Position, an der der Positionsdifferenzwert der erfassten schwachen Spannung einen Nullwert überschreitet, wird diese Position als Anfangswert (+int) der Bewegungsverschiebung des Fahrzeugs gesetzt, und die Bewegungsverschiebung (cvp) wird auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit (Vv) von dieser Anfangsposition aus bis zu einer Position (+xc) berechnet, an der die Kennlinie der schwachen Spannung (2020s) verwendet werden kann (+xc bis 0). Von der Position (+xc) an, bei der die Kennlinie der schwachen Spannung (2020s) verwendet werden kann, bis zu der Mittenposition der Übertragungsspule (11) wird die Bewegungsverschiebung (Abstand (x)) bis zu dem maximalen Spitzenwert (vlpemax) berechnet, indem auf die Kennlinie der schwachen Spannung (2020s) mit der erfassten schwachen Spannung (vlpe) als Argument Bezug genommen wird.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein berührungsloses Energieübertragungssystem, das die Positionierung eines Fahrzeugs einschließlich einer Energiespeichervorrichtung in Bezug auf eine Ladestation durchführt.
Stand der Technik
Bei dieser Art eines berührungslosen Energieübertragungssystems wird das hauptsächliche Laden der Energiespeichervorrichtung des Fahrzeugs mit einer konstanten Leistung (Normalleistung) durchgeführt, die von der Ladestation übertragen wird, nachdem die Fahrzeugkarosserie in Bezug auf die Ladestation positioniert wurde.
Obwohl eine solche Positionierung vor dem hauptsächlichen Laden durchgeführt wird, wird bei einer solchen Positionierung eine schwache Leistung für die Positionierung von der Ladestation übertragen, und zwar aus der Sicht einer Energieeinsparung, der Unterdrückung elektromagnetischer Störungen (EMI) und dergleichen.
Das Fahrzeug, das die schwache Leistung empfangen hat, fährt zum Zwecke der Positionierung auf der Grundlage der schwachen Leistung, um das Fahrzeug an der Ladestation zu positionieren.
An der Position der Ladestation führt das positionierte Fahrzeug das hauptsächliche Laden berührungslos in Bezug auf den Energiespeicher des Fahrzeugs mittels einer großen konstanten Leistung durch, auf die von der schwachen Leistung umgeschaltet wurde.
So offenbart beispielsweise das japanische Patent Nr. 5937631 (im Folgenden als JP5937631B bezeichnet) ein berührungsloses Energieübertragungssystem, das eine schwache Leistung von einer Leistungsübertragungseinheit einer Ladestation überträgt, die ein Leistungsübertragunganforderungssignal von einem Fahrzeug empfangen hat, und führt bei Beginn der Erkennung der schwachen Leistung durch eine Leistungsempfangseinheit des Fahrzeugs eine Positionierung an der Ladestation (Leistungsübertragungseinheit) auf der Grundlage der Stärke der schwachen Leistung (Leistungsempfangsspannung) (siehe Absatz[0029] von JP5937631B ) durch.
Zusammenfassung der Erfindung
In JP5937631B wird offenbart, dass eine Entfernungserfassungseinheit den Abstand der Leistungsempfangseinheit in Bezug auf die Leistungsübertragungseinheit gemäß einer Leistungsempfangsspannung, die durch die schwache Leistung an beiden Enden eines Widerstandes erzeugt wird, erfasst (siehe Absätze [0039] und [0040] und 1 und 2 von JP5937631B ).
Normalerweise wird die schwache Leistung von einer in der Ladestation angeordneten Leistungsübertragungsspule erzeugt, und die schwache Leistung, die von der Leistungsübertragungsspule erzeugt wird, wird von einer Leistungsempfangsspule erfasst, die eine Entfernungserfassungseinheit aufweist und als die Leistungsempfangsspannung angesehen wird.
Die Leistungsübertragungsspule und die Leistungsempfangsspule weisen jedoch jeweils eine endliche Form und Abmessung auf, und im Falle einer solchen Konfiguration, auch dann, wenn sich die Leistungsempfangsspule nach dem Erfassen des Leistungsempfangsspannungswertes (schwacher Spannungswert) durch die Leistungsempfangsspule linear auf die Leistungsübertragungsspule zubewegt, wird eine Kennlinie dargestellt, bei der die Leistungsempfangsspannung nicht monoton ansteigt, da ein einzigartiger Bereich vorhanden ist, in dem die schwache Leistung nicht monoton zunimmt.
Genauer gesagt, für den Fall, dass sich die Leistungsempfangsspule linear in Richtung der Leistungsübertragungsspule bewegt, obwohl der schwache Spannungswert von einem Nullwert zunächst nach dem Zeitpunkt, zu dem die Erkennung gestartet wird, monoton ansteigt, hat die schwache Spannung eine Kennlinie, in der sie einen anfänglichen Maximalwert erreicht, und danach monoton auf einen Nullwert (etwa Nullwert) vom Maximalwert abnimmt und darüber hinaus monoton von einem Minimalwert, der der Nullwert ist, auf einen anderen Maximalwert (ein Maximalwert an einer Position, an der die Mitte der Leistungsempfangsspule mit der Mitte der Leistungsübertragungsspule übereinstimmt, wie im Plan dargestellt), der den anfänglichen Maximalwert überschreitet.
In diesem Fall ist es mit der in JP5937631B offenbarten Abstandserfassungseinheit unmöglich, die Position der Leistungsempfangsspule in Bezug auf die Leistungsübertragungsspule eindeutig zu erfassen, da es Positionen gibt, die den gleichen schwachen Spannungswert aufweisen, unabhängig davon, dass der Abstand unterschiedlich ist, und dadurch einem Fahrzeuginsassen wie dem Fahrer oder dergleichen ein Gefühl des Unbehagens oder fehlendem Komfort vermittelt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorgenannten Probleme und Kenntnisse entwickelt und hat zum Ziel, ein berührungsloses Energieübertragungssystem bereitzustellen, in dem es möglich ist, die Position der Leistungsempfangseinheit in Bezug auf die Leistungsübertragungseinheit eindeutig zu erfassen, auch wenn es aufgrund der Kennlinien der Formen der Leistungsübertragungsspule der Leistungsübertragungseinheit und der Leistungsempfangsspule der Leistungsumfangseinheit Positionen gibt, an denen der gleiche schwache Spannungswert angezeigt wird, obwohl der Abstand unterschiedlich ist.
Weiterhin ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines berührungslosen Energieübertragungssystems, in dem es möglich ist, den Ladewirkungsgrad in Bezug auf die Energiespeichervorrichtung des Fahrzeugs zu optimieren.
Ein berührungsloses Energieübertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Ladestation mit einer Leistungsübertragungseinheit, die konfiguriert ist, um eine schwache Leistung zu übertragen, und ein Fahrzeug mit einer Leistungsempfangseinheit, die konfiguriert ist, um die schwache Leistung berührungslos zu empfangen, eine Steuereinheit des Fahrzeugs, die eine Spannungswerterfassungseinheit umfasst, die konfiguriert ist, um einen schwachen Spannungswert der von der Leistungsempfangseinheit empfangenen schwachen Leistung zu erfassen, eine Positionsdifferenzierungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Positionsdifferenzierung des erfassten schwachen Spannungswertes durchzuführen, um zu bestimmen, ob der erfasste schwache Spannungswert ein Spannungswert aufgrund der schwachen Leistung ist oder nicht, und eine Bewegungsverschiebungsmengen-Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Bewegungsverschiebungsgröße des Fahrzeugs zu erfassen, wobei während der Fahrt des Fahrzeugs in einer Weise, dass sich die Leistungsempfangseinheit des Fahrzeugs der Leistungsübertragungseinheit nähert, wenn eine Position erreicht wird, an der ein Positionsdifferenzwert des von der Positionsdifferenzierungseinheit berechneten schwachen Spannungswerts einen Nullwert überschreitet, die Position als eine Ausgangsposition der Bewegungsverschiebungsgröße des Fahrzeugs festgelegt wird.
Nach der vorliegenden Erfindung ist der Abstand von der Leistungsübertragungseinheit zu einem äußeren Rand eines Erfassungsbereichs der niedrigen Leistung, innerhalb dessen die schwache Leistung von der Leistungsübertragungseinheit, d.h. der Abstand von der Leistungsübertragungseinheit zur Ausgangsposition, erfasst werden kann, im Voraus bekannt. Daher wird während der Fahrt des Fahrzeug, bei der sich die Leistungsempfangseinheit des Fahrzeugs der Leistungsübertragungseinheit nähert, beim Erreichen einer Position (Entfernung), bei der der von der Positionsdifferenzierungseinheit berechnete Positionsdifferenzwert des schwachen Spannungswertes den Nullwert überschreitet, die Position (Entfernung) als die Ausgangsposition der Bewegungsverschiebungshalterung des Fahrzeugs festgelegt, wodurch es möglich ist, die Leistungsempfangseinheit gegenüber der Leistungsübertragungseinheit zuverlässig zu positionieren.
In diesem Fall kann ferner eine Speichereinheit vorgesehen werden, die konfiguriert ist, um eine Korrespondenzbeziehung zwischen dem schwachen Spannungswert (vorbestimmten Spannungswert), der größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und einem Verschiebungsbetrag des Fahrzeugs zu speichern, und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der konfiguriert ist, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs zu erfassen, wobei, wenn die schwache Spannung kleiner als der vorbestimmte Wert ist, die Bewegungsverschiebungsmengen-Erfassungseinheit den Bewegungsverschiebungsbetrag basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, und wenn die schwache Spannung größer oder gleich dem vorbestimmten Spannungswert (vorbestimmter Wert) ist, berechnet die Bewegungsverschiebungsmengen-Erfassungseinheit den Bewegungsverschiebungsbetrag unter Bezugnahme auf die Korrespondenzbeziehung gemäß dem erfassten schwachen Spannungswert.
Der Bewegungsverschiebungsbetrag wird basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit von der Ausgangsposition bis zu der Position, bei der der schwache Spannungswert zum vorbestimmten Spannungswert wird, und von der Position, bei der der schwache Spannungswert zum vorbestimmten Spannungswert geworden ist, bis zu der Position (Mittenposition der Getriebeeinheit), bei der der maximale Spitzenwert erhalten wird, berechnet, der Bewegungsverschiebungsbetrag wird in Bezug auf die Entsprechung gemäß dem erfassten schwachen Spannungswert berechnet.
Aus diesem Grund wird beispielsweise selbst dann, wenn es eine Position gibt, in der der schwache Spannungswert einen Minimalwert auf einer Strecke von der Ausgangsposition zur Mittenposition der Leistungsübertragungseinheit annimmt, der Bewegungsverschiebungsbetrag auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit an der Position, an der der Minimalwert angenommen wird, berechnet, und somit kann die Leistungsempfangseinheit des Fahrzeugs von der Ausgangsposition der schwachen Leistung (Anfangsposition des schwachen Spannungswerts) bis zum Erreichen der Mittenposition der Leistungsübertragungseinheit zuverlässiger positioniert werden.
Weiterhin kann die Korrespondenzbeziehung ein Merkmal sein, das von einem Höhenunterschied in Bezug auf eine horizontale Ebene zwischen einer Leistungsübertragungsspule der Leistungsübertragungseinheit und einer Leistungsempfangsspule der Leistungsempfangseinheit abhängt.
Durch Bezugnahme auf die Kennlinie der schwachen Spannung entsprechend dem Höhenunterschied in Bezug auf eine horizontale Ebene zwischen der Leistungsübertragungsspule und der Leistungsempfangsspule ist es möglich, eine genaue Positionierung an einem Ort an einem beliebigen Ladestationsplatz durchzuführen, an dem ein solcher Höhenunterschied bekannt ist.
Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Ladewirkungsgrad in Bezug auf den Energiespeicher des Fahrzeugs zu optimieren.
Figurenliste

1 ist eine schematische Seitenansicht eines berührungslosen Energieübertragungssystems gemäß einer Ausführungsform;
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht des in 1 dargestellten berührungslosen Energieübertragungssystems;
3A ist eine schematische Draufsicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Leistungsempfangsblock genau an einer Leistungsübertragungsspule positioniert ist;
3B ist eine schematische Draufsicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Leistungsempfangsblock in y-Achsrichtung verschoben ist;
3C ist eine schematische Draufsicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem sich der Leistungsempfangsblock in einem sehr nahen Entfernungsbereich befindet;
4 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Fahrzeugs;
5 ist eine schematische Draufsicht zur Beschreibung der Positionierung;
6 ist ein Kennlinien-Erklärungsdiagramm einer Kennlinie des schwachen Spannungswerts und einer Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung;
7 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel für ein Bild für die Parkassistenz darstellt;
8 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein weiteres Beispiel für ein Bild für die Parkassistenz darstellt;
9 ist ein Kennlinie-Erklärungsdiagramm, in dem die Kennlinie des schwachen Spannungswertes sowohl auf der positiven als auch auf der negativen Seite eines Ursprungs dargestellt wird;
10A ist eine schematische Draufsicht, die das Fahrzeug in einer Ausgangsposition darstellt;
10B ist eine schematische Draufsicht, die das Fahrzeug an einer Position mitten in einem Positionierungsprozess darstellt;
11 ist eine schematische Draufsicht zur Beschreibung eines Prozesses zum Schätzen eines y-Achsen-Verschiebungsbetrags aus einem Fahrzeugbewegungsbetrag;
12 ist ein Kennlinie-Erklärungsdiagramm zur Beschreibung eines Vorgehens zum Schätzen des Bewegungsbetrags der y-Achse aus dem Bewegungsbetrag des Fahrzeugs;
13 ist eine erklärende Ansicht zum Erhalten von Positionskoordinaten des Fahrzeugs durch eine numerische Formel;
14 ist ein Gesamtablaufdiagramm eines Vorgehens zur Erfassung der relativen Position;
15 ist ein detailliertes Flussdiagramm zur Beschreibung der Berechnung der Fahrzeugverschiebungsgröße als Parameter und eines Rücksetz- und Initialisierungsprozess der Fahrzeugverschiebungsgröße und des integrierten Werts der schwachen Spannung;
16 ist ein detailliertes Flussdiagramm zur Beschreibung eines Berechnungsprozesses des integrierten Werts der schwachen Spannung;
17 ist ein detailliertes Flussdiagramm (1 von 2) zum Beschreiben eines Erkennungsprozesses (Berechnungsprozesses) einer relativen Position des Leistungsempfangsblocks in Bezug auf den Leistungsübertragungsblock; und
18 ist ein detailliertes Flussdiagramm (2 von 2) zur Beschreibung des Erkennungsprozesses (Berechnungsprozesses) der relativen Position des Leistungsempfangsblocks in Bezug auf den Leistungsübertragungsblock.

Beschreibung der Ausführungsformen
[Konfiguration]
1 ist eine schematische Seitenansicht eines berührungslosen Energieübertragungssystems 10 gemäß einer Ausführungsform, und 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht des in 1 dargestellten berührungslosen Energieübertragungssystems 10.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, beinhaltet das berührungslose Energieübertragungssystem 10 im Wesentlichen eine Ladestation 30 und ein Fahrzeug 20, das mit einer Energiespeichervorrichtung (BAT) 50 ausgestattet ist, die eine Batterie ist.
Die Energiespeichervorrichtung 50 des Fahrzeugs 20 wird berührungslos (drahtlos) von der Ladestation 30 geladen.
Die Ladestation 30 enthält einen Leistungsübertragungsblock (Primärblock) 21 als Leistungsübertragungseinheit, die auf einer Straßenoberfläche, wie beispielsweise einer Bodenfläche 23 oder dergleichen, vorgesehen ist, und eine Leistungsquelleneinheit 31, die einer Leistungsübertragungsspule 11 im Leistungsübertragungsblock 21 über ein Kabel 62 eine Wechselspannung mit einer Referenzfrequenz fr zuführt. Die Referenzfrequenz fr ist höher als eine niedrige Frequenz, z.B. eine kommerzielle Frequenz im Bereich von 50 Hz bis 60 Hz, und kleiner oder gleich mehreren hundert Kilohertz[kHz].
