KR101716102B1

KR101716102B1 - 비접촉 급전 시스템 및 비접촉 수전 장치

Info

Publication number: KR101716102B1
Application number: KR1020167026473A
Authority: KR
Inventors: 유키노리 츠카모토
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2017-03-27
Also published as: BR112016023253A2; JP6237887B2; KR20160127777A; MX353826B; JPWO2015155837A1; CN106165245B; EP3131173B1; WO2015155837A1; MY162883A; CN106165245A; EP3131173A1; US10622837B2; US20180175669A1; EP3131173A4; US9929600B2; MX2016012775A; US20170126060A1; RU2632774C1; BR112016023253B1

Abstract

지상 컨트롤러(13)는, 차량(20)이 주차 스페이스(32)에 접근했을 때, 식별 데이터를 포함하는 여자 패턴 신호로 송전 코일(11)을 여자하고, 차량 컨트롤러(24)는, 적어도 하나의 서브 코일에 의해 수신된 여자 패턴 신호로부터 식별 데이터를 취득한다. 그리고, 통신부(25)는 이 식별 데이터를 지상 유닛(51)에 송신한다. 지상 컨트롤러(13)는, 여자 패턴 신호에 포함시킨 식별 데이터와, 차량 컨트롤러(24)로부터 송신된 식별 데이터가 일치했을 때 송전 코일(11)과 수전 코일(21)을 페어링한다. 또한, 전방측에 설치된 서브 코일에 의해 수신되는 식별 데이터와, 후방측에 설치된 서브 코일에 의해 수신되는 식별 데이터가 상이한 경우에는, 페어링을 캔슬한다.

Description

비접촉 급전 시스템 및 비접촉 수전 장치{WIRELESS POWER SUPPLY SYSTEM AND WIRELESS POWER RECEPTION DEVICE}

본 발명은 배터리 등의 전기 부하를 구비하는 차량에, 비접촉으로 전력을 공급하는 비접촉 급전 시스템 및 비접촉 수전 장치에 관한 것이다.

종래부터 배터리(전기 부하)를 구비하는 차량에 비접촉으로 전력을 공급하고, 그 배터리를 충전하는 비접촉 충전 시스템으로서, 특허문헌 1에 개시된 것이 알려져 있다. 해당 특허문헌 1에서는, 복수의 송전 장치가 존재하는 경우에, 송전 코일로부터 랜덤 신호를 약 여자하고, 이 랜덤 신호를 차량에서 검출하고, 송전 장치와의 사이에서 랜덤 신호의 일치가 확인되었을 때, 차량과 송전 장치 사이의 페어링을 행하는 것이 개시되어 있다.

국제 공개 2012/042902호

그러나, 상술한 특허문헌 1에 개시된 종래예는, 차량이 주차 스페이스에 진입하고, 차량이 정지한 상태에서, 송전 코일로부터 랜덤한 ID 패턴을 갖는 신호를 송신하고, 이것을 차량측에서 수신해서 페어링을 행하는 구성이므로, 주차 스페이스에 차량을 정지시키고 나서 실제로 충전을 개시할 때까지, 장시간을 요해 버린다는 문제가 발생한다.

본 발명은 이러한 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 점은, 주차 스페이스에 진입하는 차량에 대하여 보다 신속히 페어링을 행하는 것이 가능한 비접촉 급전 시스템 및 비접촉 수전 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 형태에 관한 비접촉 급전 시스템은, 송전 장치와 수전 장치를 구비하고, 송전 장치는, 전력을 송신하는 송전 코일과, 송전 코일에 공급하는 전력을 제어하는 급전 제어부와, 수전 장치와의 사이에서 통신을 행하는 송전측 통신부를 구비한다. 수전 장치는, 송전 코일로부터 송신된 전력을 수신하고, 수신한 전력을 구동력으로서 차량에 공급하는 수전 코일과, 수전 코일에 대하여 차량의 전방측 및 후방측에 설치되고, 송전 코일로부터 송신된 전력을 여자 패턴 신호로서 수신하는 서브 코일과, 수전 코일 및 서브 코일에 의한 전력의 수신을 제어하는 수전 제어부와, 송전 장치와의 사이에서 통신을 행하는 수전측 통신부를 구비한다. 급전 제어부는, 차량이 주차 스페이스에 접근했을 때, 식별 데이터를 포함하는 여자 패턴 신호로 여자하고, 수전 제어부는, 서브 코일에 의해 수신된 여자 패턴 신호로부터 식별 데이터를 취득하고, 또한 수전측 통신부는, 이 식별 데이터를 송전 장치에 송신한다. 급전 제어부는, 여자 패턴 신호에 포함한 식별 데이터와, 수전 제어부로부터 송신된 식별 데이터가 일치했을 때 송전 코일과 수전 코일을 페어링하고, 전방측에 설치된 서브 코일에 의해 수신되는 식별 데이터와, 후방측에 설치된 서브 코일에 의해 수신되는 식별 데이터가 상이한 경우에는, 페어링을 캔슬한다.

본 발명의 일 형태에 관한 비접촉 수전 장치는, 수신한 전력을 구동력으로서 차량에 공급하는 수전 코일과, 수전 코일에 대하여 차량의 전방측 및 후방측에 각각 적어도 하나 설치되고, 송전 장치의 송전 코일로부터 송신된 전력을 여자 패턴 신호로서 수신하는 서브 코일과, 수전 코일 및 서브 코일에 의한 전력의 수신을 제어하는 수전 제어부와, 송전 장치와의 사이에서 통신을 행하는 수전측 통신부를 구비한다. 수전 제어부는, 송전 장치가 식별 데이터를 포함하는 여자 패턴 신호로 여자되었을 때, 서브 코일에 의해 수신되는 여자 패턴 신호로부터 식별 데이터를 취득하고, 또한 이 식별 데이터를 송전 장치에 송신한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 비접촉 급전 시스템의 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 차량과 복수의 주차 스페이스와의 관계를 도시하는 설명도.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 비접촉 급전 시스템의, 파워 유닛, 송전 코일, 수전 코일, 서브 코일 및 정류 평활 회로의 회로도.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 비접촉 급전 시스템의, 수전 코일 및 서브 코일의 배치를 도시하는 설명도.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 비접촉 급전 시스템에서 사용하는 페어링 신호의 데이터 열을 도시하는 설명도.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 비접촉 급전 시스템에서 사용하는 수전 코일 및 서브 코일의 구성을 도시하는 사시도.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 관하여, 차량이 전진해서 주차 스페이스에 접근하는 모습을 도시하는 설명도.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 관하여, 서브 코일의 수신 전압 및 서브 코일에 의해 취득되는 식별 데이터를 도시하는 파형도.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 따른 비접촉 급전 시스템의, 처리 수순을 도시하는 흐름도의 제1 분도.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따른 비접촉 급전 시스템의, 처리 수순을 도시하는 흐름도의 제2 분도.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 따른 비접촉 급전 시스템의, 수전 전압 판단 처리 수순을 도시하는 흐름도.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 따른 비접촉 급전 시스템의, 페어링 처리 수순을 도시하는 흐름도.
도 13은 본 발명의 실시 형태에 따른 비접촉 급전 시스템의, 차량 이탈시의 페어링 처리 수순을 도시하는 흐름도.
도 14는 본 발명의 실시 형태에 관하여, 차량이 주차 스페이스에 접근하는 모습을 도시하는 설명도.
도 15는 본 발명의 실시 형태에 관하여, 차량이 주차 스페이스 내에 진입하는 모습을 도시하는 설명도.
도 16은 본 발명의 실시 형태에 관하여, 차량이 주차 스페이스 내에 진입하는 모습을 도시하는 설명도.
도 17은 본 발명의 실시 형태에 관하여, 차량이 주차 스페이스 내의 소정 위치에 정차한 모습을 도시하는 설명도.
도 18은 본 발명의 실시 형태에 관하여, 송전 코일의 여자 전압 및 서브 코일의 수전 전압을 도시하는 파형도.
도 19는 본 발명의 실시 형태에 관하여, 인접하는 2개의 서브 코일에 의해 페어링 신호가 수신되는 모습을 도시하는 설명도.
도 20은 본 발명의 실시 형태에 관하여, 2개의 서브 코일에 의해 수신되는 전압의 변화를 도시하는 파형도.
도 21은 본 발명의 실시 형태에 관하여, 2개의 서브 코일에 의해 수신되는 식별 데이터를 합성해서 합성 데이터를 생성하는 수순을 도시하는 파형도.
도 22는 본 발명의 실시 형태에 관하여, 2개의 서브 코일에 의해 수신되는 수신 신호를 합성하는 모습을 도시하는 설명도.
도 23은 본 발명의 실시 형태에 관하여, 차량이 2개의 주차 스페이스에 걸쳐서 진입하는 모습을 도시하는 설명도.
도 24는 본 발명의 실시 형태에 관하여, 2개의 서브 코일에 의해 수신되는 수신 데이터가 상이한 경우의 각 수신 데이터 및 합성 데이터를 도시하는 파형도.
도 25는 본 발명의 실시 형태에 관하여, 차량이 주차 스페이스로부터 이탈하는 모습을 도시하는 설명도.
도 26은 서브 코일의 배치 변형예를 도시하는 설명도.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 1 실시 형태에 따른 비접촉 급전 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 이 비접촉 급전 시스템은, 지상측의 주차 설비에 설치되는 복수의 송전 장치와(도 1에서는, 일례로서 2개의 송전 장치(101, 101a)를 나타내고 있음), 차량(20)에 탑재되는 수전 장치(102)를 구비하고 있다.

