JP2022119727A - ミスアラインメントセンサを使用した車両デバイスへの無線車両電力伝達のためのシステム及び方法 - Google Patents

ミスアラインメントセンサを使用した車両デバイスへの無線車両電力伝達のためのシステム及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2022119727A
JP2022119727A JP2022007938A JP2022007938A JP2022119727A JP 2022119727 A JP2022119727 A JP 2022119727A JP 2022007938 A JP2022007938 A JP 2022007938A JP 2022007938 A JP2022007938 A JP 2022007938A JP 2022119727 A JP2022119727 A JP 2022119727A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
vehicle
low load
magnetic
magnetic sensors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022007938A
Other languages
English (en)
Inventor
チャンチー チョウ
Chungchih Chou
ヤンホー リウ
Yanghe Liu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of JP2022119727A publication Critical patent/JP2022119727A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12Inductive energy transfer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/32Constructional details of charging stations by charging in short intervals along the itinerary, e.g. during short stops
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/35Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • B60L53/36Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles by positioning the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/35Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • B60L53/38Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles specially adapted for charging by inductive energy transfer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H02J50/402Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices the two or more transmitting or the two or more receiving devices being integrated in the same unit, e.g. power mats with several coils or antennas with several sub-antennas
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/80Time limits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】車両の動的無線充電のための充電システム及び方法を提供すること。【解決手段】本車両は、1つ以上の低負荷デバイスと、電力伝送パッドの磁場を測定して磁場データを取得するためのミスアラインメント検出モードと、電力伝送パッドから1つ以上の低負荷デバイスにエネルギーを無線で伝送するための電力受容モードとの間で動作可能な複数の磁気センサとを含む。本車両はまた、1つ以上のプロセッサと、コンピュータ可読命令を記憶したコンピュータ可読媒体を含む1つ以上のメモリモジュールと、を含み、コンピュータ可読命令は、1つ以上のプロセッサによって実行されると、1つ以上のプロセッサに、複数の磁気センサから磁場データを受容し、電力伝送パッドの磁気軸線に対する複数の磁気センサの横方向のミスアラインメントを推定させる。【選択図】図2

Description

本明細書は、概して、車両の動的無線充電のための充電システム及び方法に関するものであり、より具体的には、横方向のミスアラインメントを推定して車両デバイスに電力を供給する磁気センサを利用するための充電システム及び方法に関するものである。
現在の車両用の誘導充電技術は、電力が電源と車両との間を無線で伝達されるため、ケーブルを車両に差し込む必要性を排除している。電源から車両への無線による電力伝達中における、車両と電源との間のミスアラインメントは、車両、特に車両の電力受容パッドに伝送されるエネルギーの効率及び速度を低下させてしまう。その結果、車両のバッテリーを完全に充電するために必要な時間が長くなってしまう。
ミスアラインメントを検出するためのセンサは、ミスアラインメントをどのようにして最小化することができるかを決定するのに有用である。しかしながら、これらのセンサはミスアラインメントを検出するように構成されているだけである一方で、電力受容パッドは電源から電力を受け取り、かつ車両のバッテリーに電力を供給するために使用される。したがって、自動運転又は半自動運転中に求められる追加のデバイスに電力を供給するために追加の電力が必要となる場合には、電力は電源から電力受容パッドで受容され、その後、追加のデバイスに分配又は伝送されなければならない。これは、電力受容パッドに更なる負担を掛けることとなる。
一つの実施形態においては、車両は、1つ以上の低負荷デバイスと、電力伝送パッドの磁場を測定して磁場データを取得するためのミスアラインメント検出モードと、電力伝送パッドから1つ以上の低負荷デバイスにエネルギーを無線で伝送するための電力受容モードとの間で動作可能な複数の磁気センサと、1つ以上のプロセッサと、コンピュータ可読命令を記憶したコンピュータ可読媒体を備える1つ以上のメモリモジュールと、を含み、コンピュータ可読命令は、1つ以上のプロセッサによって実行されると、1つ以上のプロセッサに、複数の磁気センサから磁場データを受容し、電力伝送パッドの磁気軸線に対する複数の磁気センサの横方向のミスアラインメントを推定させる。
他の実施形態においては、車両は、1つ以上の低負荷デバイスと、電力伝送パッドからエネルギーを無線で受容するための電力受容パッドと、電力伝送パッドの磁場を測定して磁場データを取得するためのミスアラインメント検出モードと、電力伝送パッドから1つ以上の低負荷デバイスにエネルギーを無線で伝送するための電力受容モードとの間で動作可能な複数の磁気センサと、1つ以上のプロセッサと、コンピュータ可読命令を記憶したコンピュータ可読媒体を備える1つ以上のメモリモジュールと、を含み、コンピュータ可読命令は、1つ以上のプロセッサによって実行されると、1つ以上のプロセッサに、複数の磁気センサから磁場データを受容し、電力伝送パッドの磁気軸線に対する電力受容パッドの横方向のミスアラインメントを推定させる。
さらに他の実施形態においては、車両の1つ以上の低負荷デバイスに動的無線電力伝送を提供するための方法は、ミスアラインメント検出モードで複数の磁気センサを操作することと、磁場データを取得するため、電力伝送パッドによって提供された磁場を複数の磁気センサを用いて検出することと、磁場を用いて、電力伝送パッドの磁気軸線に対する電力受容パッドの横方向のミスアラインメントを推定することと、複数の磁気センサを切り替えて電力受容モードで動作させ、電力伝送パッドから1つ以上の低負荷デバイスに電力を無線で伝送することと、を含む。
本明細書で説明される実施形態によって提供されるこれら及び追加の特徴は、図面と併せて、以下の詳細な説明を考慮することで、より完全に理解される。