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie schematisch in 1 dargestellt, ist der Leistungsübertragungsblock 21 auf der Bodenfläche 23 eines Parkplatzes oder dergleichen vorgesehen.
Das Fahrzeug 20 ist ein Elektrofahrzeug (EV), ein Plug-in-Hybridfahrzeug (PHV) oder ein Plug-in-Brennstoffzellenfahrzeug (PFCV) und weist einen Leistungsempfangsblock (Sekundärblock) 22 als Leistungsempfangseinheit, der an einem unteren Teil des Fahrzeugs 20 vorgesehen ist. Der Leistungsempfangsblock 22 beinhaltet eine Leistungsempfangsspule 12 als Sekundärspule.
3A ist eine schematische Draufsicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Leistungsempfangsblock 22 am Leistungsübertragungsblock 21 der Ladestation 30 positioniert ist. Der Leistungsempfangsblock 22 ist symmetrisch zu einer Karosserie-Mittellinie 25 des Fahrzeugs 20 angeordnet. In 3A zeigen die Pfeile eine Vorwärtsrichtung, eine Rückwärtsrichtung, eine Linksrichtung und eine Rechtsrichtung des Fahrzeugs 20 an.
Wie 3A veranschaulichen die 1 und 2 einen Zustand, in dem der Leistungsempfangsblock 22 am Leistungsübertragungsblock 21 positioniert ist. Es ist zu beachten, dass in 1 die Pfeile eine Vorwärtsrichtung, eine Rückwärtsrichtung, eine Abwärtsrichtung und eine Aufwärtsrichtung des Fahrzeugs 20 anzeigen.
Im positionierten Zustand weisen eine Hauptfläche der Leistungsübertragungsspule 11 (im Allgemeinen eine Oberseite des Leistungsübertragungsblocks 21) und eine Hauptfläche der Leistungsempfangsspule 12 (im Allgemeinen eine Unterseite des Leistungsempfangsblocks 22) in einem parallelen Zustand zueinander.
In den 2 und 3A ist die Leistungsempfangsspule 12 auf der Seite des Fahrzeugs 20 kreisförmig, wie die dick gestrichelte Linie zeigt, innerhalb des Leistungsempfangsblocks 22, der eine quadratische Form aufweist. Andererseits hat die Leistungsübertragungsspule 11 auf der Seite der Ladestation 30 eine etwa seitliche längliche elliptische Form, wie die dick gestrichelte Linie zeigt, innerhalb des rechteckigen Leistungsübertragungsblocks 21.
Es ist zu beachten, dass die Leistungsübertragungsspule 11 und die Leistungsempfangsspule 12 auch eine viereckige Form (eine quadratische oder rechteckige Form) oder alternativ eine runde Form aufweisen können.
Wie in 1 dargestellt, beinhaltet die Leistungsquelleneinheit 31 der Ladestation 30 eine elektronische Steuereinheit (ECU) 61 und eine Kommunikationsvorrichtung 81 mit einer Sende-/Empfangsantenne. Die Leistungsquelleneinheit 31 ist mit einer nicht veranschaulichten, kommerziellen Wechselstromquelle verbunden, die mit einer Frequenz von 50 Hz bis 60 Hz arbeitet.
Die Leistungsquelleneinheit 31 erzeugt eine niederfrequente Sendeleistung P1 in der Größenordnung von mehreren Dutzend Kilohertz, beispielsweise aus der Wechselstromquelle, und liefert die Leistung über das Kabel 62 an die Leistungsübertragungsspule 11 des Leistungsübertragungsblocks 21. Darüber hinaus wird die Sendeleistung P1 von der Leistungsquellen-ECU 61 zwischen einer schwachen Leistung Plpe (lpe: Low Power Excitation) gemäß einem schwachen Strom für die Positionierung und einer Hauptleistung Pn (Plpe <<< Pn) gemäß einem normalen Strom für das hauptsächliche Laden umgeschaltet. Vom Leistungsübertragungsblock 21 wird die schwache Leistung (die schwache Leistung wird auch als Plpe bezeichnet) entsprechend der schwachen Leistung Plpe übertragen, oder alternativ die Hauptleistung (die Hauptleistung wird auch als Pn bezeichnet) entsprechend der Hauptleistung Pn.
In 2 wird ein Positionierungsvorgang durchgeführt, bei dem das Fahrzeug 20 so verfahren wird, dass die auf den Leistungsübertragungsblock 21 (Leistungsübertragungsspule 11) bezogenen XYZ-Achsen mit den auf dem Leistungsempfangsblock 22 (Leistungsempfangsspule 12) des Fahrzeugs 20 bezogenen XYZ-Achsen übereinstimmen, wie in dem Schema dargestellt. Darüber hinaus wird eine Ursprungsposition (Koordinatenursprung) o der XYZ-Achsen (XYZ-Koordinaten) des Leistungsübertragungsblocks 21 (Leistungsübertragungsspule 11) als Mittelpunkt der Leistungsübertragungsspule 11 und eine Ursprungsposition (Koordinatenursprung) O der XYZ-Achsen (XYZ-Koordinaten) des Leistungsempfangsblock 22 (Leistungsempfangsspule 12) als Mittelpunkt der Leistungsempfangsspule 12 angesehen.
Somit ist der Positioniervorgang ein Prozess, bei dem die Mitte der Leistungsempfangsspule 12 (Koordinatenursprung O) des Leistungsempfangsblocks 22 des Fahrzeugs 20 mit der Mitte der Leistungsempfangsspule 11 (Koordinatenursprung O) des Leistungsübertragungsblocks 21 der Ladestation 30, wie im Plan gesehen, übereinstimmt.
Wenn beide Zentren (Koordinatenursprungspunkte O, o) übereinstimmen (die z-Achse und die Z-Achse stimmen überein), auch wenn die XY-Achsen des Leistungsübertragungsblocks 21 (Leistungsübertragungsspule 11) in Bezug auf die xy-Achsen des Leistungsempfangsblocks 22 (Leistungsempfangsspule 12) gedreht werden, ändert sich der Leistungsübertragungswirkungsgrad (Leistungsempfangswirkungsgrad = Prn/Pn = empfangene Leistung des Leistungsempfangsblocks 22/übertragene Leistung des Leistungsübertragungsblocks 21) nicht.
Wie in 1 dargestellt, ist der Leistungsempfangsblock 22 des Fahrzeugs 20 über ein Kabel 42, einen Gleichrichter 44, ein Kabel 48 mit einem Schütz 46 und einen Spannungssensor 52 mit der Energiespeichervorrichtung 50 verbunden.
Der Gleichrichter 44, Schütz 46 und die Energiespeichervorrichtung 50 werden von einem elektronischen Steuergerät (ECU) 60 gesteuert.
Darüber hinaus ist die ECU 60 an eine fahrzeuginterne Kommunikationsleitung 66 angeschlossen, um das Fahrzeug 20 als Ganzes zu steuern.
Die Fahrzeug-Kommunikationsleitung 66 ist mit einer Rückfahrkamera (Abbildungsvorrichtung) 71 zum Beobachten einer rückwärtigen Richtung des Fahrzeugs 20 und einer Anzeigeeinheit (Anzeigevorrichtung) 72 verbunden, die auch als Eingabevorrichtung (Berührungssensor) dient, die von einem Fahrzeuginsassen, wie beispielsweise einem Fahrer oder dergleichen, bedient wird. Abgesehen davon ist die Fahrzeug-Kommunikationsleitung 66 auch mit einem Lautsprecher/Summer 73, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 74, einem Gaspedalsensor 76, einem Lenkwinkelsensor 78 und einem Schaltpositionssensor 79 usw. verbunden. Die ECU 60 verwendet die von den Sensoren 74, 76, 78 und 79 erfassten Fahrzeuginformationen {eine Fahrzeuggeschwindigkeit Vv, eine Gaspedalöffnung (Gaspedalöffnung) θa, einen Lenkwinkel (entsprechend einem Richtungswinkel der Vorderräder) θs und eine Schaltposition S_p (Parkposition P, Rückwärtsstellung R, Neutralstellung N, Fahrposition D)}.
Als Anzeigeeinheit 72 kann beispielsweise eine Anzeigeeinheit einer auf dem Armaturenbrett angeordneten Navigationsvorrichtung verwendet werden, und auf der Anzeigeeinheit 72 zeigt die ECU 60 Positionierungsfortschrittsinformationen oder dergleichen als Informationen zur Unterstützung des Fahrers bei der Durchführung des Fahrens zur Positionierung des Fahrzeugs an.
Die ECU 60 des Fahrzeugs 20 führt eine Kommunikation wie die Kopplung mit der Leistungsquellen-ECU 61 über eine Kommunikationsvorrichtung 82 mit einer Sende-/Empfangsantenne, die mit der ECU 60 verbunden ist, und der Kommunikationsvorrichtung 81 der Leistungsquelleneinheit 31 der Ladestation 30 durch.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Positionierungsprozess durchgeführt, bei dem der Leistungsempfangsblock 22 in Bezug auf den Leistungsübertragungsblock 21 der Ladestation 30 so positioniert wird, dass der Fahrer das Fahrzeug 20 antreibt und steuert, während er die Informationen (Positionierfortschrittsstatus) auf der Anzeigeeinheit 72 zur Unterstützung des Fahrers bei der Positionierung des Fahrzeugs 20 beobachtet. Der Positionierungsprozess kann aber auch durch so genanntes automatisiertes Parken durchgeführt werden.
4 ist ein Funktionsblockdiagramm des Fahrzeugs 20.
Im Fahrzeug 20 werden die Antriebsräder 84 von einem Motor 80 über ein Getriebe 86 mechanisch in Drehung versetzt. Der Motor 80 wird elektrisch durch einen Wechselrichter 88 angetrieben, der als Antriebsvorrichtung dient.
Die Gleichstromzufuhr erfolgt von der Energiespeichervorrichtung 50 zu einer Stromquellen-Eingangsklemme des Wechselrichters 88. Ein Ein-/Aus-Steuersignal eines Schaltelements wird von der ECU 60 an eine Steuerungseingangsanschluss des Wechselrichters 88 geliefert. Das Ein-/Aus-Steuersignal wird verwendet, um die Gleichstromleistung aus dem Energiespeicher 50 in eine Dreiphasenleistung (Dreiphasen-Wechselstrom) gemäß einer Gaspedalöffnung θa oder ähnlichem, die von dem Gaspedalsensor 76 ausgegeben wird, umzuwandeln.
Der Motor 80 zum Antreiben des Fahrzeugs wird durch die Drehstromleistung angetrieben, und ein Drehmoment des Motors 80 wird über das Getriebe 86 auf die Antriebsräder 84 des Fahrzeugs 20 übertragen. Zusätzlich zu einem Antriebsmechanismus mit dem Motor 80 weist das Fahrzeug 20 einen Lenkmechanismus mit einem Lenkrad auf, einer elektrischen Servolenkung und dergleichen, sowie einen Bremsmechanismus mit einer elektrischen Bremse, einer Scheibenbremse und dergleichen, von denen keine dargestellt sind.
Sowohl die Leistungsquellen-ECU 61, die eine Steuereinheit der Ladestation 30 ist, als auch die ECU 60, die eine Steuereinheit des Fahrzeugs 20 ist, sind eine Rechenvorrichtung mit einem Mikrocomputer, der neben einer CPU (Zentraleinheit), einem ROM (einschließlich eines EEPROM) und einem RAM (Direktzugriffsspeicher) als Speicher weiterhin Ein-/Ausgabevorrichtungen wie einen A/D-Wandler, einen D/A-Wandler und dergleichen und einen Timer, der als Zeitsteuerungseinheit fungiert, aufweist. Durch die CPUs, die in den ROMs gespeicherte Programme auslesen und ausführen, fungieren die ECUs als verschiedene Funktionsrealisierungseinheiten (Funktionsrealisierungsmittel), z.B. einer Steuerung, einer Recheneinheit und einer Verarbeitungseinheit, etc. Die Funktionen können auch in Form von Hardware realisiert werden. Anstelle eines einzelnen Steuergeräts kann das Steuergerät 60 in eine Mehrzahl von Einheiten unterteilt werden, wie beispielsweise ein Fahrzeugsteuergerät, ein Ladegerät, ein Energiespeichermedium und dergleichen.
In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die ECU 60 eine Spannungswerterfassungseinheit 102, die einen vom Spannungssensor 52 erfassten schwachen Spannungswert (Empfangsspannung) vlpe erfasst, eine Signifikanz-Bestimmungseinheit 104 zum Bestimmen der Signifikanz der schwachen Spannung vlpe, eine Differenzierungseinheit 106 mit einer Positionsdifferenzierungseinheit 106p und einer Zeitdifferenzierungseinheit 106t, eine Ermittlungseinheit 108 der inneren/äußeren Region des Erfassungsbereichs zum Bestimmen, ob die schwache Leistung innerhalb oder außerhalb des Detektionsbereichs liegt, eine Bewegungsmengen-Erfassungseinheit (Bewegungsverschiebungsmengen-Erfassungseinheit) 110, eine Bewegungsrichtungserfassungseinheit 111, eine Ausgangsposition/Parametrierungseinheit 112, eine Betriebsmengenberechnungs-/Einstellungs-/Meldeeinheit 114, eine Berechnungseinheit für einen Wert der integrierten schwachen Spannung 115, eine Relativpositionsberechnungseinheit (Positionserfassungseinheit) 116, die eine Position (Relativposition) der Leistungsempfangsspule 12 relativ zur Leistungsübertragungsspule 11 berechnet (erfasst), eine Positiv/Negativ-Ermittlungseinheit 118, die ermittelt, ob die Leistungsempfangsspule 12 auf einer positiven Seite oder einer negative Seite (siehe 2) auf einer x-Achse der Leistungsübertragungsspule 11 vorhanden ist (siehe 2) und eine Bilderzeugungseinheit 119, die ein Bild zur Unterstützung der Positionierung und dergleichen erzeugt.
Weiterhin speichert die ECU 60 innerhalb ihrer Speichereinheit 200 eine Spannungswertkennlinie (auch als Kennlinie der schwachen Spannung bezeichnet) 202 des schwachen Spannungswerts vlpe in einer Kennlinie der schwachen Spannung (Spannungswertkennlinie) 200v und speichert eine Kennlinie (auch als Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung bezeichnet) 204 eines integrierten Werts der schwachen Spannung vilpe, die ein positionsintegrierter Wert der Kennlinie der schwachen Spannung 202 in einer Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung (Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung) 200i ist.
Darüber hinaus kann anstelle der Speicherung des integrierten Werts der schwachen Spannung vilpe, der aus der Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204 im Voraus gewonnen wird, bei jedem positionsbezogenen Parken aus der Kennlinie des Integralwerts der schwachen Spannung 202, die einer z-Achsenhöhe zh entspricht, der integral wird der schwachen Spannung vilpe erzeugt werden.
In diesem Fall sind die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 und die Kennlinie des Integralwerts der schwachen Spannung 204 dreidimensionale Abbildungen des schwachen Spannungswerts vlpe und des integrierten Werts der schwachen Spannung vilpe, und in solchen Abbildungen dienen eine Position xy und die z-Achsenhöhe zh als Parameter.
Weiterhin wird in einer Speichereinheit für die induzierte Spannungskennlinie 200e der Speichereinheit 200 eine Kennlinie für die fahrzeuggeschwindigkeitsinduzierte Spannung 206 gespeichert, die durch ein Kennfeld definiert ist, dass eine Entsprechung zwischen einer Entfernung (Radialabstand) von der Leistungsübertragungsspule 11, der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv und einer induzierten Spannung der Leistungsempfangsspule 12 ausdrückt.
[Betrieb]
Als nächstes wird eine Beschreibung über den [Gesamtvorgang] der oben beschriebenen Ausführungsform und die jeweiligen Vorgänge der [ersten bis sechsten Beispiele] gegeben.