송전 장치(101)는, 차량(20)을 주차하기 위한 주차 스페이스를 구비하고 있다. 또한, 지상 유닛(51)과, 주차 스페이스의 지면에 설치된 송전 코일(11)과, 주차 스페이스에 차량(20)이 접근했을 때 이것을 검출하는 차량 검출 센서(33)를 구비하고 있다. 또한, 도 1에서는, 일례로서 2개의 송전 장치(101, 101a)를 나타내고 있다. 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 3 이상의 송전 장치를 구비하는 경우에 대해서도 적용할 수 있다.

지상 유닛(51)은, 송전 코일(11)에 전류를 통전해서 여자하는 파워 유닛(12)과, 이 파워 유닛(12)의 작동을 제어하는 지상 컨트롤러(13)(급전 제어부)와, 수전 장치(102)와의 사이에서 무선 통신을 행하는 통신부(14)(송전측 통신부)를 구비하고 있다. 파워 유닛(12)은, 어떤 패턴으로 여자함으로써 형성되는 여자 패턴 신호를 송전 코일(11)로부터 송신하는 제어를 행한다. 또한, 송전 장치(101a)에 대해서도 마찬가지의 구성을 갖고 있으며, 지상 유닛(51a), 송전 코일(11a) 및 차량 검출 센서(33a)를 구비하고 있다. 또한, 지상 컨트롤러(13)는, 예를 들어 중앙 연산 유닛(CPU)이나, RAM, ROM, 하드 디스크 등의 기억 수단으로 이루어지는 일체형 컴퓨터로서 구성할 수 있다.

차량(20)에 탑재되는 수전 장치(102)는, 차량(20)의 저부 적소에 설치된 수전 코일(21)과, 이 수전 코일(21)에 의해 수신되는 교류 전압을 직류화하고, 또한 평활화하는 정류 평활 회로(22)를 구비하고 있다. 또한, 정류 평활 회로(22)의 작동을 제어하는 차량 컨트롤러(24)(수전 제어부)와, 수전 코일(21)에 의해 수신된 전압을 충전하는 배터리(23)(전기 부하)와, 지상 유닛(51)과의 사이에서 통신을 행하는 통신부(25)(수전측 통신부)를 구비하고 있다. 수전 코일(21)은, 차량(20)이 주차 스페이스의 소정 위치에 주차되었을 때, 상술한 송전 코일(11)과 대향하는 위치로 되도록 배치되어 있다. 그리고, 그 수전 코일(21)은 수신한 전력을 배터리(23)에 공급한다. 즉, 수신한 전력을 구동력으로서 차량(20)에 공급한다.

또한, 수전 장치(102)는, 차량(20)의 저부에 설치된 서브 코일 SC1, SC2, SC3, SC4를 구비하고 있다. 그 서브 코일 SC1 내지 SC4는, 차량(20)이 이동해서 주차 스페이스의 소정 위치에 정차할 때까지의 동안, 송전 코일(11)로부터 출력되는 여자 패턴 신호를 수신하고, 차량 컨트롤러(24)에 출력한다. 각 서브 코일 SC1 내지 SC4의 배치 구성에 대해서는 후술한다. 또한, 차량 컨트롤러(24)는, 예를 들어 중앙 연산 유닛(CPU)이나, RAM, ROM, 하드 디스크 등의 기억부로 이루어지는 일체형의 컴퓨터로서 구성할 수 있다.

도 2는, 차량(20)과 복수의 주차 스페이스(32, 32a)와의 관계를 도시하는 설명도이다. 본 실시 형태에서는, 각 주차 스페이스(32, 32a)에 설치되는 지상 유닛(51, 51a)과 차량(20)에 탑재되는 수전 장치(102) 사이에서 무선 통신을 행함으로써, 수전 장치(102)와 그 차량(20)이 주차하는 주차 스페이스(32)에 대응하는 송전 장치(101)를 페어링하는 처리를 행한다. 그리고, 차량(20)과 페어링된 송전 장치(101)의 송전 코일(11)을 통전해서 전력을 송신하고, 수전 장치(102)는 이 전력을 수신하여, 차량(20)에 탑재된 배터리(23)(도 1 참조)를 충전한다.

도 3은, 도 1에 도시한 파워 유닛(12), 송전 코일(11), 수전 코일(21), 정류 평활 회로(22), 서브 코일 SC1 내지 SC4, 및 그 주변기기의 상세한 구성을 도시하는 회로도이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 파워 유닛(12)은, 복수의 스위치 회로(예를 들어, 반도체 소자 등)로 이루어지는 인버터 회로(31)를 구비하고 있다. 그리고, 지상 컨트롤러(13)(도 1 참조)의 제어에 의해 각 스위치 회로의 온, 오프를 제어하여, 직류 전원(15)으로부터 공급되는 직류 전압 Vin을 소정의 주파수의 교류 전압으로 변환한다.

송전 코일(11)에는, 저항 R1 및 콘덴서 C1이 접속되어 있고, 그 송전 코일(11)에 파워 유닛(12)으로부터 출력되는 교류 전압을 인가해서 전류를 흘림으로써, 송전 코일(11)을 후술하는 페어링용 여자인 제1 여자 및 차량(20)의 위치 정렬을 위한 여자인 제2 여자로 할 수 있다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 송전 코일(11)과 수전 코일(21)이 서로 대향하는 위치에 배치된 경우에는, 송전 코일(11)을 배터리 충전용 여자인 제3 여자로 함으로써, 비접촉으로 수전 코일(21)에 배터리 충전용 전력을 송신한다.