図面に示される実施形態は、本質的に実例的かつ好適なものであり、特許請求の範囲によって定義される主題を限定することを意図するものではない。実例としての実施形態による以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読むことにより理解することができ、図面には、同様の構造は同様の参照番号で示され、以下のとおりである。
本明細書に示され説明される、1つ以上の実施形態に係る電力受容システムを含む車両の底面を概略的に示す図である。 本明細書に示され説明される、1つ以上の実施形態に係る電力伝達システム及び接近する車両を概略的に示す図である。 本明細書に示され説明される、1つ以上の実施形態に係る電力伝送システムの各電力伝送パッドの個々の電力出力を示すチャートを概略的に示す図である。 電力受容システム及び電力伝送システムの回路図を概略的に示す図である。 本明細書に示され説明される、1つ以上の実施形態に係る電力伝送システム及び電力受容システムの動作のフローチャートである。 本明細書に示され説明される、1つ以上の実施形態に係る様々なシステム及びプロセスを実装するために1つ以上のデバイスで利用されるコンピューティングハードウェアを示すブロック図である。
本明細書に記載の実施形態は、複数の磁気センサを利用して、車両側の電力受容システムと道路側の電力伝送システムとの間の横方向のミスアラインメントを推定し、複数の磁気センサを介して電力伝送システムの低負荷デバイスから電力を無線で伝送する。したがって、本明細書に開示される磁気センサは二重の機能を提供するものである。
磁気センサを利用して電力を伝送することにより、電力受容システムの電力受容パッドによって伝送される電力に加えて、複数の低負荷デバイスなどの車両の様々な構成要素に追加の電力を伝送することができるものであってもよい。低負荷デバイスは、主に電力伝送システムからの電力無線伝送中において特に利用されるデバイスであってもよい。本明細書でより詳細に説明されるように、低負荷デバイスは、車両と電力伝送システムとの間のミスアラインメントが最小限となるように、車両の走行方向を調整するための自動運転又は半自動運転を支援する装置を含むものであってもよい。磁気センサを利用してこれらのデバイスに電力を伝送することで、電力受容パッドの電力要件を調整する必要がなくなり、むしろ、磁気センサを利用して追加の電力需要を満たすものとなる。
本明細書で使用されるように、「車両長手方向」という用語は、車両の前後方向(すなわち、図1に示される車両の+X/-X方向)を指す。 「車両横方向」という用語は、車両を横断する方向(すなわち、図1に示される車両の+Y/-Y方向)を指し、車両長手方向を横切る方向である。「車両垂直方向」という用語は、車両の上下方向(すなわち、図1に示される車両の+Z/-Z方向)を指す。本明細書で使用されるように、「上方の」及び「上の」は、図面に示される座標軸の正のZ方向として定義される。「下方の」と「下の」は、図面に示されている座標軸の負のZ方向として定義される。さらに、本明細書で使用される「車外の」又は「外側の」という用語は、車両の中心線に対する構成要素の相対的な位置を指す。本明細書で使用される「車内の」又は「内側の」という用語は、車両の中心線に対する構成要素の相対的な位置を指す。概して、車両構造は車両の中心線に対して対称であるため、車両の反対側に沿って配置された構成要素を評価するときに、「車内の」、「内側の」、「車外の」、及び「外側の」を使って指す方向の言及は、車両の中心線に対して左右反対側についてのことであってもよい。
本明細書に記載の実施形態は、概して、車両の電力受容システムに関するものであり、通常、車両は1つ以上の低負荷デバイスと、電力伝送パッドの磁場を測定して磁場データを取得するためのミスアラインメント検出モードと、電力伝送パッドから1つ以上の低負荷デバイスにエネルギーを無線で伝送するための電力受容モードとの間で動作可能な複数の磁気センサと、を含む。システムの様々な実施形態及びシステムの動作は、本明細書でより詳細に説明される。同じ又は同様の部品を参照するために、図面全体で可能な限り同じ参照番号が使用される。
図1及び図2に示されるように、車両10は前端12と、後端14と、車両10の前端12と後端14の間に延びる底面18を備えた車体16とを有する。車両10は、車道上若しくは車道内の、例えば図2に示されて本明細書で論じられる、複数の電力伝送パッド26を含む電力伝送システム24などの電力伝送アセンブリから磁場を検出するための、複数の磁気センサ22を含む電力受容システム20と、電力伝送システム24から電力を無線で受容するための電力受容パッド28とを有する。電力伝送パッド26を全体として参照する場合には、電力伝送パッドを符号26として示す。しかしながら、電力伝送パッド26を個別に参照する場合には、電力伝送パッド26を、図示のように、走行方向Dに配置される第1の電力伝送パッド26a、第2の電力伝送パッド26b、第3の電力伝送パッド26cなどとして示す。本明細書では、電力伝送パッド26から電力を無線で受容する電力受容パッド28を参照するが、電力受容パッド28は、例えば既存の地中システムなどの、あらゆる既知又は未開発の形態の電力伝送パッドから電力を受容できるものであってよいことを理解されたい。一つの実施形態では、本明細書に開示されるように、電力受容システム20及び電力伝送システム24の両方を含む無線充電システムが提供される。
車両10は、磁場を検出し、電力伝送システム24の各電力伝送パッド26によって提供される磁場の磁束密度を測定するために、少なくとも2つの磁気センサ22を含む。いくつかの実施形態では、図示されるように、車両10は3つの磁気センサ22を含む。しかしながら、3つより多い又は3つより少ない磁気センサ22が提供されるものであってもよい。車両10に追加の磁気センサ22を提供することは、電力受容パッド28に対する電力伝送パッド26の位置のより正確な推定に結び付くことを理解されたい。磁気センサ22は、磁場の存在と磁場の特定の大きさを検出することが可能な任意の適切な磁場センサデバイスであってよい。磁気センサ22を全体として参照する場合には、磁気センサを符号22として示す。しかしながら、磁気センサ22を個別に参照する場合には、磁気センサ22を、図示のように、第1の磁気センサ22a、第2の磁気センサ22b、及び第3の磁気センサ22cとして示す。
いくつかの実施形態では、磁気センサ22は、車両10の前端12に近接する車両10の底面18に提供され、その結果、磁気センサ22は、電力受容パッド28の前に各電力伝送パッド26の磁場に遭遇する。磁気センサ22は、車両の長手方向軸線から等間隔に離れて配置されており、したがって、電力伝送パッド26が道路の車線の中央に位置している場合には、電力伝送パッド26の長手方向軸線又は磁気軸線Aと整列する。しかしながら、電力伝送パッド26が車線10の中央に配置されていない場合、磁気センサ22は、車両10の底面18に沿って車両の横方向に、固定された状態若しくは移動可能な状態で再配置され、車両10の位置を車線の中心内に維持しながら、磁気センサ22を電力伝送パッド26の磁気軸線Aと位置合わせする。図示されるように、磁気センサ22は、第2の磁気センサ22b及び第3の磁気センサ22cに対して車両前方方向に配置された第1の磁気センサ22aを備えた三角形の構成となるように配置されている。いくつかの実施形態では、磁気センサ22は、電力受容パッド28の中心長手軸線に対称となるよう整列されている。
磁気センサ22を車両10の前端12に近接させ、電力受容パッド28から離間して配置することにより、磁気センサ22は、前方の電力伝送パッド26に関するミスアラインメントを推定することができる一方、車両10の電力受容パッド28は、少なくとも1つ後方の電力伝送パッド26から電力を受け取る。このようにすることで、磁気センサ22からのデータを人工ニューラルネットワーク内で利用して、車両10、特に電力受容パッド28と電力伝送パッド26との間に横方向のミスアラインメントがあるかどうかを推定することができ、車両10が道路を走行して後続の電力伝送パッド26上を移動するときに、車両10の位置をそれに応じて調整できるようにする。
本明細書に記載のように、磁気センサ22は磁場を検出するように構成され、検出された磁場は、次に、各電力受容パッド26の磁気軸線Aに対する電力受容パッド28と電力伝送パッド26との間の横方向のミスアラインメントを推定するために使用される。したがって、磁気軸線Aは、電力伝送パッド26のそれぞれを通って延びる中心軸に相関を持つ。本明細書で言及されるように、「横方向のミスアラインメント」とは、車両の長手方向における、電力受容パッド28と、電力伝送パッド26の磁気軸線Aとの間の変位を意味する。電力受容パッド28が電力伝送パッド26すなわち磁場の磁気軸線Aと直接整列しているか、又はその上にあるときに、車両10に無線で伝送されるエネルギーの速度が最大になることを理解されたい。車両の横方向のミスアラインメント又は変位は、電力受容パッド28が電力伝送パッド26との間で伝達されるエネルギーの速度を低下させる可能性がある。