[Allgemeiner Betrieb]
Zum Zeitpunkt der Positionierung veranlasst der Fahrer des Fahrzeugs 20, der versucht, den Energiespeicher 50 an der Ladestation 30 eines Parkplatzes zu laden, zunächst vor der vorgenannten Kopplung, das Fahrzeug 20 in Rückwärtsrichtung zu fahren (Rückwärtsfahrt). Während einer solchen Rückwärtsfahrt wird das Fahrzeug 20 beispielsweise entlang einer Seitenwand des Parkplatzes oder alternativ entlang einer Seitenlinie eines Parkrahmens und/oder unter Beobachtung eines Bildes der Rückfahrkamera 71 auf der Anzeigeeinheit 72 so gefahren, dass die Karosserie-Mittellinie 25 des eigenen Fahrzeugs 20 des Fahrers mit der X-Achse des Leistungsübertragungsblocks 21 der Ladestation 30 übereinstimmt.
Es ist zu beachten, dass auf der x-Achse und der y-Achse des Leistungsübertragungsblocks 21 weiße Linien gezeichnet sein können, die vom Fahrer oder alternativ von der Rückfahrkamera 71 oder dergleichen gesehen werden können.
Wenn der Fahrer das Fahrzeug 20 so gefahren hat, dass es in unmittelbarer Nähe des Leistungsübertragungsblocks 21 liegt, und wenn beispielsweise das Fahrzeug 20 in eine Position gekommen ist, in der der Leistungsübertragungsblock 21 mit einer Unterseite einer Seite am hinteren Teil des Fahrzeugs 20 überlappt und der Leistungsübertragungsblock 21 im Bild der Rückfahrkamera 71 nicht identifiziert oder bestätigt werden kann, wird das Fahrzeug 20 vorübergehend angehalten.
In einer solchen Halteposition drückt der Fahrer auf eine berührungslos arbeitende Starttaste „Positionierungsprozess“, die auf der Anzeigeeinheit 72 vom Typ berührungsempfindliche Fläche erscheint.
Die ECU 60, die das Drücken der Starttaste „Positioniervorgang“ erkannt hat, führt eine Kopplung durch, um über die Kommunikationsvorrichtung 82 und die Kommunikationsvorrichtung 81 der Leistungsquelle 61 anzufordern, dass die Leistungsquellen-ECU 61 die schwache Leistung über ein drahtloses LAN wie WiFi oder dergleichen überträgt.
Wenn durch eine solche Kopplung eine gegenseitige Authentifizierung hergestellt wird, liefert die Leistungsquellen-ECU 61 der Ladestation 30 einen konstanten schwachen Wechselstrom an die Leistungsübertragungsspule 11 des Leistungsübertragungsblocks 21, und entsprechend der schwachen Leistung wird die konstante schwache Leistung Plpe drahtlos von dem Leistungsübertragungsblock 21 (Leistungsübertragungsspule 11) übertragen.
Andererseits wird der Schütz 46 bei einer Authentifizierung durch die ECU 60 des Fahrzeugs 20 in einen geschlossenen Zustand versetzt, woraufhin die Spannungswerterfassungseinheit 102 beginnt, den schwachen Spannungswert vlpe durch den Spannungssensor 52 zu erhalten und zu erfassen. Zum Zeitpunkt der Authentifizierung liegt der schwachen Spannungswert vlpe jedoch außerhalb des Erfassungsbereichs des schwachen Spannungswerts vlpe, so dass der schwache Spannungswert vlpe ein Nullwert ist und nicht erkannt wird. Darüber hinaus kann im Spannungssensor 52 ein Entstörfilter vorgesehen werden.
Wenn das Gaspedal 77 leicht gedrückt wird, um eine Drehung des Motors 80 zu bewirken, und das Fahrzeug 20 beginnt, sich sanft zu bewegen, wird der Empfang der schwachen Leistung plpes an einer Ausgangsposition (die eine bekannte Position ist, wie später beschrieben wird) eingeleitet, und die Erkennung (Erfassung) des schwachen Spannungswertes vlpe, der ein Wert ungleich Null ist, wird durch die Spannungswerterfassungseinheit 102 eingeleitet.
Als nächstes analysiert die ECU 60 den schwachen Spannungswert vlpe, d.h. die Leistungsaufnahme-Spannung unter Verwendung der Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 und dergleichen. Aus den Ergebnissen der Analyse zeigt die ECU 60 auf der Anzeigeeinheit 72 die Position der Leistungsübertragungsspule 11 auf der Seite der Ladestation 30 und die Position (relative Position) der Leistungsempfangsspule 12 auf der Seite des Fahrzeugs 20 in Bezug auf die Position der Leistungsübertragungsspule 11 und dergleichen an. Der Fahrer wird über diese Informationen informiert, die ihn bei der Durchführung von Fahrten zur Positionierung des Fahrzeugs unterstützen.
Darüber hinaus wird die Fahrt zur Durchführung der Positionierung fortgesetzt, und wenn festgestellt wird, dass der schwache Spannungswert vlpe zu einem bekannten maximalen Spitzenwert vlpemax geworden ist, wird der Positionierungsprozess beendet und der Antrieb des Motors 80 des Fahrzeugs 20 gestoppt.
An der Stelle, an der der Positionierungsprozess beendet wird, gibt die ECU 60 des Fahrzeugs 20 eine Benachrichtigung an die Leistungsquellen-ECU 61 der Ladestation 30 aus, dass die Positionierung abgeschlossen ist.
Danach schaltet die Leistungsquellen-ECU 61 die Übertragungsleistung P1 der Leistungsquelleneinheit 31 von der schwachen Leistung Plpe auf die Hauptleistung Pn, die eine große Normalleistung ist, und liefert die Hauptleistung Pn an die Leistungsübertragungsspule 11 des Leistungsübertragungsblocks 21. Folglich wird das berührungslose Laden auf Basis der Hauptleistung Pn in Bezug auf die Energiespeichervorrichtung 50 über die Leistungsempfangsspule 12 des Leistungsempfangsblocks 22 durchgeführt.
[Erstes Beispiel]
Verfahren zum Erkennen der relativen Position der Leistungsempfangsspule 12 in Bezug auf die Leistungsübertragungsspule 11].
5 ist eine schematische Draufsicht, in der bezüglich der auf der Oberseite der Zeichnung dargestellten Position des Fahrzeugs 20 eine Position dargestellt ist, an der das Fahrzeug 20, das sich derzeit von einer oberen (positiven Seite) Position der x-Achse in der gleichen Zeichnung nach hinten bewegt, in Richtung der Mitte o des Leistungsübertragungsblocks 21 (Leistungsübertragungsspule 11), und während die schwache Leistung Plpe nach dem Koppeln von der Leistungsübertragungsspule 11 übertragen wird, mit der Spannungswerterfassungseinheit 102 des Fahrzeugs 20 die schwache Spannung zum ersten Mal durch den Spannungssensor 52 erkannt und der schwache Spannungswert vlpe (vlpe = 0+) erfasst wird.
Wenn der schwache Spannungswert vlpe zum ersten Mal erkannt wird, bezieht sich die ECU 60 auf die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 und setzt die Position auf eine Ausgangsposition xint {xint = (x, y) = (x, y) = (xint, 0)} eines bekannten Abstandes und beginnt danach den Positionierungsvorgang unter Bezugnahme auf die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202. Gleichzeitig beginnt die Berechnungseinheit für den integrierten Wert der schwachen Spannung 115 mit der Berechnung des integrierten Werts der schwachen Spannung vilpe, der durch Positionsintegration des erfassten schwachen Spannungswerts vlpe erhalten wurde.
In diesem Fall fällt in der Ausgangsposition xint die Karosseriemittellinie 25 des Fahrzeugs 20 mit der x-Achse der Leistungsübertragungsspule 11 zusammen.
In der Praxis ist der Abstand x zwischen dem Ursprungspunkt o der Leistungsübertragungsspule 11 und der Ausgangsposition xint kleiner oder gleich der Fahrzeugbreite des Fahrzeugs 20, und der Fahrer ist nicht in der Lage, die Leistungsübertragungsspule 11 direkt durch die Rückfahrkamera 71 des Fahrzeugs 20 zu beobachten.
In 5 werden Festlegungen getroffen, so dass der x-Achsenabstand in Quadranten (Positionen) oberhalb der y-Achse ein positiver Wert und der x-Achsenabstand in Quadranten (Positionen) unterhalb der y-Achse ein negativer Wert ist. Weiterhin werden Festlegungen getroffen, so dass der y-Achsenabstand y in Quadranten (Positionen) rechts von der x-Achse ein positiver Wert ist und der y-Achsenabstand y in Quadranten (Positionen) links von der x-Achse ein negativer Wert ist.
Nach dem Koppeln, und aus einer Position vor Erreichen der Ausgangsposition xint heraus, fährt das Fahrzeug 20 beispielsweise zur Positionierung nach hinten, um mit einer langsamen, konstanten Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit Vvtar zu parken, die durch die ECU 60 oder dergleichen bezeichnet wird und die langsamer ist als eine Geschwindigkeit, die langsam genug ist, um das Fahrzeug 20 sofort anzuhalten.
Das in 5 rechts dargestellte Fahrzeug 20 ist ein Fahrzeug, das an einer aktuellen Position (aktuelle Koordinatenposition, relativer Radius) ra {ra=(x, y)} des Fahrzeugs 20 gezeichnet ist, die so gezeichnet ist, dass der Abweichungsbetrag des Fahrzeugs 20, das zur Positionierung gerade nach hinten fährt, übertrieben ist. Darüber hinaus ist die aktuelle Position ra(x, y) des Fahrzeugs 20 die Mittelstellung (Ursprungspunkt O) des Leistungsempfangsblocks 22 (Leistungsempfangsspule 12).
In 5 ist die Verschiebung des Fahrzeugs von der Ausgangsposition xint zur aktuellen Position ra ein Fahrzeugbewegungsbetrag (auch als Bewegungsbetrag oder Bewegungsverschiebungsbetrag bezeichnet) cvp. Darüber hinaus kann die Fahrzeugbewegungsmenge cvp in der Bewegungsmengen-Erfassungseinheit (auch als Bewegungsverschiebungsmengen-Erfassungseinheit bezeichnet) 110 aus einem integral JVv-dt = cvp basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv und einem Minutenzeitintervall dt, und, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv konstant ist, aus der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv × ein erforderliches Zeitintervall erhalten werden.
In diesem Fall kann der relative Bewegungsbetrag (Bewegungsbetrag, Fahrzeugbewegungsbetrag, x-Achsen-Bewegungsbetrag) xvp der Leistungsempfangsspule 12 auf der x-Achse von der Ausgangsposition xint bis zur aktuellen Position ra(x, y) für einen Fall, in dem das Fahrzeug 20 entlang der x-Achse direkt nach hinten fährt, durch den folgenden Ausdruck (1) erhalten werden. $xvp = xint - x$
Die Position der x-Achse wird durch den folgenden Ausdruck (2) berechnet, wobei der Ausdruck (1) modifiziert wird. $x = xint - xvp$
Die Positionierung ist abgeschlossen, wenn das Fahrzeug 20 beispielsweise direkt rückwärts entlang der x-Achse fährt und der Abstand x zu x = 0 wird.
Im ersten Beispiel werden der Relativbewegungsbetrag xvp der x-Achse und die x-Achsenposition (Abstand x) aus der Spannungskennlinie (Kennlinie schwachen Spannung 202) gemäß der elektromagnetischen Induktion der Leistungsempfangsspule 12 und der Leistungsübertragungsspule 11 und die Spannungskennlinie (Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204) durch Positionsintegration der Kennlinie schwachen Spannung 202 von der Ausgangsposition xint bis zur Mitte der Leistungsübertragungsspule 11 (Koordinatenursprung o) ermittelt.
Die Grafik auf der Oberseite von 6 zeigt die Kennlinie der schwachen Spannung 202, die im Voraus als Kennfeld in der Speichereinheit der Kennlinie der schwachen Spannung 200v gespeichert ist, und die Grafik auf der Unterseite von 6 zeigt die Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204, die im Voraus als Kennfeld in der Speichereinheit der Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 200i gespeichert ist.
Die Kennlinie der schwachen Spannung 202 und die Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204 sind Kennlinien für einen Fall, in dem die Differenz zh (siehe 2) zwischen der Höhe der Leistungsübertragungsspule 11 von der Bodenfläche 23 (horizontale Ebene) auf der z-Achse und der Höhe der Leistungsempfangsspule 12 von der Bodenfläche 23 (im Folgenden auch als z-Achsenhöhe bezeichnet) eine bekannte Höhe (Abstand) ist.
Für den Fall, dass die z-Achsenhöhe zh von der bekannten Höhe abweicht, kann die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 und die Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204 nach erfolgter Höhenkorrektur verwendet werden.
Bezüglich der Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 wird der schwache Spannungswert vlpe auf der vertikalen Achse und der Abstand x vom Ursprungspunkt o auf der x-Achse (Mitte der Leistungsübertragungsspule 11) auf der horizontalen Achse dargestellt.
Unter den Kennlinien der schwachen Spannungswerte 202 ist eine Kennlinie des schwachen Spannungswerts 2020s, die durch die durchgezogene Linie dargestellt wird, eine Kennlinie auf der x-Achse, wenn der Wert der y-Achse y = 0 [mm] und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv Vv = 0 [mm/s] beträgt.
Die durch die gestrichelte Linie dargestellte Kennlinie des schwachen Spannungswerts 2021s ist eine Kennlinie auf der x-Achse, wenn der Wert der y-Achse y = ya[mm] ist, wobei gemäß der vorliegenden Ausführungsform ya ein Wert kleiner als in der Größenordnung von xint/2 (ya < xint/2) und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv = 0[mm/s] ist.
Der schwache Spannungswert vlpe ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv = 0 ist, eine statische elektromotorische Spannung ist, die der Spannung entspricht, die durch ein Magnetfeld erzeugt wird, das mit der Referenzfrequenz fr schwingt, und der Wert hängt von der Form beider Spulen ab (die Leistungsübertragungsspule 11 und die Leistungsempfangsspule 12). In der vorliegenden Ausführungsform sind die Spannungswerte, wie aus der Kennlinie für den schwachen Spannungswert 2020s bei y = 0 und der Kennlinie für den schwachen Spannungswert 2021s bei y = ya ersichtlich, in einem Abstandsbereich von x = 0 bis xint im Wesentlichen äquivalent, auch wenn der Wert der y-Achse unterschiedlich ist (in einem Bereich von y = 0 bis ya).
Der Grund dafür ist, dass, wie in 3B gezeigt ist, die Leistungsübertragungsspule 11 eine Form hat, die sich einer seitlich länglichen elliptischen Form annähert, und in diesem Fall in Bezug auf jede Abweichung der Leistungsempfangsspule 12 in der y-Achsenrichtung mit einer Kreisform einer kleineren Fläche, die Verringerung der Anzahl der Kopplungsflüsse der Leistungsübertragungsspule 11 extrem wenig Einfluss auf den schwachen Spannungswert vlpe hat, und wenn die Abweichung in y-Achsrichtung kleiner oder gleich einem festen Abstand ya (y≤ya) ist, gibt es fast keinen Unterschied im schwachen Spannungswert vlpe auf der y-Achse bei x = 0.
Andererseits, wie in 3C dargestellt, wenn die Leistungsübertragungsspule 11 eine Form aufweist, die einer seitlich länglichen elliptischen Form nahekommt, hat die Abnahme der Anzahl der Kopplungsflüsse der Leistungsübertragungsspule 11 einen großen Einfluss auf den schwachen Spannungswert vlpe, wenn die Leistungsübertragungsspule 11 in x-Richtung um mehr als oder gleich einem Wert von x beabstandet ist, der die Ungleichung x > ya erfüllt.