수전 코일(21)은, 콘덴서 C2 및 저항 R2에 접속되어 있고, 송전 코일(11)로부터 송신된 전력을 비접촉으로 수신한다. 정류 평활 회로(22)는, 복수의 다이오드로 이루어지는 브리지 회로 및 콘덴서 C3을 갖고 있으며, 수전 코일(21)에 의해 수신한 교류 전압을 직류 전압으로 변환하고, 또한 평활화해서 배터리(23)에 공급한다.

서브 코일 SC1 내지 SC4는, 송전 코일(11)로부터 출력되는 여자 패턴 신호를 수신한 경우에, 이 여자 패턴 신호를 도 1에 도시하는 차량 컨트롤러(24)에 출력한다. 즉, 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내에 진입하고 있는 때, 차량(20)의 이동에 따라 서브 코일 SC1 내지 SC4 중 적어도 하나가 송전 코일(11)에 접근하여, 이 송전 코일(11)로부터 출력되는 여자 패턴 신호가, 서브 코일 SC1 내지 SC4에 의해 수신된 경우에, 이 여자 패턴 신호를 차량 컨트롤러(24)에 출력한다.

도 4는, 차량(20)의 저부에 탑재되는 수전 코일(21) 및 각 서브 코일 SC1 내지 SC4의 배치 및 각 서브 코일 SC1 내지 SC4의 수신 가능 영역을 도시하는 설명도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 수전 코일(21)에 대하여 차량(20)의 전방측에 서브 코일 SC2가 설치되고, 수전 코일(21)에 대하여 차량(20)의 후방측에 2개의 서브 코일 SC3, SC4가 설치되어 있다. 또한, 수전 코일(21)에 중복해서 서브 코일 SC1이 설치되어 있다. 서브 코일 SC1은, 수전 코일(21)과 동일한 코어에 권회되어 있다. 즉, 도 6에 도시하는 바와 같이, 수전 코일(21)은 평판 형상의 페라이트 코어(61)에 나선 형상으로 권회되어 있고, 또한 그 페라이트 코어(61)의 대략 중앙부에, 서브 코일 SC1이 권회되어 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 각 서브 코일 SC1, SC2, SC3, SC4의 수신 가능 영역은 각각 Q1, Q2, Q3, Q4로 되어 있다. 즉, 수신 가능 영역이 송전 코일(11)의 여자 범위와 중복되는 위치로 된 경우에, 그 송전 코일(11)로부터 출력되는 여자 패턴 신호를 수신할 수 있다. 이때, 서로 인접하는 서브 코일의 수신 가능 영역은, 그 일부에서 중복되어 있다. 구체적으로는, 수신 가능 영역 Q1과 Q2가 일부에서 중복되고, 마찬가지로 수신 가능 영역 Q1과 Q3, Q1과 Q4 및 Q3과 Q4가 일부에서 중복되어 있다. 수신 가능 영역의 일부를 중복시키는 이유는, 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내의 소정 위치를 향해서 이동하고 있을 때, 송전 코일(11)과, 각 서브 코일 SC1 내지 SC4 사이의 여자 패턴 신호의 통신이 도중에 끊어지는 것을 방지하기 위함이다.

본 실시 형태에서는, 차량(20)이 주차 스페이스(32)에 접근했을 때는, 송전 코일(11)을 제1 여자로 한다. 제1 여자에서는, 후술하는 바와 같이, 페어링 신호를 포함하는 여자 패턴 신호를 출력한다. 그리고, 각 서브 코일 SC1 내지 SC4 중 적어도 하나에 의해 수신되는 여자 패턴 신호에 포함되는 페어링 신호에 기초하여, 수전 장치(102)와 송전 장치(101) 사이에서 페어링을 행한다. 또한, 페어링이 완료된 후에 송전 코일(11)을 제2 여자로 하고, 서브 코일 SC1에 의해 수신되는 여자 패턴 신호의 강도로부터, 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내의 소정 위치에 주차되어 있는지 여부를 판단한다. 그 후, 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내의 소정 위치에 주차되어 있다고 판단된 경우에는, 송전 코일(11)을 제3 여자로 하여, 비접촉 급전을 행한다.

여기서, 제2 여자로 할 때 송전 코일(11)에 공급하는 전력은, 제1 여자로 할 때 송전 코일(11)에 공급하는 전력보다도 크게 하였다. 이것은, 송전 코일(11)이 제1 여자로 되어 있을 때, 차량 컨트롤러(24)가 제2 여자라고 오인식하는 것을 방지하기 위함이다.

이하, 도 5에 도시하는 데이터 열을 참조하여, 제1 여자에 대해서 설명한다. 제1 여자에서는, 스타트 비트, ID, 데이터 길이 코드, 식별 데이터, 합계값, 종료 비트의 데이터 열로 이루어지는 페어링 신호를 포함하는 패턴으로 송전 코일(11)을 여자한다. 따라서, 송전 코일(11)로부터 출력되는 여자 패턴 신호는, 도 5에 도시하는 페어링 신호를 포함하게 된다.

페어링 신호에 포함되는 식별 데이터에는, 각 주차 스페이스마다 할당된 고유의 비트 열이 설정된다. 예를 들어, 4비트의 데이터로 한 경우에는 「1,0,1,0」이 설정된다. 지상 컨트롤러(13)는, 도 5에 도시하는 페어링 신호가 포함되도록, 송전 코일(11)에 흐르는 전류를 제어한다. 즉, 제1 여자에서는, 식별 데이터를 포함하는 여자 패턴 신호로 송전 코일(11)을 여자한다.

송전 코일(11)에, 도 5에 도시한 페어링 신호의 데이터 열에서 변조된 전류가 흐르면, 각 서브 코일 SC1 내지 SC4 중, 수신 가능 영역이 송전 코일(11)의 여자 범위와 중복되어 있는 서브 코일에서는 페어링 신호가 수신되고, 이 페어링 신호는, 도 1에 도시하는 차량 컨트롤러(24)에 공급된다.

차량 컨트롤러(24)에서는, 서브 코일에 의해 수신된 여자 패턴 신호에 포함되는 페어링 신호로부터 데이터 열을 판독하고, 식별 데이터를 인식한다. 그리고, 인식한 식별 데이터를, 통신부(25)로부터 통신부(14)에 송신하고, 지상 컨트롤러(13)는 송전 코일(11)에 의해 송신한 식별 데이터와 통신부(14)에서 수신한 식별 데이터가 일치한 경우에, 이 주차 스페이스와 차량(20)을 페어링한다.

또한, 복수의 서브 코일 SC1 내지 SC4 중, 복수의 서브 코일에 의해, 데이터 열이 수신된 경우에는, 각 데이터 열의 OR을 연산한다. 이때, 복수의 서브 코일에 의해 수신되는 데이터 열이, 동일한 송전 코일(11)로부터 송신된 페어링 신호인 경우에는, OR을 연산해도 동일한 데이터 열이 된다. 구체적으로, 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터가 「1,0,1,0」이며, 복수의 서브 코일에 의해 이 페어링 신호가 수신된 경우에는, 각 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터 「1,0,1,0」의 OR을 연산해도, 그 결과는 「1,0,1,0」이 된다. 따라서, 이 식별 데이터를 사용한 페어링이 가능하게 된다.