電力受容パッド28に関しては、電力受容パッド28は車両10の車体16の底面18に配置されるものであってもよい。いくつかの実施形態では、磁気センサ22と同様に、電力受容パッド28は電力伝送パッド26の中心及び磁場と整列するように車両10の長手方向軸線に沿って配置されるものであってもよい。しかしながら、上述のように、電力伝送パッド26が車線の中央に配置されていない場合には、電力受容パッド28は車両10の底面18に沿って、固定された状態若しくは移動可能な状態で再配置されるものであってもよい。電力受容パッド28は、誘導電力伝送パッドから無線で電荷を受容するための、誘導コイルなどの任意の適切な無線式の電力受容デバイスであってもよい。
本明細書に記載のように、電力伝送パッド26は、電力伝送パッド26から電力受容パッド28に電力を無線で伝送するように構成された既存の地中システムの一部であってもよく、電力受容パッド28は、車両10のバッテリー32へ順次再充電を行うために、若しくはバッテリー32をバイパスすることによって車両10に直接電力を供給ために使用されるものであってもよい。いくつかの実施形態では、図2に示されるように、複数の電力伝送パッド26を含む電力伝送システム24が示される。各電力伝送パッド26は構造が同一であってもよく、したがって、1つの電力伝送パッド26を参照することで、各電力伝送パッド26へ適用が可能である。電力伝送パッド26は、電力伝送アセンブリ34を形成するように配置される。各電力伝送パッド26は、少なくとも1つのコイル36を含む。各電力伝送パッド26は、前端38、後端40、第1の側部42、及び第2の側部44を含み、側部42、44は、前端38と後端40との間に延びる。前端38は、電力伝送アセンブリ34が配置された道路の車線を車両10が走行するときの前方走行方向Dで示される。複数の接続部材46は、電力伝送パッド26の側部42、44に沿って提供される。図示されるように、電力伝送パッド26の前端38及び後端40には、接続部材46は提供されない。
さらに、各電力伝送パッド26は、共振ネットワーク48、高周波インバータ50、及びマイクロコントローラ52を含むものであってもよい。いくつかの実施形態では、電力伝送パッド26は、車両10からの命令を受容するために車両通信装置30と無線通信するためのマイクロコントローラ52と電気的に接続されたパッド通信デバイス54をさらに含み、本明細書で論じられる。電力伝送パッド26はそれぞれ、コイル36にエネルギーを与えるために電力線58を介して電源56に接続され、各電力伝送パッド26のマイクロプロセッサ52は、選択的に、コントロールエリアネットワーク線62を介してサーバ60に接続されるものであってもよい。いくつかの実施形態では、電力伝送パッド26は、パッド通信デバイス54を介してサーバ60に無線で接続されるものであってもよく、それにより、コントロールエリアネットワーク線62の必要性を排除できる。いくつかの実施形態では、電力伝送パッド26はサーバ60を介して車両10から命令を受容するものであってもよいが、これは電力伝送パッド26がパッド通信デバイス54を直接介して行うのとは対照的である。
いくつかの実施形態では、複数の電力伝送パッド26は、対向する前端及び後端で互いに隣接するように直線的に配置されている。しかしながら、電力伝送パッド26の前端38及び後端40は、電力伝送パッド26の側部42、44に沿って提供される電力量よりも少ない電力しか提供しないことを理解されたい。したがって、このことは結果として、隣接する電力伝送パッド26間の磁場の大きさの不連続性又は減少を生じさせる可能性がある。この課題に対処するために、いくつかの実施形態では、少なくともいくつかの電力伝送パッド26の前端38は、直近で隣接する電力伝送パッド26の後端40と重なり合って重複領域64を形成する。これにより、車両10への電力伝送は均一で、電力伝送アセンブリ34として大きな変動を持たないことが保証される。
図3を参照すると、チャートは、車両10が電力伝送アセンブリ34の長さ方向に沿って車両前方方向(+X方向)に移動しているときに、電力伝送パッド26のそれぞれから電力受容パッド28に伝達される電力を示している。本明細書で以下に論じられるように、電力伝送パッド26は、ミスアラインメント推定モードから電力伝送モードに切り替わるように構成される。さらに、これら電力伝送パッド26は、いつミスアラインメント推定モードを開始し、電力伝送モードに切り替えるかに関して互いに協調するように構成される。最初は、各電力伝送パッド26は非起動状態となっている。命令を受けると、電力伝送パッド26は起動されてミスアラインメント推定モードとなり、磁気センサ22が検出する磁場を生成する。続いて、電力伝送パッド26は、電力伝送モードに切り替わり、電力受容パッド28が電力伝送パッド26上を通過するときに、電力受容パッド28に電力を伝送する。
いくつかの実施形態では、電力伝送パッド26は、ミスアラインメント推定モードにあるとき、2kHzから6kHzの間の周波数で動作する。いくつかの実施形態では、電力伝送パッド26は、ミスアラインメント推定モードにあるとき、4kHzから5kHzの間の周波数で動作する。さらに、いくつかの実施形態では、電力伝送パッド26は、ミスアラインメント推定モードにあるとき、3アンペアから10アンペアの間の電力を提供する。いくつかの実施形態では、電力伝送パッド26は、ミスアラインメント推定モードにあるとき、4アンペアから7アンペアの間の電力を提供する。いくつかの実施形態では、電力伝送パッド26は、電力伝送モードにあるとき、20kHzから100kHzの間の周波数で動作する。いくつかの実施形態では、電力伝送パッド26は、電力伝送モードにあるとき、70kHzから90kHzの間の周波数で動作する。さらに、いくつかの実施形態では、電力伝送パッド26は、電力伝送モードにあるとき、40アンペアから80アンペアの間の電力を提供する。
例示的な実施形態では、第1の電力伝送パッド26aは、最初に、別の電力伝送パッド26、サーバ60、又は車両10から、車両10が第1の電力伝送パッド26aに接近していることを直接示唆され、電力伝送パッド26aに対して電力伝送モードに切り替えるよう指示される。同時に、第2の電力伝送パッド26bが起動されてミスアラインメント推定モードを開始し、車両10の電力受容パッド28が第2の伝送パッド26b上を通過する前に、横方向のミスアラインメント及び/又は垂直方向のオフセットを推定する。
本明細書に記載されているように、電力伝送パッド26の電力は、その側部42、44でより大きい。したがって、図示されるように、第1の電力伝送パッド26aの電力出力は、X1からX2に徐々に増加する。X2において、第1の電力伝送パッド26aは、最大電力出力を達成し、この電力出力をX2からX3まで維持する。X3において、電力伝送パッド26aの電力出力が減少し始める。同時に、第2の電力伝送パッド26bは、ミスアラインメント推定モードから電力伝送モードに切り替えられ、電力受容パッド28への電力の伝送を開始するように指示される。したがって、第1の電力伝送パッド26aと第2の電力伝送パッド26bの間の重複領域64で定義されるX3とX4との間で、第1の電力伝送パッド26aによって提供される電力は徐々に減少し、第2の電力伝送パッド26bの電力は徐々に増加する。第1の電力伝送パッド26aの電力減少率は、第2の電力伝送パッド26bの電力増加率と一致若しくは対応しており、第1の電力伝送パッド26aと第2の電力伝送パッド26bとの重複領域64で均一な電力を提供する。
X4において、第1の電力伝送パッド26aは、電力を節約するために電源オフになり、第2の電力伝送パッド26bは、X5まで一定の電力出力を維持し、X5において、上記のプロセスは、第3の電力伝送パッド26c関してX6からX8まで繰り返される。3つの電力伝送パッド26しか図示されていないが、複数の電力伝送パッド26が順次操作されるように、電力伝送アセンブリ34内の各電力伝送パッド26に対して上記のステップを繰り返すものであってよいことを理解されたい。電力出力は、隣接する電力伝送パッド26間で均一状態が維持される。
任意の数の電力伝送パッド26を使用するものであってよく、それぞれが、後端40と前端38との間の側部42、44に形成される曲線又は複数の曲線を含むなど、任意の適切な形状を有するものであってよいと考えられる。しかしながら、電力伝送パッド26がその中に形成された曲線を含む場合、電力伝送パッド26の一定の幅を維持し、それにより一定の磁場を提供するために、電力伝送パッド26の各部42、44は同一の曲線を有する。