So kann in einem sehr nahe am Koordinatenursprung o gelegenen Bereich Dc, in dem der Abstand x in der Größenordnung einer Position xc eines Grenzwerts für einen sehr nahen Abstand liegt, festgestellt werden, dass der schwache Spannungswert vlpe größer oder gleich einem schwachen Spannungswert (Schwellenwert) vlpec ist, und somit in diesem Fall der relative Bewegungsbetrag xvp auf der x-Achse (siehe 5) durch Bezugnahme auf die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 unter Verwendung des erfassten schwachen Spannungswertes vlpe als Argument genau und hochempfindlich ermittelt werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist die durch die durchgezogene Linie dargestellte Kennlinie des schwachen Spannungswerts 2020s eine Kennlinie zu einem Zeitpunkt, zu dem der Wert der y-Achse y = 0,0 [mm] und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv Vv = 0,0 [mm/s] beträgt.
Im Gegensatz dazu ist eine Kennlinie des schwachen Spannungswerts 2020d, die durch die eine punktiert gestrichelte Linie dargestellt wird, eine Kennlinie zu einem Zeitpunkt, zu dem der Wert der y-Achse y = 0,0 mm beträgt und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit Vvtar einer konstanten, sehr langsamen Geschwindigkeit (Vv = Vvtar[mm/s]) ist.
Vergleicht man die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 2020s, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv = 0 (im Stillstand) ist, und die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 2020d, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit Vvtar ist, so zeigt ein solcher Vergleich an, dass der sehr nahe Entfernungsbereich Dc mit der Position xc des Grenzwerts für die sehr nahe Entfernung, in der der Abstand x vom Ursprungspunkt o kurz ist, und einen Bereich großen Abstands Df von einer Position xn des Grenzwerts für kleinen Abstand zur Ausgangsposition xint, in dem der Abstand x vom Ursprungspunkt o lang ist, eine etwa monoton abnehmende Kennlinie aufweisen. Ein Nahbereich Dn von der Position xc des Grenzwerts für sehr nahen Abstand bis zur Position xn des Grenzwerts für den nahen Bereich, in dem der Abstand x vom Ursprungspunkt o mittel ist, beinhaltet jedoch einen Abschnitt (einen Abschnitt, in dem beide Merkmale 2020s und 2020d voneinander getrennt sind), in dem eine Spannungsänderung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv (Vv = 0, Vv = Vvtar) auftritt.
Der Grund dafür ist, dass zu der statischen elektromotorischen Spannung (Fahrzeuggeschwindigkeit Vv = Vvtar), die der Spannung entspricht, die nach dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion erzeugt wird, wenn sich die Leistungsempfangsspule 12 selbst mit der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv = Vvtar bewegt, eine dynamische elektromotorische Spannung (Fahrzeuggeschwindigkeit Vv = 0) addiert wird, die der Spannung entspricht, die durch das Magnetfeld erzeugt wird, das mit der Referenzfrequenz fr schwingt.
Es versteht sich, dass der Abschnitt (Abstand), in dem die Spannungsänderung auftritt, beispielsweise von den Spulenformen der Leistungsempfangsspule 12 und der Leistungsübertragungsspule 11 abhängt.
Somit wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Korrespondenzbeziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv und der dynamischen elektromotorischen Spannung (induzierte Spannung) im Voraus in der Speicher-Einheit 200e gespeichert.
Wie auf der Oberseite in 6 dargestellt, wird zwischen der Position xc für die Grenze des sehr nahen Abstandes und der Position xn der Grenze des nahen Abstandes innerhalb der Kennlinie des schwachen Spannungswertes 2020s usw. die Position (Punkt), an der der schwache Spannungswert vlpe zu vlpe wird, als untere Position (unter 6 der untere Spitzenwert vlpeth, zu dem ein Offsetanteil hinzugefügt wird) bezeichnet.
Auf diese Weise ist die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 (insbesondere die statische schwache Spannungswertkennlinie 2020s, etc.) eine Kennlinie mit folgenden Merkmalen. Da die Verteilung des Magnetfeldes in Abhängigkeit von den Spulenformen o.ä. variiert, sinkt der Wert des schwachen Spannungswertes vlpe entsprechend dem Betrag der von der Mitte der Leistungsübertragungsspule 11 an den gesamten Umfang in radialer Richtung übertragenen schwachen Leistung, der entlang eines Querschnitts in vertikaler Richtung aufgenommen wird, vom maximalen Spitzenwert (lokaler Maximalwert) vlpemax der Leistungsübertragungsspule 11 (Mitte der Leistungsübertragungseinheit) nach außen in radialer Richtung, und wird zu einem unteren Spitzenwert (lokaler Minimalwert) vlpeth (vlpeth 0≈), der Wert steigt vom unteren Spitzenwert vlpeth weiter nach außen in radialer Richtung und wird zu einem seitlichen Spitzenwert (lokaler Maximalwert) vlpen, und der Wert sinkt vom seitlichen Spitzenwert vlpen weiter nach außen in radialer Richtung und wird zu einem Nullwert, bei dem die schwache Leistung Plpe nicht erkannt werden kann.
Auf diese Weise wird in einem Trennungs-Abstandsbereich Ds, in dem der Nahbereich Dn und der Fernbereich Df kombiniert sind, eine Kennlinie dargestellt, bei der der schwache Spannungswert vlpe Unebenheiten (Konkavitäten und Konvexitäten) nach außen in radialer Richtung aufweist, obwohl der schwache Spannungswert vlpe gleich ist, der Abstand x an drei Stellen (drei Positionen) vorhanden ist, so dass der Abstand x und der relative Bewegungsbetrag xvp nicht eindeutig auf Basis des schwachen Spannungswertes vlpe bestimmt werden können.
Andererseits ist, wie aus der Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 ersichtlich, innerhalb des sehr nahen Abstandsbereichs Dc, der so eingestellt ist, dass der schwache Spannungswert vlpe größer oder gleich dem schwachen Spannungswert (Schwellenwert) vlpec wird, der den seitlichen Spitzenwert (lokaler Maximalwert) Vlpen innerhalb des Abstandsbereichs Ds mit einem Rand überschreitet, der Gradient der Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 steil, und da der Abstand x eindeutig relativ zum schwachen Spannungswert vlpe bestimmt wird, kann der Abstand x (relative Bewegungsgröße xvp) mit hoher Empfindlichkeit (Genauigkeit) unter Verwendung der Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 mit einem so steilen Gradienten gemessen werden.
Darüber hinaus wird am Ursprungspunkt o, an dem der Abstand x = 0 ist, der schwache Spannungswert vlpe zum maximalen Spitzenwert (lokaler Maximalwert) vlpemax, und nachdem das Fahrzeug 20 den Ursprungspunkt o überschritten hat, wird der Wert des Abstandes x negativ, und die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 weist die Eigenschaft auf, bezüglich der y-Achse liniensymmetrisch zu sein.
Der schwache Spannungswert (Seitenspitzenwert) vlpen, der in der Mitte der Positionierung ein lokaler Maximalwert bei x > 0 ist, und der schwache Spannungswert (Spitzenwert) vlpemax bei x = 0 sind sogenannte Wendepunkte. Somit wird der Positionsdifferenzwert vdplpe des schwachen Spannungswerts vlpe (Positionsdifferenzwert der schwachenSpannung), der durch den folgenden von der Positionsdifferenzierungseinheit 106p berechneten Ausdruck (3) ausgedrückt wird, zu einem Nullwert (vdplpe = 0). $vdplpe = d (vlpe) / dx$
Zu beachten ist, dass in der Kennlinie des schwachen Spannungswerts 2020s beispielsweise der Positionsdifferenzwert vdplpe des schwachen Spannungswerts vlpe auch an der unteren Position xb zu einem Nullwert wird.
Um den Abstand x und den relativen Bewegungsbetrag xvp innerhalb des Trennungs-Abstandsbereichs Ds eindeutig zu bestimmen, wird die auf der Unterseite von 6 dargestellte Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204 verwendet.
Die vertikale Achse der Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204 ist ein integrierter Wert (im Folgenden als integral wird der schwachen Spannung vilpe bezeichnet) des schwachen Spannungswerts vlpe, der durch den folgenden Ausdruck (4) aus der Kennlinie der schwachen Spannung 202 im Voraus berechnet wird, und die horizontale Achse ist der Abstand x vom Ursprungspunkt o auf der x-Achse. $vilpe = \int vlpe - dx$
Unter den Kennlinien des integrierten Werts der schwachen Spannung 204 ist die von der durchgezogenen Linie dargestellte Kennlinie integrierten Werte der schwachen Spannung 2040s eine Kennlinie zu einem Zeitpunkt, zu dem der Wert der y-Achse y = 0,0 [mm] und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv Vv = 0,0 [mm/s] beträgt.
Die durch die gestrichelte Linie dargestellte Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 2041s ist eine Kennlinie zu einem Zeitpunkt, zu dem der Wert der y-Achse y = ya [mm] und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv Vv = 0 [mm/s] ist.
Die durch die punktierten gestrichelte Linie dargestellte Kennlinie integrierten Werte der schwachen Spannung 2040d ist eine Kennlinie zu einem Zeitpunkt, zu dem der Wert der y-Achse y = 0,0 mm] und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv Vv Vv = Vvtar[mm/s] ist.
Die durch die doppelt punktiert gestrichelte Linie dargestellte Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 2041d ist eine Kennlinie zu einem Zeitpunkt, zu dem der Wert der y-Achse y = ya[mm] und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv Vv = Vvr [mm/s] (als Referenzfahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet) ist.
Es versteht sich, dass innerhalb der Kennlinie integrierten Werte der schwachen Spannung 204 im Trennungs-Abstandsbereich Ds, in dem der Bereich kleiner Abstände Dn und der Bereich großer Abstände Df kombiniert sind, der integrierte Wert der schwachen Spannung vilpe monoton mit einer Erhöhung des Relativbewegungsbetrags xvp zunimmt und der Abstand x eindeutig gemäß dem integrierten Wert der schwachen Spannung vilpe bestimmt wird.
An einer Position auf der x-Achse der Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204 weist der integrierte Wert der schwachen Spannung vilpe folgende Eigenschaften auf. Der Wert davon an der Ausgangsposition xint ist Null, der Wert davon an der Position xn der Grenze zu dem nahen Bereich wird zu einem integrierte schwachen Spannung vilpen (vilpen = Jvlpe-dx, wobei das Integrationsintervall xint von 0 bei xint - xn reicht), der der positionsintegrierte Wert von der Ausgangsposition xint bis zur Position xn der Grenze für den nahen Bereich (der Seitenspitzenwert vlpen) der Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 ist, der Wert davon an der Position xc der Grenze für den nahen Bereich wird zu einem integrierten Wert der schwachen Spannung vilpec (vilpen = Jvlpe-dx, wobei das Integrationsintervall xint von 0 bis xint - xc reicht), der der positionsintegrierte Wert von der Ausgangsposition xint bis zur Position xc der Grenze (schwacher Spannungswert vlpec) ist, und an der Position des Ursprungspunktes o (wobei der Abstand x gleich Null ist), wird dessen Wert zu einem integrierten Wert der schwachen Spannung vilpeh (vilpen = Jvlpe-dx, wobei das Integrationsintervall xint von 0 bis xint reicht).
Darüber hinaus wird nach Überschreiten des Ursprungspunktes o die Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204 zu einer zunehmenden Kennlinie mit Punktsymmetrie, die sich um den integrierten Wert der schwachen Spannung vilpeh dreht. Dementsprechend wird innerhalb des Trennungs-Abstandsbereichs Ds, wenn der integrierte Wert der schwachen Spannung vilpe kleiner als der integrierte Wert der schwachen Spannung vilpec ist, der Abstand x als „positiv“ bestimmt, während, wenn der integrierte Wert der schwachen Spannung vilpe größer oder gleich dem integrierten Wert der schwachen Spannung vilpec ist, der Abstand x als „negativ“ bestimmt wird.
Je nachdem, ob der integrierte Wert der schwachen Spannung vilpe kleiner als der integrierte Wert der schwachen Spannung (weak voltage threshold integrated value) vilpec ist oder nicht, kann bestimmt werden, ob die Position von der Nähe zur Rückseite über den Ursprungspunkt o positiv (vilpe < vilpec) oder negativ (vilpe > vilpec) ist.
So, wie in den Sprechblasen von 6, gemäß dem ersten Beispiel, unter Bezugnahme auf die Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204 und die Kennlinie der schwachen Spannung 202, im Falle des Erhaltens des Abstandes x auf der x-Achse vom Ursprungspunkt o, und insbesondere der Position der Leistungsempfangsspule 12, oder mit anderen Worten, der relativen Bewegungsgröße xvp auf der x-Achse von der Ausgangsposition xint, des erfassten schwachen Spannungswerts vlpe und des integrierten Werts der schwachen Spannung vilpe, der deren positionsintegrierter Wert ist, wird für jede Minute der Bewegung dx erhalten.
Darüber hinaus wird in den Bereichen (Nahbereich Dn und Fernbereich Df) von der Ausgangsposition xint bis zur Position xc der Grenze für den sehr nahen Bereich, in denen der relative Bewegungsbetrag xvp auf der x-Achse nicht eindeutig aus dem erhaltenen schwachen Spannungswert vlpe bestimmt wird, der Abstand x vom Ursprungspunkt o, und insbesondere der relative Bewegungsbetrag xvp auf der x-Achse aus der Ausgangsposition xint, erhalten, indem als Argument der erhaltene integrierte Wert der schwachen Spannung vilpe unter Bezugnahme auf die Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204, in der der relative Bewegungsbetrag xvp eindeutig bestimmt wird, verwendet wird.
Andererseits wird in dem Bereich (sehr naher Entfernungsbereich Dc) von der Position xc der Grenze für den sehr nahen Bereich zum Ursprungspunkt o (Abstand x = 0), in dem der relative Bewegungsbetrag xvp auf der x-Achse vom schwachen Spannungswert vlpe eindeutig bestimmt wird, der Abstand x vom Ursprungspunkt o und insbesondere der relative Bewegungsbetrag xvp auf der x-Achse von der Ausgangsposition xint, unter Verwendung des schwachen Spannungswerts vlpe als Argument erhalten.
[Anzeige der Einparkhilfe]
Anschließend wird eine Beschreibung einer Bilddarstellung auf der Anzeigeeinheit 72 zum Zwecke der Einparkhilfe bei der Positionierung gegenüber dem Fahrer des Fahrzeugs 20 gegeben.
Um die Positionierung der Position der Leistungsempfangsspule 12 des Fahrzeugs 20 an der Position der Leistungsübertragungsspule 11 der Ladestation 30 durchzuführen, ist es vorzuziehen, den Fahrer über eine Sollgaspedalöffnung (Sollgasöffnung) θatar, die der Stärke der Betätigung des Gaspedals 77 zur Erreichung der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit Vvtar entspricht, und einer für die Positionierung erforderlichen Zeitspanne Tp zu informiern, die die Zeitspanne ist, in der das Gaspedal 77 gedrückt werden soll.
Wie in 7 dargestellt, zeigt die Anzeigeeinheit 72 ein schematisches Hilfsbild 73a zur Positionierung, das von der Bilderzeugungseinheit 119 erzeugt wird.
Im Hilfsbild 73a werden Bilder angezeigt, die ein Gaspedalbild 77a, die Gaspedalöffnung (Gaspedalöffnung) θap bei der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit Vvp, die Gaspedalöffnung (Sollgasöffnung) θatar, die zum Erreichen der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit Vvtar erforderlich ist, und eine Betätigungsrichtung 77b des Gaspedals 77 beinhalten. Durch die Anzeige solcher Bilder wird ein sanfter Positioniervorgang mit dem Gaspedal 77 durch den Fahrer unterstützt.
Darüber hinaus zeigt das mit der gestrichelten Linie gezeichnete Gaspedalbild 77a die ursprüngliche Position des Gaspedals 77 an, und das mit der durchgezogenen Linie gezeichnete Gaspedalbild 77a zeigt die aktuelle Position des Gaspedals 77.
Darüber hinaus zeigt ein Messbild 90i im Hilfsbild 73a die für die Positionierung erforderliche Zeitspanne Tp an, um eine Benachrichtigung darüber zu geben, wie viele Sekunden es dauern wird, bis der Ursprungspunkt o erreicht ist, der die Zielposition ist, falls die aktuelle Gaspedalöffnung θap weiterhin gedrückt gehalten wird.