한편, 예를 들어 서브 코일 SC3에 의해 수신되는 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터와, 서브 코일 SC4에 의해 수신되는 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터가 상이한 경우에는, 이 OR을 연산하면, 동일한 식별 데이터로는 되지 않는다. 예를 들어, 서브 코일 SC3에 의해 수신된 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터가 「0,1,0,1」이며, 서브 코일 SC4에 의해 수신된 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터가 「1,0,1,0」인 경우에는, 이 OR을 연산하면 「1,1,1,1」이 된다. 이 데이터는, 의미가 없는 데이터가 되므로, 합계값이 에러로 된다. 차량 컨트롤러(24)는 합계값이 에러로 된 경우에는, 페어링을 캔슬한다. 상세에 대해서는 후술한다.

이어서, 차량(20)이 전진해서 주차 프레임(34) 내의 주차 스페이스(32)에 진입할 때의, 서브 코일 SC2(차량(20)의 전방측에 탑재되는 서브 코일)에 의해 수신되는 전압의 변화에 대해서, 도 7에 도시하는 설명도 및 도 8에 도시하는 파형도를 참조하여 설명한다. 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내에 진입하고, 서브 코일 SC2의 수신 가능 영역 Q2가 송전 코일(11)의 여자 범위의 일부와 중복되면, 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 시각 t0에서 서브 코일 SC2에 의해 수신되는 전압이 서서히 커지고, 그 후 감소로 돌아선다. 그리고, 시각 t1에 있어서 서브 코일 SC2에 의해 수신되는 전압이 제1 역치 전압 Vth1을 상회하면, 페어링 신호의 데이터 열을 인식할 수 있다. 즉, 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 시각 t1에서 「0」, 「1」로 변화되는 페어링 신호의 데이터 열이 취득된다. 그리고, 이 데이터 열을 사용하여, 차량(20)과 주차 스페이스(32)의 페어링을 행할 수 있다.

이어서, 차량(20)이 주차 스페이스(32)에 접근하고, 그 후, 주차 스페이스(32) 내의 소정 위치에 정차할 때까지의 동작에 대해서, 도 9, 도 10에 도시하는 흐름도 및 도 14 내지 도 17에 도시하는 설명도를 참조하여 설명한다.

도 14는, 차량(20)이 주차 프레임(34) 내의 주차 스페이스(32)에 접근하고 있는 상태를 나타내고 있다. 이때, 지상 컨트롤러(13)는 대기중이 되고(도 9의 스텝 a11), 차량 컨트롤러(24)는 주차 스페이스(32)에 접근중이다(스텝 b11). 그리고, 통신부(25)로부터 LAN(Local_Area_Network) 등의 통신에 의해, 차량 ID를 포함하는 무선 신호를 송신한다(스텝 b12).

지상 유닛(51)의 통신부(14)는, 이 무선 신호를 수신하면, 이 무선 신호에 포함되는 차량 ID가 정규 차량 ID인 것을 인식한다(스텝 a13). 그 후, 지상 유닛(51)을 기동시키고(스텝 a14), 지상 유닛(51)이 기동된 것을 무선 신호로 차량 컨트롤러(24)에 통지한다(스텝 a15).

차량 컨트롤러(24)는 디스플레이(도시 생략) 등에 의해 지상 유닛(51)이 기동된 것을 차량(20)의 운전자에게 통지한다(스텝 b13). 그 결과, 운전자는 지상 유닛(51)이 기동된 것을 인식할 수 있다. 차량 컨트롤러(24)는 페어링 신호 대기로 된다(스텝 b14).

지상 유닛(51)이 기동되면, 지상 컨트롤러(13)는 차량 검출 센서(33)를 기동시킨다(스텝 a16). 지상 컨트롤러(13)는 차량(20)의 접근 대기 상태로 된다(스텝 a17).

그 후, 도 15에 도시하는 바와 같이, 차량(20)의 일부가 주차 스페이스(32)의 주차 프레임 내에 침입하면(스텝 b15), 차량 검출 센서(33)에 의해, 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내에 침입한 것이 검출된다(스텝 a18). 지상 컨트롤러(13)는 페어링 신호를 포함하는 여자 패턴 신호로 송전 코일(11)을 제1 여자로 한다(도 10의 스텝 a19). 또한, 제1 여자를 계속시킨다(스텝 a20). 이때, 차량 컨트롤러(24)는 페어링 신호 대기 상태로 된다(스텝 b16).

그 후, 도 16에 도시하는 바와 같이, 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내의 송전 코일(11)에 접근하고, 서브 코일 SC4의 수신 가능 영역 Q4가 송전 코일(11)의 여자 범위와 중복되는 위치에 도달하면(스텝 b17), 서브 코일 SC4에 의해 페어링 신호가 수신되고, 차량 컨트롤러(24)는 이 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터를 인식한다(스텝 b18).

차량 컨트롤러(24)는, 인식한 식별 데이터를, 통신부(25)로부터 송신하고, 지상 컨트롤러(13)에 대하여 페어링을 요구한다(스텝 b19). 지상 컨트롤러(13)는 식별 데이터를 수신하고(스텝 a21), 제1 여자에서 송신한 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터와, 차량 컨트롤러(24)로부터 송신된 식별 데이터의 일치, 불일치를 판단한다. 그리고, 양자가 일치한 경우에는, 수전 장치(102)와 송전 장치(101)를 페어링한다(스텝 a22). 페어링 처리의 상세에 대해서는 후술한다. 그 후, 지상 컨트롤러(13)는 충전 가능 위치 판단 제어를 개시한다(스텝 a23).

차량 컨트롤러(24)는 페어링된 것을 인식하고(스텝 b20), 충전 가능 위치 판단 제어를 개시한다(스텝 b21).

지상 컨트롤러(13)는 송전 코일(11)을 제2 여자로 하도록, 그 송전 코일(11)에 흐르는 전류를 제어한다(스텝 a24). 그 후, 비접촉 충전으로 이행한다(스텝 a25). 차량 컨트롤러(24)는, 수전 코일(21)의 근방에 설치되어 있는 서브 코일 SC1에 의해 수신되는 전압의 크기를 판단한다(스텝 b22). 이 수전 전압 판단 처리의 상세에 대해서는 후술한다.

그리고, 도 17에 도시하는 바와 같이, 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내의 소정 위치에 정차한 경우, 즉, 송전 코일(11)과 수전 코일(21)이 서로 마주 향하는 위치에 도달한 경우에는, 비접촉 충전으로 이행한다(스텝 b23).

이어서, 도 10의 스텝 b22에 나타낸 수전 전압 판단 처리의 상세한 수순을 도 11에 도시하는 흐름도를 참조하여 설명한다. 수전 전압 판단 처리가 개시되면, 지상 컨트롤러(13)는 송전 코일(11)을 제2 여자로 한다. 즉, 전술한 제1 여자보다도 높은 전압으로 송전 코일(11)을 여자하고, 그 송전 코일(11)로부터 전력을 송신한다.

도 11의 스텝 S11에 있어서, 수전 코일(21)에 병설된 서브 코일 SC1이 제2 여자에 의한 전력을 수신하면, 차량 컨트롤러(24)는 이 전력에 의한 전압이 미리 설정한 제2 역치 전압 Vth2(>Vth1)에 도달했는지 여부를 판단한다.

그리고, 제2 역치 전압 Vth2에 도달하지 않은 경우에는(스텝 S12에서 NO), 차량(20)의 정차 위치가 소정 위치에 도달하지 않았다고 판단하고, 스텝 S13에 있어서 그 취지를 운전자에게 통지하고, 스텝 S11로 처리를 복귀시킨다.