図4に示されるように、車両10の磁気センサ22a、22b、22cは、電力伝送パッド26bなど前方にある電力伝送パッド上に位置するように図示され、車両10の電力受容パッド28は、電力伝送パッド26aなど後方にある電力伝送パッド上に位置するように図示されている。さらに、磁気センサ22はそれぞれ、補償器72及び整流器74を介して低負荷デバイス70に電気的に結合されるように示されている。各磁気センサ22とそれに対応する低負荷デバイス70との間の接続は、本明細書に開示されるような補償器72及び整流器74といった特定の配置に限定されるものではないことを理解されたい。したがって、エネルギーが磁気センサ22から低負荷デバイス70に伝達及び/又は変換されることを許容するための他の構成要素及び接続方法は、本開示の範囲内であると考えられる。さらに、単一の低負荷デバイス70のみが各磁気センサ22に結合されているように示されているが、複数の低負荷デバイス70が各磁気センサ22に電気的に結合されるものであってもよいことを理解されたい。
実施形態では、磁気センサ22は、電力伝送パッド26からエネルギーを受け取ってミスアラインメントを推定するか、あるいは、エネルギーを低負荷デバイス70に伝送するかのいずれかであることを理解されたい。したがって、磁気センサ22が横方向のミスアラインメントを検出するために本明細書で論じられるミスアラインメント検出モードと、又は代わりに、エネルギーが磁気センサ22から低負荷デバイス70に伝達される電力受容モードとの間で動作する。これにより、磁気センサ22は、条件が満たされると、ミスアラインメント検出モードと電力受容モードとを交互に繰り返すが、これについては、本明細書でより詳細に説明する。具体的には、磁気センサ22は、第1の条件が満たされるとミスアラインメント検出モードから電力受容モードに切り替わり、第2の条件が満たされると電力受容モードからミスアラインメント検出モードに切り替わるものであってもよい。
本明細書で使用されるように、「低負荷デバイス」という用語は、磁気センサ22を介して電力伝送パッド26からの低電力伝送を受容することに応答して受容及び動作することができる任意のデバイスを指す。本明細書で論じられるように、磁気センサ22は、電力伝送パッド26から低周波及び低電力を有するエネルギーを受容するように構成される。したがって、低負荷デバイス70は、電力伝送パッド26がミスアラインメント推定モードで動作するときに、受容エネルギーに応答して動作することができ、これは、2kHzと6kHzの間の周波数と、3アンペアから10アンペアの間の電力を持つエネルギーを提供する。
実施形態では、低負荷デバイス70は、車両10が自動運転モード及び/又は半自動運転モードで動作しており、車両10が電力伝送パッド26の上に位置している場合に使用する装置である。適切な低負荷デバイス70の非限定的な例としては、LiDAR、RADAR、GPSデバイス、カメラ、センサ、ミスアラインメントモニター/ディスプレイ/インジケータ又は同種のものが含まれる。ミスアラインメントモニター、ディスプレイ、又はインジケータの例としては、車両10が現在、電力伝送パッド26とのミスアラインメントを体験しているかどうか、そのミスアラインメントを低減するために何の調整が必要か、磁気センサ22が現在、電力伝送パッド26からの電力を受容しているかどうか、磁気センサ22が現在どのモードで動作しているか、などを表示できる表示画面を含むものであってもよい。
実施形態では、低負荷デバイス70は、磁気センサ22から受け取った電力を蓄積するためのバッテリーを含まない。したがって、低負荷デバイス70は、磁気センサ22が電力受容モードで動作し、かつ電力伝送パッド26上に位置している場合にのみ動作させることが可能である。あるいは、実施形態では、低負荷デバイス70はバッテリー76と電気的に結合される。具体的には、各低負荷デバイス70は、対応する異なるバッテリーに電気的に結合されるものであってもよく、又は、図示されるように、低負荷デバイス70は、同じバッテリー76に電気的に結合されるものであってもよい。バッテリー76は、磁気センサ22が電力受容モードで動作しておらず、電力伝送パッド26上に位置していない時、すなわち、例えば磁気センサ22がミスアラインメント検出モードで動作している場合、及び/又は電力伝送パッド26上に位置していない場合に、低負荷デバイス70を利用できるように、磁気センサ22から受け取ったエネルギーを蓄積するように構成されるものであってもよい。
磁気センサ22がミスアラインメント検出モードで動作するか、電力受容モードで動作するかを決定する条件の非限定的な例は、磁気センサ22が1つ以上の低負荷デバイス70を動作させる要求を受容するかどうかである。その要求は、例えば、電力伝送パッド26に対する磁気センサ22のミスアラインメントを表示するためのミスアラインメントモニターなどの低負荷デバイス70の特定の1つの操作を要求するユーザから受容されるものであってもよい。実施形態では、磁気センサ22が電力伝送パッド26と位置合わせされ、磁気センサ22による電力受容が可能になるように調整される車両10の位置に応答して、命令を受容することができるものであってもよい。したがって、磁気センサ22と電力伝送パッド26との間のミスアラインメントを検出し、そのミスアラインメントを低減するために車両10の位置の調整に必要な決定をするために、1つ以上の低負荷デバイス70の使用が望ましいものであってもよい。
磁気センサ22が動作するモードを決定する条件の別の非限定的な例としては、磁気センサ22が複数モードのうちの1つで動作している時間長さである。例えば、磁気センサ22がしきい値制限時間を超える時間長さにわたって電力受容モードで動作していた場合、磁気センサ22は、少なくとも一時的に、ミスアラインメント検出モードに切り替えるものであってもよい。同様に、磁気センサ22がしきい値制限時間を超える時間長さにわたってミスアラインメント検出モードで動作していた場合、磁気センサ22は、ミスアラインメント検出モードから電力受容モードに切り替えるものであってもよい。実施形態では、磁気センサ22がミスアラインメント検出モード及び電力受容モードで等しい時間動作するように、しきい値制限時間は同じであってもよい。他の実施形態では、磁気センサ22が一方のモードにおいて他方のモードよりも頻繁に動作するように、しきい値制限時間は異なるものであってもよい。実施形態では、電力受容モードで磁気センサ22を動作させるためのしきい値制限時間は、ミスアラインメント検出モードで磁気センサ22を動作させるためのしきい値制限時間よりも長い。これにより、磁気センサ22は、電力伝送パッド26から電力を受け取りながら、主に低負荷デバイス70にエネルギーを伝達することができるが、それでも定期的にミスアラインメントを検出して、車両10の位置をそれに応じて調整できるものであってもよい。これは、低負荷デバイス70がバッテリー76と電気的に結合されておらず、磁気センサ22が電力伝送パッド26上に位置している場合にのみ動作可能である場合に特に有用である。
上述のように、磁気センサ22が電力伝送パッド26から電力を能動的に受け取らないときに低負荷デバイス70が動作されるように、低負荷デバイス70は、エネルギーを蓄えるためにバッテリー76に電気的に結合されるものであってよい。これらの実施形態では、磁気センサ22は、1つ以上の低負荷デバイス70のバッテリー76の電力レベルが最大電力レベルを超えるまで、電力受容モードで動作するものであってよい。最大電力レベルは、バッテリー76の電力容量を示すものであってもよい。したがって、バッテリー76の電力レベルが最大電力レベルに達すると、低負荷デバイス70は電力を能動的に受け取る必要が無いため、磁気センサ22は、ミスアラインメント推定モードで動作するものであってもよい。さらに、実施形態では、磁気センサ22は、1つ以上の低負荷デバイス70のバッテリー76の電力レベルが最小電力レベルに達するまでミスアラインメント検出モードで動作するものであってもよく、その時点で、低負荷デバイス70、特にバッテリー76に電力を供給するために、磁気センサ22を電力受容モードに移行し、バッテリー76の電力レベルが最小電力レベルを超えるまでに上げる。最小電力レベルとは、それを下回ると1つ以上の低負荷デバイス70が動作できなくなるものとなる電力レベルを示すものであってもよい。
図1から図4に示されたシステムを参照しながら図5を参照すると、方法100は、電力伝送パッド26に対する車両10の横方向のミスアラインメントを推定することと、電力を低負荷デバイス70に伝達することの間で、磁気センサ22を交互に利用することを示している。
ステップ102において、車両10、具体的には磁気センサ22が、図4に示されるように、電力伝送パッド26bなどの電力伝送パッド26に対して位置決めされる。本明細書に開示される方法は、車両10が電力伝送パッド26上を走行方向Dに移動することと、電力伝送パッド26が車両10との相対位置に基づいて動作モードを変えることの決定の例について論じているが、横方向のミスアラインメントを推定し、磁気センサ22から低負荷デバイス70に電力を無線で伝送するという本開示は、車両10が駐車して単一の電力伝送パッド26上で静止した状態である場合にも等しく適用可能であることを理解されたい。