Auf diese Weise wird eine für ein reibungsloses Einparken optimale Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit Vvtar[km/m] definiert, mit der die Soll-Gaspedalöffnung θatar eingestellt wird. Eine Benachrichtigung des Fahrers kann erfolgen, so dass der Fahrer die aktuelle Gaspedalöffnung θap und die Soll-Gaspedalöffnung θatar optisch und leicht erkennen kann.
In 8 wird ein weiteres schematisches Hilfsbild 73b zur Positionierung dargestellt, das von der Bilderzeugungseinheit 119 erzeugt wird.
Im Hilfsbild 73b wird die aktuelle Position eines Leistungsempfangsblocks 22i, der in Bezug auf die Position eines Leistungsübertragungsblocks 21i angezeigt wird, eine links/rechts-Einstellgröße des Lenkrads und eine Maßdarstellung 91i angezeigt, die eine Benachrichtigung über eine verbleibende Entfernung xp von der aktuellen Position bis zum Ursprungspunkt, der die Zielposition ist, bereitstellt.
Durch die Anzeige der Hilfsbilder 73a und 73b zur Positionierung auf diese Weise ohne Fachkenntnisse oder Erfahrung kann der Fahrer das Fahrzeug 20 an einer entsprechend (genau) ausgerichteten Position (einer Position, an der der Ursprungspunkt o und der Ursprungspunkt O aus planmäßiger Sicht übereinstimmen) abstellen.
Auf diese Weise kann nach dem ersten Beispiel der Abstand x, der die relative Position der Leistungsempfangsspule 12 vom Koordinatenursprung o der x-Achse der Leistungsübertragungsspule 11 ist, aus dem schwachen Spannungswert vlpe gemäß der elektromagnetischen Induktion der Leistungsempfangsspule 12 und der Leistungsübertragungsspule 11 geschätzt (erfasst) werden, und der integrierte Wert der schwachen Spannung vilpe entspricht dem Bewegungsverschiebungsbetrag der Leistungsempfangsspule 12.
In diesem Fall wird im Nahbereich Dc, in dem der Abstand x eindeutig bestimmt wird, der Abstand x aus dem schwachen Spannungswert vlpe unter Bezugnahme auf die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 berechnet, die entsprechend der bekannten z-Achsenhöhe zh eingestellt ist.
In diesem Fall wird die positive oder negative Bestimmung der x-Achse im Nahbereich Dc aus der Steigung eines durch Gleichung (3) angegebenen Differenzwerte schwachen Spannung vdlpe und der Verschiebungsposition Sp bestimmt.
Weiterhin wird bestimmt, ob in den sehr nahen Entfernungsbereich Dc aus dem nahen Entfernungsbereich Dn eingedrungen wurde oder nicht, in Abhängigkeit davon, ob der schwache Spannungswert vlpe den schwachen Spannungswert vlpec überschritten hat oder ob der integrierte Wert der schwachen Spannung vilpe den integrierten Wert der schwachen Spannung vilpe an der gleichen Stelle wie der schwache Spannungswert vlpec überschritten hat.
Die positive oder negative Bestimmung der x-Achse innerhalb des Trennungs-Abstandsbereichs Ds wird aus der Verschiebungsposition Sp und der Steigung eines Positionsdifferenzwertes (Positionsdifferenzwert des integrierten Werts der schwachen Spannung) vdpilpe des integrierten Wert der schwachen Spannung vilpe bestimmt, der durch den folgenden Ausdruck (5) berechnet wird. $vdpilpe = d (vilpe) / dx$
Innerhalb des Trennungs-Abstandsbereichs Ds, in dem der Abstand x nicht eindeutig aus der Kennlinie der schwachen Spannung 202 bestimmt wird, wird der Abstand x aus der Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204 berechnet, die den Abstand x eindeutig bestimmt.
Darüber hinaus kann die aktuelle Position (Radialabstand) ra(x, y) des Fahrzeugs 20 ohne Verwendung der Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204 erreicht werden, sondern einfach aus der Ausgangsposition xint, wenn das Fahrzeug 20 in das Innere des Bereichs großer Entfernung Df einer inneren Region des Erfassungsbereichs der schwachen Spannung (genannt Innere Region des Erfassungsbereichs der schwachen Spannung oder innere Region des Erfassungsbereichs) Din aus der äußeren Region des Erfassungsbereichs der schwachen Spannung (genannt äußere Region des Erfassungsbereichs der schwachen Spannung oder äußere Region des Erfassungsbereichs) Dout (siehe 6) eingedrungen ist und die Fahrzeugbewegungsgröße cvp (siehe 5), die auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 74 und dem Lenkwinkel θs aus dem Lenkwinkelsensor 78 berechnet wird.
Darüber hinaus wird innerhalb des Bereichs des nahen Abstands Dn eine der Relativbewegungsgeschwindigkeit zwischen der Leistungsempfangsspule 12 und der Leistungsübertragungsspule 11 entsprechende induzierte Spannung erzeugt, und dadurch, in Bezug auf die Kennlinie der Fahrzeuggeschwindigkeit-induzierten Spannung 206, die ein Kennfeld der Kennlinie entsprechend der induzierten Spannung ist, die im Voraus aus der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv erhalten wurde, wird der schwache Spannungswert vlpe erhalten, bei dem jeder Versatz des Spannungswerts vlpe korrigiert wurde. Weiterhin wird für den integrierten Wert der schwachen Spannung vilpe ein Wert verwendet, der durch Integration des korrigierten schwachen Spannungswertes vlpe erhalten wird.
Da sich die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 in Abhängigkeit von der z-Achsenhöhe zh ändert, die einen Abstand zwischen der Leistungsempfangsspule 12 und der Leistungsspule 11 bildet, wird die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 unter Berücksichtigung der z-Achsenhöhe zh ausgewählt oder korrigiert.
Weiterhin wird in Bezug auf den integrierten Wert der schwachen Spannung vilpe, um die Integration auch von Fehlern darin zu vermeiden, im Falle, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv = 0, in welchem Fall keine induzierte Spannung erzeugt wird, der integrierte Wert der schwachen Spannung vilpe auf der Grundlage des aktuellen schwachen Spannungswertes vlpe und des integrierten Werts der schwachen Spannung vilpe auf einen Wert, insbesondere einen Referenzwert, auf den integrierten Wert der schwachen Spannung vilpe, auf die Kennlinie der integrierten Werte des schwachen Spannung 204 in Bezug auf den schwachen Spannungswert vlpe, für den die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv Vv = 0 ist, zurückgesetzt.
In diesem Fall wird jeder der Bereiche des sehr nahen Bereichs Dc, des Bereichs kleiner Entfernungen Dn und des Bereichs großer Entfernungen Df aus dem aktuellen integrierten Werte der schwachen Spannung vilpe bestimmt, und für jeden dieser Bereiche kann der Wert auf der Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204 entsprechend dem Wert des schwachen Spannungswerts vlpe, d.h. dem Referenzwert, zugeordnet und nach dem Zurücksetzen als integrierter Wert der schwachen Spannung vilpe zurückgesetzt werden.
[Zweites Beispiel]
Identifikation und Bestimmung der äußeren Region des Erfassungsbereichs der schwachen Spannung Dout und der inneren Region des Erfassungsbereichs der schwachen Spannung Din].
Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen der Bewegungsbetrag xvp der Leistungsempfangsspule 12 auf der x-Achse aus der Ausgangsposition xint, in der der schwache Spannungswert vlpe zunächst empfangen wird, oder anders angegeben, die x-Achsenposition (Abstand) x vom Ursprungspunkt o der Leistungsübertragungsspule 11 berechnet.
Daher werden in der äußeren Region des Erfassungsbereichs Dout Parameter wie der integrierte Wert der schwachen Spannung vilpe und der X-Achsen-Bewegungsbetrag betrag xvp zurückgesetzt, und wenn das Fahrzeug 20 in die innere Region des Erfassungsbereichs Din eintritt (bei Eintritt aus der äußeren Region des Erfassungsbereichs in die innere Region des Erfassungsbereichs), durch Zurücksetzen der Parameter wie der integrierte Wert der schwachen Spannung vilpe und der X-Achsen-Bewegungsbetrag xvp, wird eine Initialisierung zum Einstellen der Ausgangsposition xint durchgeführt, zusammen mit dem Starten der Berechnung des integrierten Werts der schwachen Spannung vilpe und des Ex-Achsen-Bewegungsbetrags xvp.
Obwohl innerhalb der äußeren Region des Erfassungsbereichs Dout der schwache Spannungswert vlpe auf dem unteren Grenzwert bleibt (ein wenig Zufallsrauschen und ein Offset werden darin gemischt), wird auch innerhalb der inneren Region des Erfassungsbereichs Din der schwache Spannungswert vlpe zum unteren Grenzwert an der unteren Position xb, und daher kann die innere oder äußere Region des Erfassungsbereichs der schwachen Spannung nicht genau mit nur dem schwachen Spannungswert vlpe bestimmt werden.
In der inneren Region des Erfassungsbereichs Din überschreitet der schwache Spannungswert vlpe mit Ausnahme der unteren Position xb den Wert Null, und daher wird eine Spannung leicht über Null, d.h. eine dem vorgenannten unteren Spitzenwert vlpeth entsprechende Spannung, als Grenzwert für die schwache Spannung festgelegt {weil deren Wert im Wesentlichen gleich ist, wird sie als Grenzwert für die schwache Spannung vlpeth mit den gleichen Referenzzeichen bezeichnet (siehe 6)}.
Wenn also der schwache Spannungswert vlpe größer oder gleich dem Grenzwert für die schwache Spannung vlpeth ist, wird der Bereich als die innere Region des Erfassungsbereichs Din bestimmt. Es ist zu beachten, dass, da das Rauschen durch einen Filterprozess entfernt und der Offsetanteil entfernt wird, der Grenzwert für die schwache Spannung vlpeth auf einen Wert von 0+ (ein positiver Wert nahe Null) festgelegt wird.
Weiterhin kann für den Fall, dass der schwacher Spannungswert vlpe kleiner oder gleich dem Grenzwert für die schwache Spannung vlpeth ist und sich das Fahrzeug im Stillstand befindet (Vv = 0), nicht bestimmt werden, ob die Position innerhalb der äußeren Region des Erfassungsbereichs Dout oder die untere Position xb liegt. Daher werden die zuvor erfassten Parameterwerte (der integrierte Wert der schwachen Spannung vilpe, etc.) ohne Zurücksetzen beibehalten.
Wenn ferner der schwache Spannungswert vlpe kleiner oder gleich dem Grenzwert für die schwache Spannung vlpeth ist und das Fahrzeug gerade fährt (Vv 0≠), und wenn eine Zeitspanne, in der ein Zeitdifferenzwert vdtlpe des schwachen Spannungswertes vlpe, ausgedrückt durch den folgenden Ausdruck (6), Null ist, für eine Schwellenzeitspanne Tth fortgesetzt wurde, dann wird der Bereich als die äußere Region des Erfassungsbereichs Dout bestimmt, und die Parameter werden zurückgesetzt. $vdtlpe = d (vlpe) / dt$
In diesem Fall wird der Zeitdifferenzwert vdtlpe durch eine Zeitdifferenzierungseinheit 106t als Minutenänderungsbetrag d(vlpe) des schwachen Spannungswerts vlpe in Bezug auf einen Änderungsbetrag des Minutenzeitintervalls dt berechnet, der von einem nicht dargestellten Timer (Taktgeber) gemessen wird.
Weiterhin wird, wenn der schwache Spannungswert vlpe kleiner oder gleich dem Grenzwert für die schwache Spannung vlpeth ist und das Fahrzeug gerade fährt (Vv 0≠), und wenn der schwache Spannungszeitdifferenzwert vdtlpe eine Änderung zu vdtlpe≠0 erfährt, der Bereich als die innere Region des Erfassungsbereichs Din bestimmt.
Darüber hinaus kann die x-Achsenposition x aus der Ausgangsposition xint berechnet werden, wenn in die innere Region des Erfassungsbereichs Din der äußeren Region des Erfassungsbereichs Dout eingedrungen wurde, und die Fahrzeugbewegungsgröße cvp aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 74 und dem Lenkwinkelsensor 78 berechnet wurde, und ob die x-Position positiv oder negativ ist, kann basierend auf der berechneten x-Achsenposition bestimmt werden.
[Drittes Beispiel]
[Vorgehensweise zur Berechnung des x-Achsen-Bewegungsbetrags xvp]
In 9 ist die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 2020s (bei der die z-Achsenhöhe zh zh1 ist) und eine Kennlinie des schwachen Spannungswerts 2020s' (bei der die z-Achsenhöhe zh zh2, zh2 > zh1 ist) dargestellt, die sowohl auf der positiven als auch auf der negativen Seite des Ursprungspunkts o der x-Achse gezeichnet sind.
Die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 2020s' ist die Kennlinie, die zu einem Zeitpunkt auftritt, zu dem die z-Achsenhöhe zh = zh2 ist, die höher ist als die z-Achsenhöhe von zh = zh1, und der schwache Spannungswert vlpe ist ein niedriger Wert innerhalb der inneren Region des Erfassungsbereichs Din.
Wenn das Fahrzeug 20 beispielsweise in die innere Region des Erfassungsbereichs Din(+) der äußeren Region des Erfassungsbereichs Dout(+) eintritt, geht der durch den Ausdruck (3) angezeigte Positionsdifferenzwert der schwachen Spannung vdplpe von einem Nullwert (vdplpe = 0) auf einen Wert ungleich Null (vdplpe 0≠) über.
Wie in 10A dargestellt, wird die Position, in der der Positionsdifferenzwert der schwachen Spannung vdplpe vom Nullwert auf den Wert ungleich Null übergegangen ist, als die Ausgangsposition xint gesetzt.
Wie in 10B dargestellt, kann die Position der x-Achse (Abstand x) durch Subtraktion des Bewegungsbetrags xvp von der Ausgangsposition xint (xint, 0) erhalten werden. Darüber hinaus wird nach dem dritten Beispiel davon ausgegangen, dass der Bewegungsbetrag der y-Achse sehr klein ist, so dass er ignoriert werden kann.
Gemäß dem dritten Beispiel wird der x-Achsen-Bewegungsbetrag xvp durch ∫Vv*dx oder durch eine Fahrzeuggeschwindigkeit Vv × ein erforderliches Zeitintervall, z.B. Vvtar × ein erforderliches Zeitintervall, aus der Ausgangsposition xint (xint, 0) bis zur Schwellwertposition für den sehr nahen Abstand + xbcb oder einer Schwellwertposition für den sehr nahen Abstand xc (xc, 0) mit einem kleinen Abstand zur Schwellwertposition für den sehr nahen Abstand + xbc berechnet, bei der der schwache Spannungswert vlpe zum zweiten Mal zum seitlichen Spitzenwert (vlpen) wird. Darüber hinaus wird der x-Achsen-Bewegungsbetrag xvp unter Bezugnahme auf die Kennlinie der schwachen Spannung 2020 (2020er oder 2020er Jahre‘) des sehr nahen Entfernungsbereichs Dc, aus der Position xc (xc, 0) für den Grenzwert des sehr nahen Bereichs oder der Position (sehr nahe Entfernungsschwellenposition + xbc) berechnet, bei der der schwache Spannungswert vlpe ein zweites Mal bis zum Ursprungspunkt o (0, 0) zum seitlichen Spitzenwert (vlpen) wird.
Somit kann die Leistungsempfangsspule 12 des Fahrzeugs 20 zuverlässig und mit einer einfachen Struktur aus der Ausgangsposition mit schwachen Leistung (Anfangserfassungsposition) +xint bis zu einer Position (Maximalspitzenwerterfassungsposition) mit dem Maximalspitzenwert vlpemax positioniert werden.
Darüber hinaus gibt in 9 der andere Seitenspitzenwert vlpen‘ den Seitenspitzenwert der Kennlinie der schwachen Spannungswerts 2020s' an.