한편, 서브 코일 SC1에 의해 수신되는 전압이 역치 전압 Vth2에 도달한 경우에는(스텝 S12에서 YES), 차량(20)은 소정 위치에 도달해 있는 것이라고 판단한다. 그리고, 스텝 S14에 있어서, 차량의 정차 위치가 충전 가능 위치에 도달한 것을 디스플레이(도시 생략) 등에 표시하여, 운전자에게 통지한다. 운전자는, 이 표시를 봄으로써, 차량(20)을 정지시킨다.

즉, 송전 코일(11)과 서브 코일 SC1이 중복되는 면적의 크기가 클수록, 서브 코일 SC1에 의해 수신되는 전압이 증가한다. 따라서, 서브 코일 SC1에 의해 수신되는 전압을 감시함으로써, 주차 스페이스(32) 내의 소정 위치(충전 가능한 위치)에 차량(20)이 정차했는지 여부를 판단할 수 있다.

스텝 S15에 있어서, 운전자에 의한 충전 개시 요구가 입력되었는지 여부를 판단한다. 그리고, 충전 개시 요구가 입력된 경우에는(스텝 S15에서 YES), 스텝 a25, b23에 있어서, 배터리(23)의 충전을 개시한다.

상기 처리를, 도 18의 (a), (b)를 참조하여 설명한다. 도 18의 (a)는 송전 코일(11)에 여자되는 전압 변화를 도시하는 파형도, 도 18의 (b)는 서브 코일 SC1에 의해 수신되는 전압 변화를 도시하는 파형도이다. 도 18의 (a)에 도시하는 시각 t0에서 송전 코일(11)을 제1 여자로 한다. 즉, 송전 코일(11)을 페어링 신호를 포함하는 여자 패턴 신호로 여자한다. 서브 코일 SC1에서는, 도 18의 (b)에 도시하는 바와 같이, 시각 t0에서 페어링 신호가 수신되고, 또한 수신 신호의 강도가 강해져, 시각 t1에서 페어링이 행하여진다. 그 후, 시각 t2에서 송전 코일(11)을 제1 여자에서 제2 여자로 전환한다. 차량(20)은 주차 스페이스(32)에 대하여 이동하고 있으므로, 수전 코일(21)에 의해 수신되는 전압은 도 18의 (b)에 도시하는 바와 같이 변동한다. 그리고, 수신 전압이 미리 설정한 제2 역치 전압 Vth2에 도달한 경우에, 차량(20)이 충전 가능 위치에 도달했다고 판단한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 서브 코일 SC1에 의해 수신되는 전압의 크기로부터 차량(20)이 충전 가능 위치에 정차했는지 여부를 판단하는 예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 수전 코일(21)에 의해 수신되는 전압의 크기로부터 차량(20)이 충전 가능 위치에 정차했는지 여부를 판단하는 것도 가능하다.

이어서, 도 10의 스텝 a22에 나타낸 페어링 처리의 상세한 수순에 대해서, 도 12에 도시하는 흐름도를 참조하여 설명한다.

처음에, 스텝 S31에 있어서, 차량 컨트롤러(24)는 각 서브 코일 SC1 내지 SC4 중 어느 하나에 의해 페어링 신호가 수신된 경우에는, 그 페어링 신호로부터 식별 데이터를 취득한다. 이때, 2 이상의 서브 코일에 의해 페어링 신호가 수신된 경우에는, 각 서브 코일에 의해 수신된 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터를 합성한 합성 데이터를 취득한다.

이하, 합성 데이터의 생성 방법에 대해서, 도 19에 도시하는 설명도 및 도 20, 도 21에 도시하는 파형도를 참조하여 설명한다. 도 19는, 차량(20)이 주차 스페이스(32)에 진입할 때의 위치 관계를 도시하는 설명도, 도 20은 2개의 서브 코일 SC4, SC1의 수신 신호를 도시하는 과파형도이다. 도 19에 도시하는 바와 같이, 차량(20)이 후퇴하면서 도면 중 화살표 Y1 같이 주차 스페이스(32)에 진입하면, 처음에, 서브 코일 SC4의 수신 가능 영역 Q4가 송전 코일(11)의 여자 범위와 중복되므로, 도 20의 (a)에 도시하는 바와 같이, 서브 코일 SC4에 의해 수신되는 전압이 서서히 상승하여, 시각 t11에서 통신 가능한 전압인 제1 역치 전압 Vth1에 도달한다. 그 후, 차량(20)이 다시 주차 스페이스(32) 내에 진입하면, 서브 코일 SC4의 수신 가능 영역 Q4는 송전 코일(11)로부터 서서히 멀어지므로, 서브 코일 SC4에 의해 수신되는 전압은 하강으로 돌아선다.

한편, 수전 코일(21)과 동일한 코어(도 6의 페라이트 코어(61))에 권회된 서브 코일 SC1의 수신 가능 영역 Q1은, 수신 가능 영역 Q4보다도 지연되어 송전 코일(11)의 여자 범위와 중복되므로, 도 20의 (b)에 도시하는 바와 같이, 시각 t12에 있어서 제1 역치 전압 Vth1에 도달한다. 이때, 수신 가능 영역 Q1과 Q4가 각각의 일부에서 중복되므로, 서브 코일 SC4에 의해 수신되는 전압이 제1 역치 전압 Vth1을 하회하는 시각 t13보다도 빠른 시각 t12에서, 서브 코일 SC1에 의해 수신되는 전압이 제1 역치 전압 Vth1에 도달하게 된다. 따라서, 송전 코일(11)과의 사이의 통신을 서브 코일 SC4로부터 서브 코일 SC1에 이어받을 수 있어, 도중에 통신이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.

이것은, 서브 코일 SC4과 SC1의 관계뿐만 아니라, SC1과 SC2, SC1과 SC3, SC3과 SC4 사이, 즉, 서로 인접하는 서브 코일끼리, 각 수신 가능 영역의 일부가 중복되어 있다. 따라서, 서로 인접하는 서브 코일 사이에 있어서, 도중에 통신이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 서브 코일 SC4는, 도 20의 (a)에 도시하는 바와 같이, 수신되는 전압이 제1 역치 전압 Vth1을 상회하는 시간대(t11 내지 t13)에서, 「0」, 「1」로 변화되는 식별 데이터를 취득할 수 있다. 그 결과, 도 21의 (a)에 도시하는 바와 같이, 시각 t11 내지 t13의 시간대에서 식별 데이터가 취득된다. 한편, 서브 코일 SC1은, 도 20(b)에 도시하는 바와 같이, 시각 t12에 있어서, 수신 전압이 역치 전압 Vth1에 도달하므로, 시각 t12 이후에 식별 데이터를 취득할 수 있다. 그 결과, 도 21의 (b)에 도시하는 바와 같은 식별 데이터가 취득된다. 차량 컨트롤러(24)는 양쪽의 식별 데이터를 합성하여, 합성 데이터를 생성한다. 구체적으로는, 서브 코일 SC4에 의해 취득한 식별 데이터(도 21의 (a)의 파형)와 서브 코일 SC1에 의해 취득한 식별 데이터(도 21의 (b)의 파형)의 OR을 연산함으로써, 합성 데이터를 구한다. 그 결과, 도 21의 (c)에 도시하는 합성 데이터가 얻어진다.