ステップ104において、電力伝送パッド26は、例えば、電力伝送パッド26に通電することによって最初に起動されると、ミスアラインメント推定モードで動作する。この時点までは、電力伝送パッド26は、エネルギーを節約するために非起動状態であってもよい。いくつかの実施形態では、電力伝送パッド26は、サーバ60から信号を受容することによって起動するものであってもよく、サーバ60は、1つ以上のネットワーク接続を介して直接的又は間接的に車両10と通信するものであってもよい。
ステップ106において、磁気センサ22は、最初にミスアラインメント検出モードで動作し、上方に磁気センサ22が位置しミスアラインメント推定モードで動作される電力伝送パッド26の磁場を検出する。したがって、車両10の磁気センサ22は、電力伝送パッド26の磁場を検出して、ミスアラインメントを推定する。本明細書でより詳細に論じられるように、磁気センサ22による磁場の検出は、横方向のミスアラインメントを推定するために利用される。
車両10が電力伝送パッド26を横切って移動している場合、電力伝送パッド26は、電力伝送モードに切り替えるよう命令を受けて、電力伝送パッド26から電力受容パッド28に電力を伝送する。電力受容パッド28によって受け取られたエネルギーは、車両10のバッテリー32を再充電するために使用されるものであってもよく、又は車両10の電気部品に直接電力を供給するために使用されるものであってもよい。電力が車両10に直接電力を供給するために使用される場合、バッテリー32のサイズは、縮小又は完全に排除されるものであってもよいことが理解されるべきである。したがって、磁気センサ22は、ミスアラインメント推定モードで動作する別の電力伝送パッド26の上に位置する。
ステップ108において、磁気センサ22がまだミスアラインメント検出モードで動作している状態で、電力受容システム20の成熟した人工ニューラルネットワークは、磁気センサ22から受容した磁場に関するデータに基づき、電力受容パッド28及び電力伝送パッド26に関して車両10との間の横方向のミスアラインメントを推定する。磁気センサ22を利用して車両10と電力伝送パッド26の横方向のミスアラインメントを推定する追加の情報は、2020年5月28日に出願された「Systems and Methods for Wireless Vehicle Power Transfer and Misalignment Estimation」と題する米国特許出願第16/885010号明細書に記載されており、その全ての記載内容が参照により本明細書に援用される。
本明細書で論じられるように、磁気センサ22は、第1の条件又は第2の条件が満たされることに応答して、ミスアラインメント検出モードと電力受容モードとの間で切り替えられる。ステップ110において、磁気センサ22がミスアラインメント検出モードで動作しているとき、第1の条件が満たされているかどうかが決定される。
ステップ110で満たされる第1の条件の非限定的な例は、低負荷デバイス70を操作するための要求が受容された場合である。その要求は、ユーザによって実行された低負荷デバイス70の特定の一つの操作若しくは使用の要求に応答して受容されるものであってもよい。あるいは、磁気センサ22が電力伝送パッド26と整列するように調整される車両10の位置に応答して、要求を自動的に受容することができるものであってもよい。
ステップ110で満たされる第1の条件の別の非限定的な例は、磁気センサ22がミスアラインメント検出モードで動作している時間がしきい値制限時間を超える場合である。磁気センサ22がミスアラインメント検出モードで動作していた時間長さは、ステップ110で決定され、時間長さがしきい値制限時間を超えると、第1の条件が満たされる。
ステップ110で満たされる第1の条件の別の非限定的な例は、磁気センサ22に電気的に結合されたバッテリーの電力レベルが最小電力レベルを下回る場合である。したがって、磁気センサ22は、1つ以上の低負荷デバイス70のバッテリー76の電力レベルが最小電力レベルを下回るまで、ミスアラインメント検出モードで動作するものであってもよい。
本明細書で論じられる例のいずれかに基づいて、ステップ110で第1の条件が満たされると決定された場合、磁気センサ22は、電力受容モードで動作するようにステップ112で切り替えられる。上記の例は、第1の条件が満たされる可能性のある方法の網羅的なリストを形成しないことを理解されたい。あるいは、ステップ110で第1の条件が満たされない場合、方法100はステップ106に戻り、磁気センサ22はミスアラインメント検出モードを維持する。
ステップ110で満たされる第1の条件に応答して、磁気センサ22は、ステップ112で、ミスアラインメント検出モードから電力受容モードに切り替わる。ステップ114で、磁気センサ22は、磁気センサ22が上方に位置する電力伝送パッド26から電力を受け取り、この受容したエネルギーを低負荷デバイス70に向ける。磁気センサ22は、第2の条件が満たされるまで、電力を負荷デバイス70に向けるために電力受容モードを維持する。ステップ116において、磁気センサ22が電力受容モードで動作しているとき、第2の条件が満たされているかどうかが決定される。
ステップ116で満たされる第2の条件の非限定的な例は、磁気センサ22が電力受容モードで動作している時間がしきい値制限時間を超える場合である。磁気センサ22が電力受容モードで動作している時間長さは、ステップ116で決定され、時間長さがしきい値制限時間を超えると、第2の条件が満たされる。本明細書で論じられるように、ミスアラインメント検出モードで磁気センサ22を動作させるためのしきい値制限時間と、電力受容モードで磁気センサ22を動作させるためのしきい値制限時間は、同じであってもよい。他の実施形態では、しきい値制限時間は異なっていてもよい。
ステップ116で満たされる第2の条件の別の非限定的な例は、磁気センサ22に電気的に結合されたバッテリーの電力レベルが最大電力レベルを超える場合である。したがって、磁気センサ22は、1つ以上の低負荷デバイス70のバッテリー76の電力レベルが最大電力レベルを超えるまで、電力受容モードで動作するものであってもよい。
上記の例は、第2の条件が満たされる可能性のある方法の網羅的なリストを形成しないことを理解されたい。ステップ116で満たされる第2の条件に応答して、方法100は、磁気センサ22がミスアラインメント推定モードに切り替えられるように、ステップ106に戻る。あるいは、ステップ116で第2の条件が満たされないことが決定された場合、方法100はステップ112に戻り、磁気センサ22は、電力受容モードで動作し続ける。
図6を参照すると、ブロック図は、例えば、磁気センサ22及び/又は任意のサブコンポーネントなどの本開示の実施形態を、図1から図4のいずれかに示される任意の他のコンピューティングデバイスとともに実装できる好ましいコンピューティング環境200を示す。好ましいコンピューティング環境200は、不揮発性メモリ208(ROM、フラッシュメモリなど)、揮発性メモリ210(RAMなど)、又はそれらの組み合わせを含むものであってもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも1つのプロセッサ202は、不揮発性メモリ208及び/又は揮発性メモリ210などの非一時的メモリに結合される。好ましいコンピューティング環境200は、非限定的な例として、RAM、ROM、キャッシュ、光ファイバー、EPROM/フラッシュメモリ、CD/DVD/BD―ROM、ハードディスクドライブ、ソリッドステートストレージ、光又は磁気ストレージデバイス、ディスケット、ワイヤを備えた電気接続、システム又はデバイス磁気、光学、半導体、電子タイプ、又はそれらの任意の組み合わせを使用するものであってもよい。
好ましいコンピューティング環境200は、例えば、モニタ、スピーカー、ヘッドホン、プロジェクタ、ウェアラブルディスプレイ、及び/又はホログラフィックディスプレイなどの1つ以上のディスプレイ及び/又は出力デバイス204を含むことができる。上記で論じたように、車両10の運転者は、ディスプレイ及び/又は出力装置204を介して、電力伝送パッド26に対する車両10の横方向のミスアラインメントを示す通知を受容するものであってもよい。好ましいコンピューティング環境200は、さらに1つ又はそれ以上の入力デバイス206を含むものであってもよく、例として、任意のタイプのマウス、キーボード、ディスク/メディアドライブ、メモリスティック/サムドライブ、メモリカード、ペン、ジョイスティック、ゲームパッド、タッチ入力デバイス、バイオメトリックスキャナ、音声/聴覚入力デバイス、モーション検出器、カメラ、スケールなどを挙げることができる。