[Viertes Beispiel]
[Umriss der Bestimmung der positiven oder negativen x-Achse]
Obwohl die Details im Folgenden mit Bezug auf die später beschriebenen Flussdiagramme (Schritt S3 von 14 und 17) beschrieben werden, wird eine relative vordere oder hintere Position (positive oder negative Position) der Leistungsempfangsspule 12 in Bezug auf die Leistungsübertragungsspule 11 auf der Grundlage der Schaltstposition Sp, des schwachen Spannungswertes vlpe, des integrierten Werts der schwachen Spannung vilpe in Bezug auf die Fahrzeugverschiebung und des Positionsdifferenzwert der schwachen Spannung vdplpe in Bezug auf die Fahrzeugverschiebung geschätzt.
Weiterhin wird aus der Schaltstposition Sp zum Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug 20 in die innere Region des Erfassungsbereichs Din aus der äußeren Region des Erfassungsbereichs Dout einfährt, bestimmt, ob der Wert in der Ausgangsposition positiv oder negativ ist.
Innerhalb des Bereichs kleiner Entfernungen Dn und des Bereichs großer Entfernungen Df wird aus dem integrierten Wert der schwachen Spannung vilpe bestimmt, ob der Wert der x-Achse positiv oder negativ ist.
Innerhalb des sehr nahen Entfernungsbereichs Dc wird geschätzt, ob sich die Leistungsempfangsspule 12 in unmittelbarer Nähe zur Leistungsspule 11 befindet oder von dieser getrennt ist, je nachdem, ob der Differenzwert des schwachen Spannungswertes vlpe in Bezug auf die Fahrzeugverlagerung, d.h. der Positionsdifferenzwert der schwachen Spannung vdplpe, positiv oder negativ ist. Darüber hinaus wird bestimmt, ob die x-Achsenposition positiv oder negativ ist, indem bestimmt wird, ob das Fahrzeug 20 auf der Grundlage der Schaltposition Sp vorwärts oder rückwärts fährt.
(Fünftes Beispiel)
[Schätzung des Bewegungsbetrags der y-Achse]
Für einen Fall, in dem davon ausgegangen wird, dass das Fahrzeug 20 innerhalb des sehr nahen Entfernungsbereichs Dc auf der Grundlage des in 11 dargestellten Fahrzeugbewegungsbetrags xvp und des in 12 dargestellten schwachen Spannungswerts vlpe positioniert ist, wird der Abstand in y-Achsenrichtung (y-Achsen-Bewegungsbetrag) yvp geschätzt.
In 12 ist unter der Kennlinie der schwachen Spannung 202 die durchgehende Kennlinie der schwachen Spannung 2020s eine Kennlinie auf der x-Achse, wenn der Wert der y-Achse y = 0,0 [mm] und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv Vv = 0,0 [mm/s] beträgt.
Die durch die gestrichelte Linie dargestellte Kennlinie der schwachen Spannung 2022s ist eine Kennlinie auf der x-Achse zu einem Zeitpunkt, zu dem der Wert der y-Achse y = yb (yb > ya)[mm] ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv Vv = 0 [mm/s] ist.
Die Kennlinie der schwachen Spannung 2020d, die durch die punktiert-gestrichelte Linie dargestellt wird, ist eine Kennlinie zu einem Zeitpunkt, zu dem der Wert der y-Achse y = 0,0 [mm] beträgt und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit Vvtar einer konstanten, sehr langsamen Geschwindigkeit ist (Vv = Vvtar[mm/s]).
Die Kennlinie der schwachen Spannung 2020d, die durch die doppelt punktiert-gestrichelte Linie dargestellt wird, ist eine Kennlinie auf der x-Achse zu einem Zeitpunkt, zu dem der Wert der y-Achse y = yb [mm] ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv eine Fahrzeugsollgeschwindigkeit Vvtar einer konstanten, sehr langsamen Geschwindigkeit (Vv = Vvtar[mm/s]) ist.
Die Kennlinien 2040s, 2040d, 2042s und 2042d sind Kennlinie in des integrierten Werts der schwacher Spannung, die jeweils den Kennlinien 2020s, 2020d, 2022s und 2022d entsprechen.
Für einen Fall, in dem davon ausgegangen wird, dass das Fahrzeug 20 innerhalb des sehr nahen Entfernungsbereichs Dc positioniert ist, wenn die Verschiebung der y-Achsenrichtung kleiner oder gleich ya ist, steigt der schwache Spannungswert vlpe mit zunehmender x-Achsen-Bewegungsgröße xvp. Wenn jedoch die Abweichung in y-Achsrichtung groß ist, z.B. wenn y = yb > ya, wird der schwache Spannungswert vlpe mit zunehmender x-Achsen-Bewegung xvp kleiner.
Dementsprechend wird der y-Achsen-Bewegungsbetrag yvp aus dem in 11 dargestellten x-Achsen-Bewegungsbetrag xvp erhalten, z.B. xvp = Fahrzeuggeschwindigkeit Vv ×ein erforderliches Zeitintervall und die in 12 dargestellten Merkmale 202 und 204. Darüber hinaus kann aus dem Lenkwinkel θs des Fahrzeugs 20 bestimmt werden, ob der y-Achsen-Bewegungsbetrag yvp positiv oder negativ ist.
(Sechstes Beispiel)
[Verfahren zum Erhalten der x-Achsenposition x und y-Achsenposition y]
Wie in 13 dargestellt, wird unter der Annahme, dass die Leistungsübertragungsspule in einem Leistungsübertragungsblock 21' eine Leistungsübertragungsspule 11' mit einer kreisförmigen Form ist, im Falle, dass eine aktuelle Koordinatenposition ra(x, y) erhalten wird, der Fahrzeugbewegungsbetrag cvp aus der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv berechnet, wie durch den folgenden Ausdruck (7) angegeben. $cvp = \int Vvdt$
Die folgenden Ausdrücke (8) und (9) können dem pythagoreischen Satz entnommen werden. $y^{2} + x^{2} = {ra}^{2} = {ra}^{2}$
$y^{2} {(cb - x)}^{2} = {cvp}^{2}$
In diesem Fall ist ra die Größe eines Vektors, der mit Bezug auf die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 202 aus dem schwachen Spannungswert vlpe erhalten wird, für einen Fall, in dem y die Ungleichung y < ya erfüllt. Der Wert von cb entspricht der Ausgangsposition (Anfangsabstand) xint.
Durch Auflösen der Ausdrücke (8) und (9) in Bezug auf x und y werden die folgenden Ausdrücke (10) und (11) erhalten, und gemäß diesen Ausdrücken kann die aktuelle Koordinatenposition (Radius) ra(y, x) erhalten werden. $x = ({ra}^{2} - {cvp}^{2} + {cb}^{2}) / 2 - cb$
$y = {(ra + cb + cvp) (ra - cb + cvp) (ra + cb + cvp) (- ra + cb + cvp)}^{\frac{1}{2}} 2 cb$
[Beschreibung der Vorgänge gemäß Flussdiagrammen]
Anschließend wird in Bezug auf die Flussdiagramme eine Beschreibung des Positionierungsprozesses des Leistungsempfangsblocks (Leistungsempfangsspule 12) des Fahrzeugs 20 in Bezug auf den Leistungsübertragungsblock 21 (Leistungsübertragungsspule 11) der Ladestation 30 gegeben oder anderweitig ein Erkennungsprozess (Berechnungsprozess) zum Erkennen der relativen Position der Leistungsempfangsspule 12 in Bezug auf die Leistungsübertragungsspule 11 angegeben.
14 ist ein Gesamtablaufdiagramm eines Prozesses zur Erfassung der relativen Position. Es sei darauf hingewiesen, dass zur Vermeidung von Komplexität auf die Beschreibung der ECU 60 verzichtet wurde, die die Programme gemäß den Flussdiagrammen ausführt. Weiterhin wird das Gesamtablaufdiagramm wiederholt in einem Minutenzeitintervall ausgeführt, z.B. dem zuvor genannten Minutenzeitintervall dt.
In Schritt S1 führt die ECU 60 Parameterberechnungen, einen Rücksetzvorgang für die berechneten Parameter und einen Initialisierungsvorgang durch.
Die Parameter sind im Wesentlichen die Bewegungsgröße cvp des Fahrzeugs 20 und der integrierte Wert der schwachen Spannung vilpe. Für den Fall, dass der Bewegungsbetrag der y-Achse sehr klein ist, so dass er ignoriert werden kann, kann der Bewegungsbetrag cvp als relativer Bewegungsbetrag der x-Achse (x-Achsen-Bewegungsbetrag) xvp genommen werden. Im Initialisierungsprozess wird ein Initialisierungsprozess der aktuellen Position ra(x, y) und insbesondere ein Prozess zur Erfüllung der Gleichung cvp(x, y) = xint(xint, 0) durchgeführt.
In Schritt S2 führt die ECU 60 nach Abschluss der Rücksetz- und Initialisierungsvorgänge einen Berechnungsprozess durch, um den integrierten Wert der schwachen Spannung vilpe aus dem erfassten schwachen Spannungswert vlpe zu berechnen.
Anschließend wird in Schritt S3 bestimmt, ob die x-Achse positiv oder negativ ist.
Darüber hinaus wird in Schritt S4 auf der Grundlage des schwachen Spannungswerts vlpe und des integrierten Werts der schwachen Spannung vilpi der Erkennungsprozess (Berechnungsprozess) durchgeführt. Der Erfassungsprozess (Berechnungsprozess) erfasst die relative Position des Leistungsempfangsblocks (Leistungsempfangsspule 12) als Leistungsempfangseinheit des Fahrzeugs 20 in Bezug auf den Leistungsübertragungsblock 21 (Leistungsübertragungsspule 11) als Leistungsübertragungseinheit der Ladestation 30.
15 ist ein detailliertes Flussdiagramm des Prozesses von Schritt S1 zur Beschreibung der Berechnung der Fahrzeugbewegungsmenge cvp als Parameter und eines Rücksetz- und Initialisierungsprozess der Fahrzeugbewegungsmenge cvp und des integrierten schwachen Spannungswerts vilpe.
In Schritt S1a erkennt die Spannungswerterfassungseinheit 102 der ECU 60 (siehe 4) den schwachen Spannungswert vlpe durch den Spannungssensor 52. Außerdem, wenn der schwache Spannungswert vlpe erkannt wird, wird ein Filterprozess durchgeführt, um Rauschen zu entfernen und einen Offset und dergleichen zu erkennen und zu entfernen.
Anschließend berechnen in Schritt S1b die Positionsdifferenzierungseinheit 106p bzw. die Zeitdifferenzierungseinheit 106t der Differenzierungseinheit 106t den Positionsdifferenzwert vdplpe und den Zeitdifferenzwert vdtlpe des schwachen Spannungswerts vlpe.
Anschließend bestimmt die Signifikanz-Bestimmungseinheit 104 in Schritt Sic, ob der erfasste schwacher Spannungswert vlpe ein Wert größer oder gleich dem Grenzwert für die schwache Spannung vlpeth ist.
Da sich das Fahrzeug 20 in der äußeren Region des Erfassungsbereichs Dout befindet, ist bei der Erstbestimmung der schwache Spannungswert vlpe kleiner als der Grenzwert für die schwache Spannung vlpeth und die Bestimmung negativ (Schritt S1c: NO).
Anschließend erfasst die ECU 60 in Schritt S1d die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 74 und ermittelt, ob sich das Fahrzeug 20 gerade bewegt (gerade verschoben wird) oder nicht. Für den Fall, dass sich das Fahrzeug 20 gerade bewegt, bestimmt die ECU 60 in Schritt S1e, ob der Positionsdifferenzwert vdplpe und/oder der Zeitdifferenzwert vdtlpe kleiner oder gleich den Grenzwerten (Grenzwert für die Positionsdifferenzwert dpth, Grenzwert für die Zeitdifferenz dtth) ist, wie durch die folgenden Ausdrücke (12) und (13) ausgedrückt. $Vdplpe \leq dpth$
$vdtlpe \leq dtth$
In Schritt S1e wird in dem Fall, dass mindestens eine der Bestimmungen positiv ist (Schritt S1c: JA), dann in Schritt S1f bestimmt, ob die Schwellenzeitspanne Tth des Minutenzeitintervalls abgelaufen ist oder nicht. Wenn die Schwellenzeitspanne Tth abgelaufen ist (Schritt S1f: JA), dann bestimmt in Schritt S1g die Ermittlungseinheit 108 der inneren/äußeren Region des Erfassungsbereichs, dass die Leistungsempfangsspule 12 des Fahrzeugs 20 innerhalb äußeren Region des Empfangsbereichs Dout (außerhalb des Erfassungsbereichs) liegt.
Andererseits, wenn der schwache Spannungswert vlpe bei der Bestimmung des vorgenannten Schrittes S1c (Schritt S1c: JA) größer oder gleich dem Grenzwert für die schwache Spannung vlpeth ist, und wenn mindestens einer der Differenzwerte den Schwellenwert bei der Bestimmung von Schritt S1e (Schritt Sie: NO) überschreitet, dann bestimmt in Schritt S1h die Ermittlungseinheit für die innere/äußere Region des Erfassungsbereichs dass die Leistungsempfangsspule 12 des Fahrzeugs 20 innerhalb der inneren Region des Erfassungsbereichs Din (innerhalb des Erfassungsbereichs) liegt.
Anschließend bestimmt die Festlegungseinheit für die Ausgangsposition/Parameter 112 in Schritt S1i, ob die Leistungsempfangsspule 12 des Fahrzeugs 20 in die inneren Region des Erfassungsbereichs Din aus der äußeren Region des Erfassungsbereichs Dout eingedrungen ist oder nicht.
Für den Fall, dass das Eindringen (Übergang) nicht erfolgt (Schritt S1i: NO), oder anders angegeben, für den Fall, dass Sie sich weiterhin in der äußeren Region des Erfassungsbereichs Dout befinden oder sich weiterhin in der inneren Region des Erfassungsbereichs Din befinden, dann bestimmt in Schritt S1j die Festlegungseinheit der Ausgangsposition/Parameter 112, dass keine Parameterrücksetzanforderung erfolgt ist.
Andererseits, wenn das Eindringen (Übergang) erfolgt (Schritt S1i: JA), oder anders angegeben, wenn die Leistungsempfangsspule 12 des Fahrzeugs 20 aus der äußeren Region des Erfassungsbereichs Dout in die innere Region des Erfassungsbereichs Din eintritt (übergeht), dann bestimmt in Schritt S1k die Festlegungseinheit der Ausgangsposition/Parameter 112, dass eine Parameterrücksetzanforderung und eine Initialisierungsanforderung erfolgt sind.
Anschließend setzt die Festlegungseinheit der Ausgangsposition/Parameter 112 in Schritt S1m den integrierten Wert der schwachen Spannung vilpe auf einen Nullwert zurück und führt den Initialisierungsvorgang zum Festlegen des Bewegungsbetrags cvp auf die Ausgangsposition xint (xint, 0) durch.
In Schritt S11, falls die Parameterrücksetzanforderung und die Initialisierungsanforderung nicht erfolgt sind (Schritt S11: NO), dann erhält die Bewegungsmengenerfassungseinheit 110 in Schritt S1n unter der Voraussetzung, dass mit einer sehr langsamen Geschwindigkeit gefahren wird, eine X-Achsen-Bewegungsbetragskomponente und eine Y-Achsen-Bewegungsbetragskomponente der Bewegungsbeträge cvp des Fahrzeugs 20, beispielsweise basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv, verschiedenen Fahrzeugfaktoren wie Radstandlänge und dergleichen und dem Lenkwinkel θs.
Darüber hinaus kann der Bewegungsbetrag cvp auch mit einem Ortungsgerät wie einem GPS-Gerät oder dergleichen oder durch Trägheitsnavigation ermittelt werden.
16 ist ein detailliertes Flussdiagramm des Prozesses von Schritt S2, das zur Beschreibung eines Berechnungsprozesses des integrierten Werts der schwachen Spannung vilpe verwendet wird.