또한, 본 실시 형태에서는, 도 21의 (a) 내지 (c)에 도시한 바와 같이, 2개의 식별 데이터의 OR을 연산해서 합성 데이터를 구하는 예에 대해서 설명했지만, 2개의 식별 데이터를 중첩해서 얻어지는 신호로부터 합성 데이터를 구하도록 해도 된다. 예를 들어, 도 22에 도시하는 바와 같이, 서브 코일 SC4에 의해 곡선 q13으로 나타내는 수신 신호가 얻어지고, 서브 코일 SC1에 의해 곡선 q12로 나타내는 수신 신호가 얻어진 경우에는, 각 수신 신호 q12, q13을 합성한 신호 q11을 합성 데이터로 할 수 있다. 즉, 수신 신호 q12와 q13 중 어느 쪽인가 큰 쪽의 신호를 구함으로써, OR을 연산하는 것과 마찬가지인 합성 데이터를 취득할 수 있다.

도 12에 나타내는 스텝 S32에 있어서, 차량 컨트롤러(24)는 합성 데이터의 합계값을 연산한다. 그리고, 스텝 S33에 있어서, 스텝 S32에서 구한 합계값이, 송전 코일(11)로부터 송신한 식별 데이터의 합계값과 일치하는지 여부를 판단한다. 그리고, 일치하지 않는 경우에는(스텝 S33에서 NO), 페어링을 행하지 않고, 현시점에서 페어링 되어 있는 경우에는, 스텝 S34에 있어서, 이 페어링을 캔슬한다. 그 후, 스텝 S31로 처리를 복귀시킨다.

한편, 합계값이 일치하는 경우에는(스텝 S33에서 YES), 스텝 S35에 있어서, 차량 컨트롤러(24)는 페어링을 개시한다. 이 처리에서는, 합성 데이터의 데이터 열과, 송전 코일(11)로부터 송신한 식별 데이터의 데이터 열을 대비하고, 양쪽이 일치한 경우에는, 이 차량(20)의 수전 장치(102)와 송전 장치(101)를 페어링시킨다. 구체적으로는, 예를 들어 합성 데이터의 데이터 열이 「1,0,1,0」이며, 송전 코일(11)로부터 송신한 식별 데이터의 데이터 열이 「1,0,1,0」일 경우에는, 양쪽은 일치하므로, 이들을 페어링시킨다.

스텝 S36에 있어서, 차량 컨트롤러(24)는 페어링이 성공했는지 여부를 판단한다. 그리고, 페어링에 성공하지 않을 경우에는(스텝 S36에서 NO), 스텝 S31로 처리를 복귀시킨다. 페어링에 성공한 경우에는(스텝 S36에서 YES), 스텝 a23에 있어서, 충전 가능 위치 판단 제어를 개시한다.

이어서, 차량 컨트롤러(24)에서 취득되는 합성 데이터와, 지상 컨트롤러(13)로부터 송신된 식별 데이터가 일치하는 경우 및 일치하지 않는 경우에 대해서 상세하게 설명한다. 도 19에 도시한 바와 같이, 차량(20)이 주차 스페이스(32)의 주차 프레임(34) 내에 정상적으로 진입한 경우에는, 각 서브 코일 SC1 내지 SC4에 의해 취득되는 식별 데이터는, 동일한 송전 코일(11)로부터 송신되는 식별 데이터가 된다.

따라서, 각 서브 코일 SC1 내지 SC4에 의해 취득되는 식별 데이터의 OR을 연산해서 합성 데이터를 생성한 경우, 이 합성 데이터는, 지상 컨트롤러(13)로부터 송신된 식별 데이터와 일치한다. 즉, 도 21의 (a) 내지 (c)에서 설명한 바와 같이, 서브 코일 SC4에 의해 수신된 식별 데이터와, 서브 코일 SC1에 의해 수신된 식별 데이터를 합성해서 합성 데이터를 생성하면, 이 합성 데이터는 송전 코일(11)로부터 송신된 식별 데이터와 일치한다. 따라서, 도 12의 스텝 S33의 처리에서는, 합성 데이터의 합계값이 일치한다고 판단되므로, 이 합성 데이터를 사용한 페어링이 행하여진다.

한편, 각 서브 코일 SC1 내지 SC4에 의해 취득되는 식별 데이터가 일치하지 않는 경우에는, 송전 코일(11)로부터 송신되는 식별 데이터와, 각 서브 코일 SC1 내지 SC4에 의해 수신되는 식별 데이터의 합성 데이터가 일치하지 않으므로, 에러가 된다. 이하, 이것을 도 23에 도시하는 설명도 및 도 24에 도시하는 파형도를 참조하여 설명한다.

도 23에 도시하는 바와 같이, 차량(20)이 2개의 주차 스페이스(32, 32a)에 걸쳐서 진입한 경우를 생각한다. 이 경우에는, 서브 코일 SC3은, 주차 스페이스(32)의 송전 코일(11)로부터 송신된 페어링 신호를 수신한다. 한편, 서브 코일 SC4는, 주차 스페이스(32a)의 송전 코일(11a)로부터 송신된 페어링 신호를 수신한다. 그 결과, 서브 코일 SC3에 의해 취득되는 식별 데이터는, 도 24의 (a)에 도시하는 파형이 되고, 서브 코일 SC4에 의해 취득되는 식별 데이터는, 도 24의 (b)에 도시하는 파형이 된다.

그리고, 양쪽 파형은 상이하므로, 양쪽의 OR을 연산해서 합성 데이터를 생성하면, 도 24의 (c)에 도시하는 바와 같이, 의미가 없는 파형이 된다. 따라서, 도 12의 스텝 S33의 처리에서는, 합계값이 불일치라고 판단되어, 페어링이 캔슬된다.

즉, 도 23에 도시하는 바와 같이, 차량(20)이 2개의 주차 스페이스(32, 32a)에 걸쳐서 진입한 경우에는, 어느 쪽의 주차 스페이스(32, 32a) 모두 페어링이 행하여지지 않는다. 따라서, 차량(20)의 운전자는, 차량(20)을 이동시켜서, 원하는 주차 스페이스 내에 진입하는 조작을 행하게 된다.

또한, 도 23에서는, 수전 코일(21)의 후방측에 설치되는 서브 코일 SC3 및 서브 코일 SC4에 의해 취득되는 식별 데이터가 상이한 경우에, 페어링을 캔슬하는 예에 대해서 나타냈지만, 수전 코일(21)의 전방측에 설치되는 서브 코일 SC2와, 후방측에 설치되는 서브 코일 SC3 또는 SC4 사이에서 식별 데이터가 상이한 경우에 있어서도, 페어링을 캔슬한다. 즉, 본 실시 형태에 따른 비접촉 급전 시스템에서는, 수전 코일(21)의 전방측에 설치된 서브 코일에 의해 수신되는 식별 데이터와, 수전 코일(21)의 후방측에 설치된 서브 코일에 의해 수신되는 식별 데이터가 상이한 경우에는, 페어링을 캔슬한다.

또한, 복수의 식별 데이터를 합성하지 않아도, 각 서브 코일 SC1 내지 SC4에 의해 취득되는 식별 데이터를 대비하고, 적어도 하나의 식별 데이터가 다른 식별 데이터와 상이한 경우에, 페어링을 캔슬하는 것도 가능하다.

이어서, 수전 장치(102)와 송전 장치(101)가 페어링되고, 그 후, 그 주차 스페이스(32)로부터 일탈할 경우의 동작을, 도 13에 도시하는 흐름도 및 도 25에 도시하는 설명도를 참조하여 설명한다. 이 동작은, 차량(20)과 주차 스페이스(32)의 페어링이 완료되고, 그 후, 배터리(23)의 충전을 행하지 않고 차량(20)을 주차 스페이스(32)로부터 일탈시키는 경우에 등에 행하여진다.