車両通信デバイス30を含むネットワークインタフェース212は、ワイヤ、広域ネットワーク、ローカルエリアネットワーク、パーソナルエリアネットワーク、セルラーネットワーク、衛星ネットワークなどを介して、1つ以上のネットワーク214上での通信を容易にすることができる。適切なローカルエリアネットワークとしては、有線イーサネット(登録商標)及び/又は例えばWi-Fiなどの無線技術を含むものであってもよい。適切なパーソナルエリアネットワークとしては、例えば、IrDA、ブルートゥース(登録商標)、ワイヤレスUSB、Z-Wave、ZigBee、及び/又は他の近距離無線通信プロトコルなどの無線技術を含むものであってもよい。適切なパーソナルエリアネットワークとしては、同様に、例えば、USB及びFireWireなどの有線コンピュータバスを含むものであってもよい。適切なセルラーネットワークとしては、LTE、WiMAX、UMTS、CDMA、GSM(登録商標)などの技術が含まれるが、これらに限定されない。好ましいコンピューティング環境200は、1つ以上のリモートデバイスとの通信を容易にするための1つ以上のネットワークインタフェース212を含むものであってもよく、これは、例えば、電力伝送システム24と通信するサーバなどのクライアント及び/又はサーバデバイスを含むものであってもよい。ネットワークインタフェース212はまた、これらの用語が交換可能に使用されるものであることから、通信モジュールとして説明されるものであってもよい。ネットワークインタフェース212は、1つ以上のネットワーク214を介してデータを伝送及び/又は受容することができる任意のデバイスに通信可能に結合することができ、これは、非限定的な例として、図1から図4のいずれに示される任意のコンピューティングデバイスに対応するものであってもよい。
ネットワークインタフェース212は、有線通信又は無線通信を伝送及び/又は受容するための通信トランシーバを含むことができる。例えば、ネットワークインタフェース212は、アンテナ、モデム、LANポート、Wi‐Fiカード、WiMaxカード、モバイル通信ハードウェア、近距離通信ハードウェア、衛星通信ハードウェア、及び/又は通信用の任意の有線又は無線のハードウェアを他のネットワークやデバイスと共に含むものであってもよい。
コンピュータ可読媒体216は、複数のコンピュータ可読媒体を含むものであってもよく、そのそれぞれは、コンピュータ可読記憶媒体又はコンピュータ可読信号媒体のいずれかであってもよい。コンピュータ可読媒体216は、例えば、入力デバイス206、不揮発性メモリ208、揮発性メモリ210、又はそれらの任意の組み合わせ内に存在するものであってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、デバイス又はシステムに関連する、又はデバイス又はシステムによって使用される命令を記憶することができる有形の媒体を含むことができる。コンピュータ可読記憶媒体としては、非限定的な例として、RAM、ROM、キャッシュ、光ファイバー、EPROM/フラッシュメモリ、CD/DVD/BD‐ROM、ハードディスクドライブ、ソリッドステートストレージ、光学式又は磁気式ストレージデバイス、ディスケット、ワイヤを備えた電気接続、又はそれらの任意の組み合わせ。コンピュータ可読記憶媒体はまた、例えば、磁気、光学、半導体、又は電子タイプのシステム又はデバイスを含むものであってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、伝搬信号と搬送波を除外する。
以上のことから、本明細書で定義されるのは、ミスアラインメント検出モードと電力伝送モードとの間で動作可能な複数の磁気センサを含む車両であることを理解されたい。磁気センサがミスアラインメント検出モードにあるとき、磁気センサは、電力伝送パッドの磁場を検出して、車両と電力伝送パッドとの間の横方向のミスアラインメントを推定するように構成される。あるいは、磁気センサが電力受容モードにあるとき、磁気センサは、電力伝送パッドから電力を受け取り、電気的に結合された低負荷デバイスに電力を伝送する。
特定の特性を具体化するために、又は特定の方法で機能させるために、特定の方法で「構成」又は「プログラム」されている本開示の構成要素の本明細書での列挙は、構造的列挙であって、用途の列挙とは対照的であることに留意されたい。より具体的には、本明細書での構成要素が「構成」又は「プログラム」される方法への言及は、構成要素の既存の物理的状態を示し、したがって、構成要素の構造的特徴の明確な列挙と見なされるべきである。
本明細書に図示及び説明されている開示の例における操作の実行又は実行の順序は、別段の指定がない限り、必須ではない。すなわち、操作は、特に明記しない限り、任意の順序で実行することができ、本開示の例は、本明細書に開示されるものよりも追加されるか又はより少ない操作を含むものであってもよい。例えば、別の操作の前、同時、又は後に特定の操作を実行又は実行することは、本開示の態様の範囲内であると考えられる。
「実質的に」及び「約」及び「ほぼ」という用語は、任意の定量的比較、値、測定、又は他の表現に起因し得る固有の不確実性の程度を表すために本明細書で利用されることに留意されたい。これらの用語はまた、問題の主題の基本的な機能に変化をもたらすことなく、定量的表現が記載された参照から変化する可能性がある程度を表すために本明細書で使用される。
本明細書では特定の実施形態が例示及び説明されているが、特許請求される主題の精神及び範囲から逸脱することなく、他の様々な変更及び修正を行ってもよいものであることを理解されたい。さらに、特許請求される主題の様々な態様が本明細書に記載されているが、そのような態様を組み合わせて利用する必要はない。したがって、添付の特許請求の範囲は、請求項の主題の範囲内にあるそのようなすべての変更及び修正をカバーすることが意図されている。

Claims (20)

  1. 車両であって、
    1つ以上の低負荷デバイスと、
    電力伝送パッドの磁場を測定して磁場データを取得するためのミスアラインメント検出モードと、前記電力伝送パッドから前記1つ以上の低負荷デバイスにエネルギーを無線で伝送するための電力受容モードとの間で動作可能な複数の磁気センサと、
    1つ以上のプロセッサと、
    コンピュータ可読命令を記憶したコンピュータ可読媒体を備える1つ以上のメモリモジュールと、
    を備え、
    前記コンピュータ可読命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、1つ以上のプロセッサに、
    前記複数の磁気センサから磁場データを受容し、
    前記電力伝送パッドの磁気軸線に対する前記複数の磁気センサの横方向のミスアラインメントを推定させる、
    車両。
  2. 前記車両は、前記車両の前端に近接して配置された少なくとも3つの磁気センサを含む、請求項1に記載の車両。
  3. 前記車両は、複数の低負荷デバイスを含み、前記複数の低負荷デバイスのそれぞれは、前記複数の磁気センサのうちの1つに電気的に結合されている、請求項1に記載の車両。
  4. 前記複数の低負荷デバイスは、カメラ、LiDARセンサ、又はECUを含む、請求項3に記載の車両。
  5. 前記コンピュータ可読命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、複数の低負荷デバイスのうちの1つ以上を動作させる要求を受容することに応答して、前記複数の磁気センサを前記電力受容モードで動作させる、請求項1に記載の車両。
  6. 前記コンピュータ可読命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記ミスアラインメント検出モードでしきい値制限時間を超える時間長さだけ動作する前記複数の磁気センサに応答して、前記複数の磁気センサを前記電力受容モードで動作させる、請求項1に記載の車両。
  7. 前記コンピュータ可読命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記1つ以上の低負荷デバイスの電力レベルが最大電力レベルを超えているという決定に応答して、前記複数の磁気センサを前記ミスアラインメント検出モードで動作させる、請求項1に記載の車両。
  8. 前記コンピュータ可読命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記1つ以上の低負荷デバイスの電力レベルが最小電力レベルを下回っていることに応答して、前記複数の磁気センサを前記電力受容モードで動作させる、請求項1に記載の車両。
  9. 車両であって、
    1つ以上の低負荷デバイスと、
    電力伝送パッドからエネルギーを無線で受容するための電力受容パッドと、