In Schritt S2a, für den Fall, dass die Leistungsempfangsspule 12 im Bereich kleiner Entfernungen Dn liegt (siehe 6), wird der schwache Spannungswert vlpe unter Berücksichtigung eines Einflusses einer durch die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv erzeugten induzierten Spannung korrigiert (LPE-induzierte Spannungskorrektur wird durchgeführt).
Anschließend wird in Schritt S2b bestimmt, ob die Parameter-Rücksetz- und Initialisierungsanforderungen gestellt wurden oder nicht, und falls solche Anforderungen vorliegen (Schritt S2b: JA), dann bestimmt zusätzlich in Schritt S2c, unter Bezugnahme auf die vom Schaltpositionssensor 79 erfasste Schaltposition Sp, die Positiv/Negativ-Bestimmungseinheit 118, ob das Parken des Fahrzeugs mit Vorwärts- oder Rückwärtsparken erfolgt.
Im Falle des Vorwärtsparkens ordnet die Berechnungseinheit für den integrierten Wert der schwachen Spannung 115 in Schritt S2d den integrierten Wert der schwachen Spannung vilpe als Anfangswert des integrierten Wertes zu, während sie die x-Achse auf einen negativen Wert setzt.
Im Falle des Rückwärtsparkens ordnet die Berechnungseinheit für den integrierten Wert der schwachen Spannung 115 in Schritt S2e den integrierten Wert der schwachen Spannung vilpe als Anfangswert des integrierten Wertes zu, während sie die x-Achse auf einen positiven Wert setzt.
Bei der Bestimmung von Schritt S2b, für den Fall, dass die Parameter-Rücksetz- und Initialisierungsanforderung nicht gestellt wurden, bestätigt in Schritt S2f die Berechnungseinheit für den integrierten Wert der schwachen Spannung 115, dass die Leistungsempfangsspule in der inneren Region des Empfangsbereichs Din liegt. Danach bestimmt in Schritt S2g die Berechnungseinheit für den integrierten Wert der schwachen Spannung 115, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv 0 [km/h] ist oder nicht, und im Falle eines Anhaltens (Schritt S2g: JA) wird dann in Schritt S2h ein statischer Spannungskorrekturprozess des integrierten Werts der schwachen Spannung vilpe durchgeführt.
Im statischen Spannung-Korrekturprozess wird zum Löschen und Zurücksetzen von in dem integrierten Wert der schwachen Spannung vilpe integrierten Fehlern aus dem integrierten Wert der schwachen Spannung vilpe jeweils der sehr nahe Entfernungsbereich Dc, der Bereich kleiner Entfernungen Dn und der Bereich großer Entfernungen Df bestimmt, und für jeden dieser Bereiche wird der Wert auf der Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204 entsprechend dem Wert des schwachen Spannungswerts vlpe, d.h. dem Referenzwert, zugeordnet und nach dem Zurücksetzen als integraler Wert der schwachen Spannung vilpe zurückgesetzt.
Bei der Bestimmung von Schritt S2g, für den Fall, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv ein Wert ungleich Null ist und das Fahrzeug gerade fährt (Schritt S2g: NO), berechnet die Berechnungseinheit 115 für den integrierten Wert für die schwache Spannung den integrierten Wert für die schwache Spannung vilpe.
Darüber hinaus wird ein Fall betrachtet, in dem das Fahrzeug 20 das Fahren aus einem angehaltenen Zustand innerhalb der inneren Region des Erfassungsbereichs Din einleitet, und in einem solchen Fall wird ein Sicherungswert, der beibehalten wurde, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv zum vorherigen Zeitpunkt zum Nullwert geworden war, als Wert des integrierten Werts der schwachen Spannung vilpe verwendet.
17 und 18 sind detaillierte Flussdiagramme (1 von 2 und 2 von 2), die zum Beschreiben eines x-achsigen Positiv/Negativ-Bestimmungsprozesses von Schritt S3 für den Leistungsempfangsblock (Leistungsempfangsspule 12) in Bezug auf den Leistungsübertragungsblock 21 (Leistungsübertragungsspule 11) und eines Erkennungsprozesses (Berechnungsprozesses) der relativen Position von Schritt S4 verwendet werden.
In Schritt S3a von 17 werden beispielsweise Informationen über die z-Achsenhöhe zh zwischen der Ladestation 30 und der Leistungsempfangsspule 12 erfasst und eine für die z-Achsenhöhe zh geeignete Kennlinie der schwachen Spannung 202 eingestellt (ausgewählt).
In Schritt S3b überprüft die Positiv/Negativ-Ermittlungseinheit 118 das Ergebnis der vorgenannten Schritte S1g und S1h für die innere/äußere Region des Erfassungsbereichs (ein Flag im Programm).
Falls die Leistungsempfangsspule 12 nicht innerhalb der inneren Region des Erfassungsbereichs Din (Schritt S3b: NO) liegt, d.h. falls die Leistungsempfangsspule 12 innerhalb der äußeren Region des Erfassungsbereichs Dout liegt, dann überprüft die Positiv/Negativ-Ermittlungseinheit 118 in Schritt S3c das Ermittlungsergebnis der Schaltposition Sp von Schritt S2c, und wenn die Schaltposition Sp die Rückwärtsposition R ist, wird bestimmt, dass die X-Achsenposition der Leistungsempfangsspule 12 in Schritt S3d „positiv“ ist. Wenn die Schaltposition Sp die Antriebsposition D ist, wird in Schritt S3e bestimmt, dass die x-Achsenposition der Leistungsempfangsspule 12 „negativ“ ist.
Andererseits, wenn in Schritt S3b ermittelt wird, dass die Leistungsempfangsspule 12 der inneren Region des Erfassungsbereichs Din liegt (Schritt S3b: JA), dann wird in Schritt S3f bestimmt, ob die Leistungsempfangsspule 12 im sehr nahen Bereich Dc oder im Trennungs-Abstandsbereich Ds liegt.
Wenn beispielsweise bei der Bestimmung von Schritt S3f der erfasste schwache Spannungswert vlpe größer oder gleich dem schwachen Spannungswert (Schwellenwert) vlpec ist (siehe 6), wird die Leistungsempfangsspule so bestimmt, dass sie innerhalb des sehr nahen Entfernungsbereichs Dc liegt, während, wenn der erfasste schwache Spannungswert vlpe kleiner als der schwache Spannungswert (Schwellenwert) vlpec ist, bestimmt wird, dass sie innerhalb des Trennungs-Abstandsbereichs Ds liegt.
Liegt man innerhalb des Trennungs-Abstandsbereichs Ds, so wird in Schritt S3g ermittelt, ob der integrierte Wert der schwachen Spannung vilpe kleiner oder alternativ größer oder gleich dem integrierten Wert der schwachen Spannung (Schwellenwert) vilpec ist (siehe 6).
Ist sie kleiner als der integrierte Wert der schwachen Spannung (Schwellenwert) vilpec, dann bestimmt die Positiv/Negativ-Ermittlungseinheit 118 in Schritt S3h, dass die x-Achsenposition „positiv“ ist, während sie größer oder gleich dem integrierten Wert der schwachen Spannung (Schwellenwert) vilpec ist, bestimmt die Positiv/Negativ-Ermittlungseinheit 118, dass die Leistungsempfangsspule 12 im Trennungs-Abstandsbereich Ds liegt (siehe 9) auf einer Seite, auf der das Fahrzeug 20 (Leistungsempfangsspule 12) über den Ursprungspunkt o der Leistungsübertragungsspule 11 gefahren ist, und in Schritt S3i wird die Position der x-Achse als „negativ“ bestimmt.
Bei der Bestimmung in Schritt S3f wird für den Fall, dass die Leistungsempfangsspule 12 innerhalb des sehr nahen Entfernungsbereichs Dc liegt, bestimmt, dann wird in Schritt S3j zur Bestimmung des positiven oder negativen Zustands des sehr nahen Entfernungsbereichs Dc bestimmt, ob sich die Schaltposition Sp in der Rückwärtsposition R oder der Fahrposition D befindet.
Befindet sich die Schaltposition Sp in der Rückwärtsposition R, so wird in Schritt S3k bestimmt, ob mindestens der Positionsdifferenzwert der schwachen Spannung vdplpe oder die Zeitdifferenz der schwachen Spannung vdtlpe ein positiver Wert ist oder nicht. Wenn der Wert positiv ist, da sich der Leistungsempfangsblock 22 (Leistungsempfangsspule 12) dem Leistungsübertragungsblock 21 (Leistungsübertragungsspule 11) nähert, wird die x-Achsenposition in Schritt S31 als „positiv“ bestimmt, während bei negativem Wert, da der Leistungsempfangsblock 22 (Leistungsempfangsspule 12) den Leistungsübertragungsblock 21 (Leistungsübertragungsspule elf) passiert hat und sich davon entfernt, die x-Achsenposition in Schritt S3m als „negativ“ bestimmt wird.
Bei der Bestimmung von Schritt S3j, wenn sich die Schaltposition Sp in der Antriebsstellung D befindet, wird in Schritt S3n bestimmt, ob mindestens der Positionsdifferenzwert der schwachen Spannung vdplpe oder der Zeitdifferenzwert der schwachen Spannung vdtlpe ein positiver Wert ist oder nicht. Wenn der Wert positiv ist, da sich der Leistungsempfangsblock 22 (Leistungsempfangsspule 12) dem Leistungsübertragungsblock 21 (Leistungsübertragungsspule 11) nähert, wird die Position der x-Achse in Schritt S3o als „negativ“ bestimmt, während bei negativem Wert, da der Leistungsempfangsblock 22 (Leistungsempfangsspule 12 den Leistungsübertragungsblock 21 (Leistungsübertragungsspule 11) passiert hat und sich entfernt, die Position der x-Achse in Schritt S3p als „positiv“ bestimmt wird.
Anschließend führt die Relativpositionsberechnungseinheit 116 in Schritt S4a des Flussdiagramms von 18, analog zum Bestimmungsprozess von Schritt S3f, eine Ermittlung durch, ob die Leistungsempfangsspule im sehr nahen Entfernungsbereich Dc oder im Trennungs-Abstandsbereich Ds liegt.
Wird bestimmt, dass sie innerhalb des Trennungs-Abstandsbereich Ds liegt, so wird in Schritt S4b der relative Radius ra (siehe 11, etc.) unter Bezugnahme auf die Kennlinie der schwachen Spannung 202 und die Kennlinie des integrierten Werts der schwachen Spannung 204 berechnet, wobei der schwache Spannungswert vlpe bzw. der integrierte Wert der schwachen Spannung vilpe als Argumente behandelt werden.
Für den Fall, dass bestimmt wird, dass es innerhalb des sehr nahen Entfernungsbereichs Dc in Schritt S4a liegt, wird in Schritt S4c weiter bestimmt, ob die in 11 dargestellte Fahrzeugbewegungsgröße cvp innerhalb des sehr nahen Entfernungsbereichs Dc liegt oder nicht. Liegt sie innerhalb des sehr nahen Entfernungsbereichs Dc, dann wird in Schritt S4d der x-Achsen-Bewegungsbetrag xvp aus dem schwachen Spannungswert vlpe berechnet, während wenn sie außerhalb des sehr nahen Entfernungsbereichs Dc liegt, in Schritt S4e der relative Radius ra aus der schwachen Spannung vlpe berechnet wird.
Darüber hinaus wird in Schritt S4d die Position der y-Achse unter Bezugnahme auf die in 12 dargestellte Kennlinie der schwachen Spannung 202 geschätzt, wie im fünften Beispiel beschrieben.
Anschließend wird in Schritt S4f bestimmt, ob der y-Achsen-Bewegungsbetrag yvp kleiner oder gleich einem Schwellenwert ist und im Falle, dass er nicht kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist (Schritt S4f: NO), dann wird in Schritt S4g eine xy-Achsenposition ra(x, y) berechnet, beispielsweise unter Verwendung der Ausdrücke (10) und (11), basierend auf der Ausgangsposition xint, dem relativen Radius ra und dem Bewegungsbetrag cvp des Fahrzeugs 20.
In Schritt S4f wird bestimmt, ob der Bewegungsbetrag der Y-Achse des Fahrzeugs yvp kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist oder nicht, und im Falle, dass er kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist (Schritt S4f: JA), wird in Schritt S4h die x-Achsenposition x berechnet (die x-Achsenposition x nähert sich dem relativen Radius ra), und in Schritt S4i wird die y-Achsenposition als der Bewegungsbetrag yvp berechnet (siehe 11 und 12).
[Zusammenfassung und Änderungen]
Wie vorstehend beschrieben, ist das vorgenannte berührungslose Energieübertragungssystem 10 mit der Ladestation 30 ausgestattet, die die Leistungsübertragungsspule 11 als Leistungsübertragungseinheit aufweist, die konfiguriert ist, um die schwache Leistung zur Positionierung zu übertragen, und das Fahrzeug 20 einschließlich der Leistungsempfangsspule 12 als Leistungsempfangseinheit, die konfiguriert ist, um die schwache Leistung berührungslos zu empfangen.
Die ECU 60, die als Steuereinheit des Fahrzeugs 20 dient, umfasst die Spannungswerterfassungseinheit 102, die den schwachen Spannungswert vlpe entsprechend der Größe der von der Leistungsempfangsspule 12 empfangenen schwachen Leistung erfasst, die Positionsdifferenzierungseinheit 106p, die eine Positionsdifferenzierung des erfassten schwachen Spannungswertes vlpe durchführt, um festzustellen, ob der erfasste schwache Spannungswert vlpe ein Spannungswert aufgrund der schwachen Leistung ist oder nicht, und die Bewegungsverschiebungsmengen-Erfassungseinheit 110, die den Bewegungsverschiebungsbetrag cvp des Fahrzeugs 20 erfasst, wobei, während der Fahrt des Fahrzeugs 20, so dass sich die Leistungsempfangsspule 12 des Fahrzeugs 20 der Leistungsübertragungsspule 11 nähert, wenn eine Position erreicht ist, an der der Positionsdifferenzwert d(vlpe)/dx des von der Positionsdifferenzierungseinheit 106p berechneten schwachen Spannungswertes vlpe einen Nullwert überschreitet (z.B. die ursprünglich erfasste Position +xint in 9), die Position als die Ausgangsposition (cvp = 0) des Bewegungsverschiebungsbetrags cvp des Fahrzeugs 20 festgelegt wird.
In vorstehender Weise wird der Abstand der Leistungsübertragungsspule 11 zu einem äußeren Rand (+xint in 9) eines Erfassungsbereichs schwacher Leistung (innere Region des Erfassungsbereichs schwacher Spannung Din(+)), innerhalb dessen die schwache Leistung von der Leistungsübertragungsspule 11 erfasst werden kann, und insbesondere der Abstand der Leistungsübertragungsspule 11 zur Ausgangsposition +xint (cvp = 0), im Voraus in der Speichereinheit für die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 200v unter Verwendung der z-Achsenhöhe zh als Parameter gespeichert. Weiterhin wird, während der Fahrt des Fahrzeugs 20 derart, dass sich die Leistungsempfangsspule 12 des Fahrzeugs 20 der Leistungsübertragungsspule 11 nähert, wenn eine Position (Abstand) erreicht wird, bei der der von der Positionsdifferenzierungseinheit 106p berechnete Positionsdifferenzwert d(vlpe)/dx des schwachen Spannungswertes vlpe den Nullwert überschreitet, die Position (Abstand) als die Ausgangsposition (Ausgangsposition für die Positionierung) +xint der Bewegungsverschiebungsmenge cvp des Fahrzeugs 20 festgelegt, wodurch es möglich ist, die Leistungsempfangsspule 12 zuverlässig gegenüber der Leistungsübertragungsspule 11 zu positionieren.
Somit ist es möglich, den Ladewirkungsgrad in Bezug auf den Energiespeicher 50 des Fahrzeugs 20 zu optimieren.