처음에, 도 13의 스텝 S51에 있어서, 차량 컨트롤러(24)는 합성 데이터의 대기 상태가 된다. 스텝 S52에 있어서, 각 서브 코일 SC1 내지 SC4에 의해 페어링 신호가 수신되고, 식별 데이터가 취득되었는지 여부를 판단한다. 그리고, 일정 시간 이상 식별 데이터가 취득되지 않을 경우에는(스텝 S52에서 NO), 스텝 S53에 있어서, 페어링을 캔슬한다. 그 후, 스텝 S51로 처리를 복귀시킨다.

한편, 식별 데이터가 취득된 경우에는(스텝 S52에서 YES), 스텝 S54에 있어서, 차량 컨트롤러(24)는 각 서브 코일에 의해 취득한 식별 데이터의 OR을 연산하고, 합성 데이터를 생성한다.

스텝 S55에 있어서, 차량 컨트롤러(24)는 생성한 합성 데이터의 합계값을 연산하고, 또한 스텝 S56에 있어서, 지상 컨트롤러(13)로부터 송신된 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터의 합계값과 일치하는지 여부를 판단한다.

그 결과, 일치하지 않는 경우에는(스텝 S56에서 NO), 스텝 S53에 있어서, 페어링을 캔슬한다. 한편, 일치하는 경우에는(스텝 S56에서 YES), 스텝 S57에 있어서, 차량 컨트롤러(24)는 페어링을 개시한다. 스텝 S58에 있어서, 차량 컨트롤러(24)는 페어링이 성공했는지 여부를 판단하고, 성공한 경우에는, 스텝 a23(도 10 참조)에 있어서, 충전 가능 위치 판단 제어를 개시한다.

이와 같이, 차량(20)이 주차 스페이스(32)로부터 일탈할 경우에는, 각 서브 코일 SC1 내지 SC4와 송전 코일(11) 사이의 통신이 도중에 끊어진 경우에, 즉시 페어링이 캔슬되게 된다.

이와 같이 하여, 본 실시 형태에 따른 비접촉 급전 시스템에서는, 차량(20)의 저면에 복수의 서브 코일 SC1 내지 SC4를 탑재하였다. 또한, 차량(20)이 주차 스페이스(32)에 접근하면, 송전 코일(11)이 제1 여자로 되고, 페어링 신호가 송신된다. 그리고, 이 페어링 신호가 서브 코일 SC1 내지 SC4 중 적어도 하나에 의해 수신되면, 이 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터와, 송전 코일(11)로부터 송신된 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터와의 일치가 판단되고, 일치한 경우에는, 이 차량(20)에 탑재되는 수전 장치(102)와, 송전 장치(101)가 페어링된다.

따라서, 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내의 소정 위치에 정차하기 전의 시점에서, 차량(20)과 주차 스페이스(32)를 페어링하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 페어링 후에 실행하는 충전 가능 위치 판단 제어 및 비접촉 충전을 신속히 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 수전 코일(21)에 대하여 전방측 및 후방측 각각에 적어도 하나의 서브 코일을 탑재하였다. 구체적으로는, 수전 코일(21)의 전방측에 서브 코일 SC2를 탑재하고, 수전 코일(21)의 후방측에 서브 코일 SC3, SC4를 탑재하였다. 따라서, 차량(20)이 전진해서 주차 스페이스(32)에 접근할 경우 및 차량(20)이 후퇴해서 주차 스페이스(32)에 접근할 경우의 양쪽에 있어서, 송전 코일(11)로부터 송신되는 식별 데이터를 어느 한쪽의 서브 코일에 의해 수신할 수 있다.

또한, 수전 코일(21)의 전방측 및 후방측 중 적어도 한쪽에는, 2 이상의 서브 코일이 설치되어 있다. 구체적으로는, 수전 코일(21)의 후방측에는, 2개의 서브 코일 SC3, SC4가 설치되어 있다. 따라서, 일단 페어링이 성립한 경우에는, 그 후의 차량(20)이 이동해서 주차 스페이스(32)의 소정 위치에 도달할 때까지, 페어링 신호의 수신을 계속시킬 수 있다.

또한, 서로 인접하는 서브 코일의 수신 가능 영역은, 각각의 일부가 서로 중복되어 있으므로, 송전 코일(11)과의 사이의 통신이 도중에 끊어지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 서브 코일에 의해 수신되는 식별 데이터 또는 이 합성 데이터의 합계값과, 송전 코일로부터 송신한 식별 데이터의 합계값이 일치하지 않는 경우에는, 식별 데이터를 송신하지 않는다. 즉, 차량 컨트롤러(24)는, 합성한 식별 데이터의 건전성을 판단하고, 건전하지 않으면, 합성한 식별 데이터를 지상 유닛(51)에 송신하지 않으므로, 예를 들어 복수의 주차 스페이스로부터 송신되는 식별 데이터가 혼재할 경우에는, 페어링을 회피하고, 운전자에 대하여 차량(20)의 주차 위치가 부정한 것을 인식시킬 수 있다.

또한, 모든 서브 코일 SC1 내지 SC4에 의해 수신되는 페어링 신호가 도중에 끊어진 경우, 또는, 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터가, 지상 유닛(51)으로부터 송신하는 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터와 일치하지 않게 된 경우에는, 페어링이 캔슬된다. 따라서, 차량(20)이 주차 스페이스(32)로부터 일탈할 경우에는, 각 서브 코일 SC1 내지 SC4와 송전 코일(11) 사이의 통신이 도중에 끊어졌을 때, 즉시 페어링이 캔슬되게 된다. 이로 인해, 차량(20)은 즉시 다른 주차 스페이스와의 사이에서의 페어링 동작으로 이행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 페어링이 캔슬된 주차 스페이스(32)는, 다른 차량 사이에서의 페어링으로 이행하는 것이 가능하게 된다.

[본 실시 형태의 변형예 설명]

전술한 실시 형태에서는, 차량(20)의 저부에 설치하는 서브 코일로서, 도 4에 도시한 서브 코일 SC1 내지 SC4를 탑재하는 예에 대해서 설명하였다. 즉, 수전 코일(21)과 동일한 코어에 권회된 서브 코일 SC1과, 이 서브 코일 SC1의 전방측에 설치되는 서브 코일 SC2와, 서브 코일 SC1의 후방측 좌우로 각각 설치되는 서브 코일 SC3, SC4를 탑재하는 예에 대해서 설명하였다.

본 발명은 수전 코일(21)의 전방측 및 후방측 각각에, 적어도 하나의 서브 코일을 탑재하면 되고, 도 4에 도시한 서브 코일의 배치 이외에, 예를 들어 도 26의 (a) 내지 (d)에 도시하는 바와 같이 해도 된다. 도 26의 (a)는 수전 코일(21)의 전방측에 설치되는 서브 코일 SC2와, 수전 코일(21)의 후방측에 설치되는 서브 코일 SC5를 구비하고 있다. 또한, 수전 코일(21)의 근방에는 서브 코일은 탑재되지 않는다. 즉, 도 4에 도시한 서브 코일 SC1을 탑재하고 있지 않다. 그리고, 수전 코일(21) 주위에 수신 가능 영역 Q0이 설정되고, 서브 코일 SC2 주위에 수신 가능 영역 Q2가 설정되고, 서브 코일 SC5 주위에 수신 가능 영역 Q5가 설정되어 있다.