    前記電力伝送パッドの磁場を測定して磁場データを取得するためのミスアラインメント検出モードと、前記電力伝送パッドから前記1つ以上の低負荷デバイスにエネルギーを無線で伝送するための電力受容モードとの間で動作可能な複数の磁気センサと、
    1つ以上のプロセッサと、
    コンピュータ可読命令を記憶したコンピュータ可読媒体を備える1つ以上のメモリモジュールと、を備え、
    前記コンピュータ可読命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、1つ以上のプロセッサに、
    前記複数の磁気センサから磁場データを受容し、
    前記電力伝送パッドの磁気軸線に対する前記電力受容パッドの横方向のミスアラインメントを推定させる、
    車両。
  10. 前記車両は、前記車両の前端に近接して配置された少なくとも3つの磁気センサを含む、請求項9に記載の車両。
  11. 前記車両は、複数の低負荷デバイスを含み、前記複数の低負荷デバイスのそれぞれは、前記複数の磁気センサのうちの1つに電気的に結合されている、請求項9に記載の車両。
  12. 前記複数の低負荷デバイスは、カメラ、LiDARセンサ、又はECUを含む、請求項11に記載の車両。
  13. 前記コンピュータ可読命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、複数の低負荷デバイスのうちの1つ以上を動作させる要求を受容することに応答して、前記複数の磁気センサを前記電力受容モードで動作させる、請求項9に記載の車両。
  14. 前記コンピュータ可読命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記ミスアラインメント検出モードでしきい値制限時間を超える時間長さだけ動作する前記複数の磁気センサに応答して、前記複数の磁気センサを前記電力受容モードで動作させる、請求項9に記載の車両。
  15. 前記コンピュータ可読命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記1つ以上の低負荷デバイスの電力レベルが最大電力レベルを超えているという決定に応答して、前記複数の磁気センサを前記ミスアラインメント検出モードで動作させる、請求項9記載の車両。
  16. 前記コンピュータ可読命令は、前記1つ以上のプロセッサによって実行されると、前記1つ以上の低負荷デバイスの電力レベルが最小電力レベルを下回っていることに応答して、前記複数の磁気センサを前記電力受容モードで動作させる、請求項9に記載の車両。
  17. 車両の1つ以上の低負荷デバイスに動的無線電力伝送を提供するための方法であって、
    ミスアラインメント検出モードで複数の磁気センサを操作することと、
    磁場データを取得するため、電力伝送パッドによって提供された磁場を前記複数の磁気センサを用いて検出することと、
    前記磁場を用いて、前記電力伝送パッドの磁気軸線に対する電力受容パッドの横方向のミスアラインメントを推定することと、
    前記複数の磁気センサを切り替えて電力受容モードで動作させ、前記電力伝送パッドから1つ以上の低負荷デバイスに電力を無線で伝送することと、
    を有する、方法。
  18. 前記複数の磁気センサが前記ミスアラインメント検出モードで動作した時間長さを決定することと、
    前記時間長さがしきい値制限時間を超えているとの決定に応答して、前記複数の磁気センサを前記ミスアラインメント検出モードから前記電力受容モードに切り替えることと、
    をさらに有する、請求項17に記載の車両。
  19. 前記1つ以上の低負荷デバイスの電力レベルを決定することと、
    前記1つ以上の低負荷デバイスの電力レベルが最大電力レベルを超えているとの決定に応答して、前記複数の磁気センサを前記電力受容モードから前記ミスアラインメント検出モードに切り替えることと、
    をさらに有する、請求項17に記載の車両。
  20. 前記1つ以上の低負荷デバイスの電力レベルを決定することと、
    前記1つ以上の低負荷デバイスの電力レベルが最小電力レベルを下回っているとの決定に応答して、前記複数の磁気センサを前記ミスアラインメント検出モードから前記電力受容モードに切り替えることと、
    をさらに有する、請求項17に記載の車両。
JP2022007938A 2020-12-07 2022-01-21 ミスアラインメントセンサを使用した車両デバイスへの無線車両電力伝達のためのシステム及び方法 Pending JP2022119727A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063122133P 2020-12-07 2020-12-07
US17/167,825 US11482892B2 (en) 2020-12-07 2021-02-04 Systems and methods for wireless vehicle power transfer to vehicle devices using misalignment sensors
US17/167,825 2021-02-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022119727A true JP2022119727A (ja) 2022-08-17

Family

ID=81848395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022007938A Pending JP2022119727A (ja) 2020-12-07 2022-01-21 ミスアラインメントセンサを使用した車両デバイスへの無線車両電力伝達のためのシステム及び方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11482892B2 (ja)
JP (1) JP2022119727A (ja)
CN (1) CN114851868A (ja)
DE (1) DE102022101367A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11938875B2 (en) * 2020-12-18 2024-03-26 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System and method for wireless power transfer and data modulation for vehicles
JP2023012185A (ja) * 2021-07-13 2023-01-25 トヨタ自動車株式会社 管理システム、及び給電マットの管理方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9151692B2 (en) * 2002-06-11 2015-10-06 Intelligent Technologies International, Inc. Asset monitoring system using multiple imagers
US7684026B2 (en) * 2007-07-27 2010-03-23 Snap-On Incorporated Fault tolerant wheel alignment head and system
US8030888B2 (en) 2007-08-13 2011-10-04 Pandya Ravi A Wireless charging system for vehicles
US8890472B2 (en) 2007-09-26 2014-11-18 Alex Mashinsky Self-charging electric vehicles and aircraft, and wireless energy distribution system
US9997068B2 (en) * 2008-01-28 2018-06-12 Intelligent Technologies International, Inc. Method for conveying driving conditions for vehicular control
JP5304885B2 (ja) * 2009-03-17 2013-10-02 富士通株式会社 無線電力供給システム
WO2011077488A1 (ja) * 2009-12-24 2011-06-30 株式会社 東芝 無線電力伝送装置
CN103249592B (zh) 2010-10-29 2016-06-15 高通股份有限公司 用于对电动车辆进行供电或充电的方法和设备
US9631950B2 (en) * 2011-08-05 2017-04-25 Evatran Group, Inc. Method and apparatus for aligning a vehicle with an inductive charging system