Weiterhin kann die ECU 60 so zusammengesetzt sein, dass sie die Speichereinheit 200v umfasst, in der im Voraus die Kennlinie der schwachen Spannung 2020s gespeichert ist, die eine Korrespondenzbeziehung (Korrespondenzbeziehung zwischen dem schwachen Spannungswert vlpe und dem Bewegungsbetrag cvp, der die Größe der Verschiebung des Fahrzeugs ist) definiert, die die Position x mit dem schwachen Spannungswert vlpe verbindet, von der Position xc des Grenzwerts für den sehr nahen Bereich, die eine Position ist, bei der der schwache Spannungswert vlpe etwas über dem vorgegebenen schwachen Spannungswert (Schwellenwert) vlpen liegt, zu einer Position, bei der der schwache Spannungswert vlpe monoton ansteigt und zum maximalen Spitzenwert vlpemax wird, und den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 74, der die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv des Fahrzeugs 20 erfasst.
In diesem Fall berechnet die Bewegungsmengen-Erfassungseinheit 110, die als Bewegungsverschiebungsmengen-Erfassungseinheit dient, den Bewegungsverschiebungsbetrag cvp (cvp = ∫Vv*dx oder cvp = Vvtar × das erforderliche Zeitintervall) basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv von der Ausgangsposition +xint bis zu der Position +xc des Grenzwerts für einen sehr nahen Abstand, die eine Position ist, bei der der schwache Spannungswert vlpe leicht über dem schwachen Spannungswert (Schwellenwert) vlpen liegt, der der Seitenspitzenwert ist {was eine sehr nahe Abstandsposition +xbc sein kann (siehe 9), die eine Position ist, an der der schwache Spannungswert vlpe gerade zum schwachen Spannungswert vlpen geworden ist}, und zusätzlich den Bewegungsverschiebungsbetrag (Abstand x) bis zum maximalen Spitzenwert vlpemax mit Bezug auf die Kennlinie des schwachen Spannungswerts 2020s unter Verwendung des erfassten schwachen Spannungswertes vlpe als Argument, von der Position +xc des Grenzwerts für den sehr nahen Abstand, die eine Position ist, bei der der schwache Spannungswert vlpe etwas über dem durch einen vorgegebenen Spannungswert definierten schwachen Spannungswert (Schwellenwert) vlpen liegt (oder die Position +xbc des sehr nahen Abstands, bei der der schwache Spannungswert vlpe gerade zum schwachen Spannungswert vlpen geworden ist), bis zur Mittenposition der Leistungsübertragungsspule 11, bei der der schwache Spannungswert monoton gegenüber der Verschiebungsposition zunimmt.
Gemäß einer solchen Konfiguration, auch wenn es eine Position (untere Position +xb) gibt, an der der schwache Spannungswert vlpe einen Minimalwert auf einer Strecke von der Ausgangsposition +xint zur Mittenposition der Leistungsübertragungsspule 11 annimmt, wird an der Position (untere Position +xb), an der der Minimalwert angenommen wird, der Bewegungsverschiebungsbetrag cvp (x-Achsen-Bewegungsbetrag xvp entlang der x-Achse) auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv UU berechnet und dadurch kann die Leistungsempfangsspule 12 des Fahrzeugs 20 mit einer zuverlässigen und einfachen Konfiguration von der Ausgangsposition (Anfangserfassungsposition) +xint der schwachen Leistung bis zum Erreichen der Position (Maximalspitzenwerterfassungsposition) des Maximalspitzenwertes vlpemax positioniert werden.
Weiterhin ist die ECU 60 mit der Kennlinie der schwachen Spannung 200v ausgestattet, die die Kennlinie der schwachen Spannung 202 von der bekannten Ausgangsposition +xint bis zur Position der Leistungsübertragungsspule 11 im Voraus speichert, und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 74, der die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv des Fahrzeugs 20 erfasst.
In diesem Fall wird die Kennlinie der schwachen Spannung 202 aus dem sehr nahen Abstandsbereich Dc gebildet, die als Kennlinie für den nahen Bereich dient, in der der schwache Spannungswert vlpe in radialer Richtung entlang eines Querschnitts in vertikaler Richtung der von der Leistungsempfangsspule 12 erfassten schwachen Spannung entsprechend der von der Leistungsempfangsspule 11 an den gesamten Umfang in radialer Richtung übertragenen schwachen Leistung vom Maximalspitzenwert vlpemax in der Mitte der Leistungsempfangsspule 11 nach außen in radialer Richtung abnimmt, und der Trennungs-Abstandsbereich Ds, der als Kennlinie des Bereichs großer Entfernung dient, in dem der schwache Spannungswert vlpe zum unteren Wert oder zum Nullwert („≈schwacher Spannungsschwellenwert vlpeth“) weiter zur radialen Richtung hin wird, vom unteren Wert oder zum Nullwert, dessen Wert weiter zur äußeren Seite in radialer Richtung zunimmt und zum seitlichen Spitzenwert vlpen wird, und von dem seitlichen Spitzenwert vlpen, dessen Wert weiter zur äußeren Seite in radialer Richtung abnimmt und zum Nullwert wird. Die Bewegungsverschiebungsmmengen-Erfassungseinheit 110 berechnet die Bewegungsverschiebungsmenge cvp = ∫Vv*dx auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv von der Ausgangsposition +xint bis zu der Position xc (Grenzwert für die sehr nahe Entfernung), an der der sehr nahe Entfernungsbereich Dc erreicht wird, und von der Position (der Grenzwert für die sehr nahe Entfernung xc), an der der Bereich Dc des sehr nahen Abstandes bis zur Mittenposition der Leistungsspule 11 erreicht wird bis zur Mittenposition der Leistungsübertragungsspule 11, die Bewegungsverschiebungsmengen-Erfassungseinheit 110 berechnet den Bewegungsverschiebungsbetrag (Position x) bis zum maximalen Spitzenwert vlpemax unter Bezugnahme auf die Kennlinie 202 des schwachen Spannungswertes (im Beispiel von 9, die Kennlinie schwachen Spannungswerts 2020s, etc.) innerhalb des sehr nahen Entfernungsbereichs Dc entsprechend dem erfassten schwachen Spannungswert vlpe.
Auf diese Weise wird von der Ausgangsposition +xint bis zu einer Position, an der die Kennlinie für den nahen Bereich (die Kennlinie der schwachen Spannung 2020s von +xc bis 0) verwendet werden kann, oder anders angegeben, bis +xc erreicht ist, der Bewegungsverschiebungsbetrag cvp basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv berechnet, und von der Position +xc, an der sie zur Nahbereichskennlinie geworden ist, bis zur Mittenposition der Leistungsübertragungsspule 11, bezogen auf die Kennlinie der schwachen Spannung 2020s, etc, unter Verwendung des erfassten schwachen Spannungswertes vlpe als Argument wird der Bewegungsverschiebungsbetrag (Abstand x) bis zum maximalen Spitzenwert vlpemax berechnet. Selbst wenn es eine Position (die untere Position +xb) gibt, in der der schwache Spannungswert vlpe auf einer Strecke von der Ausgangsposition +xint zur Mittenposition der Leistungsspule 11 einen Minimalwert annimmt, an der Position (die untere Position +xb), an der der Minimalwert angenommen wird, wird der Bewegungsverschiebungsbetrag cvp auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv berechnet, und dadurch kann ie Leistungsempfangsspule 12 des Fahrzeugs 20 von der Ausgangsposition (Anfangserfassungsposition) +xint der schwachen Leistung bis zum Erreichen der Position (Maximalspitzenwerterfassungsposition) des Maximalspitzenwerts vlpemax zuverlässig positioniert werden.
Darüber hinaus wird die Kennlinie der schwachen Spannung 2020s von +xint bis +xc als Kennlinie des entfernten Bereichs bezeichnet, im Gegensatz zur Kennlinie für nahe Entfernungen der Kennlinie der schwachen Spannung 2020s von +xc bis 0.
In diesem Fall sind die Kennlinien der schwachen Spannung 2020s und 2020s' Kennlinien gemäß der z-Achsenhöhe zh, d.h. der Differenz zwischen den Höhen der Leistungsübertragungsspule 11 und der Leistungsempfangsspule 12 in Bezug auf die horizontale Ebene, und dadurch, unter Bezugnahme auf die Kennlinien der schwachen Spannungen 2020s und 2020s' gemäß der z-Achsenhöhe zh, die der Höhenunterschied in Bezug auf die horizontale Ebene zwischen der Leistungsübertragungsspule 11 und der Leistungsempfangsspule 12 sind, ist es möglich, eine genaue Positionierung an einem Ort einer beliebigen bekannten Ladestationsstelle durchzuführen, an dem ein solcher Höhenunterschied (z-Achsenhöhe zh) bekannt ist.
[Änderungen]
Im berührungslosen Energieübertragungssystem 10 gemäß der vorgenannten Ausführungsform führt das Fahrzeug 20, das die von der Ladestation 30 oder dem Fahrer des Fahrzeugs 20 übertragene schwache Leistung zur Positionierung erhalten hat, die Positionierung des Fahrzeugs 20 in Bezug auf die Ladestation 30 auf der Grundlage der schwachen Leistung durch. Die vorliegende Erfindung beschränkt sich jedoch nicht nur auf dieses Merkmal, sondern alternativ kann die Ladestation 30, die die vom Fahrzeug 20 übertragene schwache Leistung zur Positionierung erhalten hat, das Fahrzeug 20 oder den Fahrer des Fahrzeugs 20 veranlassen, die Positionierung des Fahrzeugs 20 in Bezug auf die Ladestation 30 auf der Grundlage der schwachen Leistung und in Kommunikation mit dem Fahrzeug 20 durchzuführen.
In diesem Fall können in dem Fahrzeug 20 eine Spule zur Übertragung der schwachen Leistung und eine Spule zum hauptsächlichen Laden eine gemeinsame Spule verwenden oder die Spulen können separat gebildet werden. In der Ladestation 30 können eine Spule zur Aufnahme der schwachen Leistung und die Leistungsübertragungsspule 11 eine gemeinsame Spule verwenden oder die Spulen können separat gebildet werden. Die ECU 60 des Fahrzeugs 20 und die Leistungsquellen-ECU 61 der Ladestation 30 führen Signalübertragungen durch, um beispielsweise während der Positionierung Informationen von der Ladestation 30 zur Seite des Fahrzeugs 20 zu übertragen und so den Positionierungsvorgang kooperativ durchzuführen.
Insbesondere ist das berührungslose Energieübertragungssystem gemäß der vorliegenden Modifikation mit einem Fahrzeug ausgestattet, das die Leistungsübertragungseinheit (Leistungsübertragungsspule), die die schwache Leistung zur Positionierung überträgt, und die Ladestation mit der Leistungsempfangseinheit (Leistungsempfangsspule), die die schwache Leistung berührungslos empfängt, beinhaltet.
Die Steuereinheit der Ladestation gemäß der vorliegenden Modifikation ist mit der Spannungswerterfassungseinheit ausgestattet, die den schwachen Spannungswert entsprechend der Größe der von der Leistungsempfangseinheit empfangenen schwachen Leistung erfasst, der Positionsdifferenzierungseinheit, die eine Positionsdifferenzierung des erfassten schwachen Spannungswertes durchführt, um zu bestimmen, ob der erfasste schwache Spannungswert aufgrund der schwachen Leistung ein Spannungswert ist oder nicht, und die Bewegungsverschiebungsmengenerfassungseinheit, die die Bewegungsverschiebungsgröße des Fahrzeugs erfasst, wobei während der Fahrt des Fahrzeugs in einer Weise, dass sich die Leistungsübertragungseinheit des Fahrzeugs der Leistungsempfangseinheit nähert, wenn eine Position erreicht wird, bei der der Positionsdifferenzwert des von der Positionsdifferenzierungseinheit berechneten schwachen Spannungswertes einen Nullwert überschreitet, die Position als eine bekannte Anfangsposition der Bewegungsverschiebungsgröße des Fahrzeugs festgelegt wird.
Gemäß der Modifikation ist der Abstand von der Leistungsübertragungseinheit zu einem äußeren Rand eines Erfassungsbereichs der schwachen Leistung, innerhalb dessen die schwache Leistung von der Leistungsübertragungseinheit erfasst werden kann, und insbesondere der Abstand von der Leistungsübertragungseinheit zur Ausgangsposition, im Voraus bekannt. Daher wird während der Fahrt des Fahrzeugs in einer Weise, dass sich die Leistungsübertragungseinheit des Fahrzeugs der Leistungsempfangseinheit nähert, wenn eine Position (Abstand), bei der der von der Positionsdifferenzierungseinheit berechnete Positionsdifferenzwert des schwachen Spannungswertes den Nullwert überschreitet, die Position (Abstand) auf die bekannte Ausgangsposition der Bewegungsverschiebungshalterung des Fahrzeugs festgelegt wird, wodurch es möglich ist, die Leistungsübertragungseinheit (das Fahrzeug) in Bezug auf die Leistungsempfangseinheit (Leistungsübertragungsstation) zuverlässig zu positionieren.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform, und es ist selbstverständlich, dass auf der Grundlage des in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Inhalts verschiedene zusätzliche oder geänderte Konfigurationen darin übernommen werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5937631 [0006]
JP 5937631 B [0006, 0007, 0011]

Claims

Berührungsloses Energieübertragungssystem (10), umfassend eine Ladestation (30) mit einer Leistungsübertragungseinheit, die zum Übertragen einer schwachen Leistung konfiguriert ist, und ein Fahrzeug (20) mit einer Leistungsempfangseinheit, die zum berührungslosen Empfangen der schwachen Leistung konfiguriert ist, eine Steuereinheit des Fahrzeugs (20), die umfasst: eine Spannungswerterfassungseinheit (102), die konfiguriert ist, um einen schwachen Spannungswert der von der Leistungsempfangseinheit empfangenen schwachen Leistung zu erfassen; eine Positionsdifferenzierungseinheit (106p), die konfiguriert ist, um eine Positionsdifferenzierung des erfassten schwachen Spannungswertes durchzuführen, um zu bestimmen, ob der erfasste schwache Spannungswert ein Spannungswert aufgrund der schwachen Leistung ist oder nicht; und eine Bewegungsverschiebungsmengen-Erfassungseinheit (110), die konfiguriert ist, um einen Bewegungsverschiebungsbetrag des Fahrzeugs (20) zu erfassen, wobei während des Fahrens des Fahrzeugs (20) in einer Weise, so dass sich die Leistungsempfangseinheit des Fahrzeugs (20) der Leistungsübertragungseinheit nähert, wenn eine Position, an der ein Positionsdifferenzwert des von der Positionsdifferenzierungseinheit (106) berechneten schwachen Spannungswertes einen Nullwert überschreitet, erreicht wird, die Position als eine Anfangsposition des Bewegungsverschiebungsbetrags des Fahrzeugs (20) festgelegt wird.
Das berührungslose Energieübertragungssystem (10) nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Speichereinheit, die konfiguriert ist, um eine Entsprechung zwischen dem schwachen Spannungswert, der größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und einem Verschiebungsbetrag des Fahrzeugs zu speichern; und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (74), der konfiguriert ist, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs (20) zu erfassen, wobei, wenn die schwache Spannung kleiner als der vorbestimmte Wert ist, die Bewegungsverschiebungsmengengenerfassungseinheit (110) den Bewegungsverschiebungsbetrag basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, und wenn die schwache Spannung größer als oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, die Bewegungsverschiebungsmengen-Erfassungseinheit (110) den Bewegungsverschiebungsbetrag berechnet, indem sie sich auf die Entsprechungsbeziehung gemäß dem erfassten schwachen Spannungswert bezieht.
Berührungsloses Energieübertragungssystem (10) nach Anspruch 2, wobei die Entsprechungsbeziehung eine Kennlinie ist, die von einem Höhenunterschied in Bezug auf eine horizontale Ebene zwischen einer Leistungsübertragungsspule (11) der Energieübertragungseinheit und einer Energieempfangsspule (12) der Energieempfangseinheit abhängt.