US9558883B2 (en) * 2012-05-02 2017-01-31 Samsung Electronics Co., Ltd Power transmitter and method for controlling power transmission
US8823551B1 (en) * 2013-03-07 2014-09-02 Delphi Technologies, Inc. System to align a vehicle within a parking location using thermal targets
US9431169B2 (en) 2013-06-07 2016-08-30 Qualcomm Incorporated Primary power supply tuning network for two coil device and method of operation
US9409490B2 (en) * 2013-09-27 2016-08-09 Qualcomm Incorporated Device alignment in inductive power transfer systems
KR101535038B1 (ko) * 2014-08-27 2015-07-08 현대자동차주식회사 차량의 무선 충전 방법
MY165605A (en) * 2015-01-29 2018-04-16 Nissan Motor Parking assistant device and parking assistance method
US10110063B2 (en) * 2015-03-29 2018-10-23 Chargedge, Inc. Wireless power alignment guide
US10411524B2 (en) * 2015-06-23 2019-09-10 Witricity Corporation Systems, methods and apparatuses for guidance and alignment in electric vehicles wireless inductive charging systems
CN105291842B (zh) 2015-11-27 2017-10-20 华南理工大学 一种电动汽车分布式高频交流电气系统
WO2017165549A1 (en) 2016-03-22 2017-09-28 The University Of Georgia Research Foundation, Inc. Wireless charging of electric vehicles
CN106696738B (zh) * 2016-12-28 2019-05-10 华为技术有限公司 一种电动汽车的无线充电方法、装置及系统
JP6885241B2 (ja) * 2017-07-13 2021-06-09 トヨタ自動車株式会社 送電装置及び電力伝送システム
US10625624B2 (en) * 2017-10-16 2020-04-21 Hyundai Motor Company Method and apparatus for transferring wireless power to electric vehicle using controlling turns of coil
EP3647815A1 (en) * 2018-10-31 2020-05-06 Hyundai Motor Company Position alignment apparatus and method for wireless power transfer
US11264844B2 (en) * 2018-10-31 2022-03-01 Hyundai Motor Company Apparatus and method for measuring vehicle position based on low frequency signals
US20200198481A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 Lear Corporation Wireless power tuning network
US11368051B2 (en) * 2020-01-31 2022-06-21 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Distributed receiver coils for wireless power transfer system
US11505077B2 (en) 2020-05-27 2022-11-22 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems and methods for wireless vehicle power transfer and misalignment estimation

Also Published As

Publication number Publication date
US11482892B2 (en) 2022-10-25
DE102022101367A1 (de) 2022-08-04
US20220181919A1 (en) 2022-06-09
CN114851868A (zh) 2022-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2022119727A (ja) ミスアラインメントセンサを使用した車両デバイスへの無線車両電力伝達のためのシステム及び方法
EP2499717B1 (en) Load impedance decision device, wireless power transmission device, and wireless power transmission method
US10468897B2 (en) Wireless electric power sharing between vehicles
EP3072728B1 (en) Non-contact charging system and pairing method for non-contact charging system
CN103492219B (zh) 扭矩控制装置以及非接触充电系统
EP2387127B1 (en) Method and apparatus for transmitting power and data
US20150133056A1 (en) Non-contact type power supply apparatus and non-contact type power supply method
CN104578296A (zh) 一种机器人充电方法、装置和系统
US9831029B2 (en) Power transmission device, power transmission method, and storage medium
CN107444179A (zh) 一种无人驾驶的电动车和数据传输系统
KR20160021833A (ko) 송전 장치, 수전 장치, 그 제어 방법, 및 컴퓨터 판독가능 기록 매체
US20180339599A1 (en) Non-contact power transmission system
JP2023527817A (ja) 無線車両電力転送およびずれ推定のためのシステムと方法
JP2014014202A (ja) 電力授受システム
JP4735520B2 (ja) 移動体用充電システム及びそれに用いる充電装置
JP2017073855A (ja) 電力伝送システム
US20220402387A1 (en) Ground power supplying apparatus, method for controlling ground power supplying apparatus, and nontransitory computer recording medium
KR20200087307A (ko) 차량 및 그 제어방법
WO2018211575A1 (ja) 制御装置、監視システムおよび監視方法
CN114905988A (zh) 异常判定装置及异常判定方法
CN114390644A (zh) 通信控制装置、通信控制方法和非暂态性存储介质
KR20220006912A (ko) 퍼스널 모빌리티 및 그 제어 방법
KR20210142803A (ko) 서버 및 그 제어 방법
KR20200143969A (ko) 차량, 차량용 충전 장치 및 차량용 충전 시스템
JP7480767B2 (ja) 昇降操作装置及び操作方法