이 경우, 수전 코일(21)에 의해, 송전 코일(11)로부터 송신되는 페어링 신호를 수신하고, 식별 데이터를 취득한다. 즉, 수전 코일(21)의 수신 가능 영역 Q0이 송전 코일(11)의 여자 범위와 중복되었을 때는, 그 송전 코일(11)로부터 송신되는 페어링 신호가 수전 코일(21)에 의해 수신되므로, 이 수전 코일(21)에 의해 수신된 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터를 취득하여, 페어링을 행한다. 그리고, 이러한 서브 코일의 배치 구성으로 한 경우에 있어서도, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 효과를 달성할 수 있다. 또한, 수전 코일(21)을 사용해서 식별 데이터를 취득하므로, 서브 코일의 개수를 삭감할 수 있다.

도 26의 (b)는 수전 코일(21)과 동일한 코어에 권회된 서브 코일 SC1과, 수전 코일(21)의 전방측에 설치된 서브 코일 SC2와, 수전 코일(21)의 후방측에 설치된 서브 코일 SC5를 구비하고 있다. 그리고, 서브 코일 SC1 주위에 수신 가능 영역 Q1이 설정되고, 서브 코일 SC2 주위에 수신 가능 영역 Q2가 설정되고, 서브 코일 SC5 주위에 수신 가능 영역 Q5가 설정되어 있다. 이러한 서브 코일의 배치 구성으로 한 경우에 있어서도, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

도 26의 (c)는 수전 코일(21)의 전방측에 설치되는 서브 코일 SC2와, 수전 코일(21)의 후방측 좌우에 각각 설치되는 서브 코일 SC3, SC4와, 이 서브 코일 SC3, SC4보다도 후방측에 설치되는 서브 코일 SC6을 구비하고 있다. 그리고, 수전 코일(21) 주위에 수신 가능 영역 Q0이 설정되고, 서브 코일 SC2 주위에 수신 가능 영역 Q2가 설정되고, 서브 코일 SC3 주위에 수신 가능 영역 Q3이 설정되고, 서브 코일 SC4 주위에 수신 가능 영역 Q4가 설정되고, 서브 코일 SC6 주위에 수신 가능 영역 Q6이 설정되어 있다. 이러한 서브 코일의 배치 구성으로 한 경우에 있어서도, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

도 26의 (d)는 수전 코일(21)의 전방측에 설치되는 서브 코일 SC2와, 수전 코일(21)의 후방측 좌우에 각각 설치되는 서브 코일 SC3, SC4를 구비하고 있다. 그리고, 수전 코일(21) 주위에 수신 가능 영역 Q0이 설정되고, 서브 코일 SC2 주위에 수신 가능 영역 Q2가 설정되고, 서브 코일 SC3 주위에 수신 가능 영역 Q3이 설정되고, 서브 코일 SC4 주위에 수신 가능 영역 Q4가 설정되어 있다. 이러한 서브 코일의 배치 구성으로 한 경우에 있어서도, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

이상, 본 발명의 비접촉 급전 시스템 및 비접촉 수전 장치를 도시된 실시 형태에 기초하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 각 부의 구성은, 마찬가지의 기능을 갖는 임의의 구성의 것으로 치환할 수 있다.

예를 들어, 전술한 실시 형태에서는, 전기 부하로서 배터리(23)를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 전동기를 전기 부하로 할 수 있다.

11, 11a : 송전 코일
12 : 파워 유닛
13 : 지상 컨트롤러
14 : 통신부
15 : 직류 전원
20 : 차량
21 : 수전 코일
22 : 정류 평활 회로
23 : 배터리
24 : 차량 컨트롤러
25 : 통신부
31 : 인버터 회로
32, 32a : 주차 스페이스
33, 33a : 차량 검출 센서
51, 51a : 지상 유닛
61 : 페라이트 코어
101 : 송전 장치
102 : 수전 장치

Claims

지상측에 설치되어 전력을 송신하는 송전 장치와, 차량에 설치되어 상기 송전 장치로부터 송신된 전력을 수신해서 전기 부하에 공급하는 수전 장치를 구비한 비접촉 급전 시스템에 있어서,
상기 송전 장치는,
주차 스페이스에 설치되고, 전력을 송신하는 송전 코일과,
상기 송전 코일에 공급하는 전력을 제어하는 급전 제어부와,
상기 수전 장치와의 사이에서 통신을 행하는 송전측 통신부를 구비하고,
상기 수전 장치는,
상기 송전 코일로부터 송신된 전력을 수신하고, 수신한 전력을 구동력으로서 차량에 공급하는 수전 코일과,
상기 수전 코일에 대하여 차량의 전방측 및 후방측에 각각 적어도 하나 설치되고, 상기 송전 코일로부터 송신된 전력을 여자 패턴 신호로서 수신하는 서브 코일과,
상기 수전 코일 및 서브 코일에 의한 전력의 수신을 제어하는 수전 제어부와,
상기 송전 장치와의 사이에서 통신을 행하는 수전측 통신부를 구비하고,
상기 급전 제어부는, 차량이 상기 주차 스페이스에 접근했을 때, 식별 데이터를 포함하는 여자 패턴 신호로 여자하고,
상기 수전 제어부는, 적어도 하나의 상기 서브 코일에 의해 수신된 여자 패턴 신호로부터 상기 식별 데이터를 취득하고, 또한 상기 수전측 통신부는, 이 식별 데이터를 상기 송전 장치에 송신하고,
상기 급전 제어부는, 상기 여자 패턴 신호에 포함한 식별 데이터와, 상기 수전 제어부로부터 송신된 식별 데이터가 일치했을 때 상기 송전 코일과 상기 수전 코일을 페어링하고,
상기 전방측에 설치된 서브 코일에 의해 수신되는 식별 데이터와, 상기 후방측에 설치된 서브 코일에 의해 수신되는 식별 데이터가 상이한 경우에는, 상기 페어링을 캔슬하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 시스템.
제1항에 있어서,
상기 수전 코일에 대하여 차량의 전방측 및 차량의 후방측 중 적어도 한쪽 측에는, 2 이상의 서브 코일이 설치되고,
상기 수전 제어부는, 상기 차량 중 적어도 한쪽 측에 설치된 2 이상의 서브 코일에 의해 검출되는 상기 식별 데이터를 합성해서 합성 데이터를 생성하고, 당해 합성 데이터를 상기 송전 장치에 송신하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 시스템.
제2항에 있어서,
상기 수전 제어부는, 상기 합성 데이터의 건전성을 판단하고, 건전하지 않으면 상기 합성 데이터를 상기 송전 장치에 송신하지 않는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 시스템.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 차량 중 적어도 한쪽 측에 설치된 2개 이상의 서브 코일은, 여자 패턴 신호의 수신 가능 영역이 일부의 영역에서 중복되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 시스템.
제1항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 급전 제어부는, 상기 송전 코일과 수전 코일을 페어링한 후, 상기 수전 제어부로부터 송신되는 식별 데이터가 도중에 끊어진 경우, 또는 식별 데이터가 불일치로 된 경우에는, 상기 페어링을 캔슬하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 시스템.
차량에 설치되고, 지상에 설치된 송전 장치로부터 송신되는 전력을 비접촉으로 수신하는 비접촉 수전 장치에 있어서,
상기 수신한 전력을 구동력으로서 차량에 공급하는 수전 코일과,
상기 수전 코일에 대하여 차량의 전방측 및 후방측에 각각 적어도 하나 설치되고, 상기 송전 장치의 송전 코일로부터 송신된 전력을 여자 패턴 신호로서 수신하는 서브 코일과,
상기 수전 코일 및 서브 코일에 의한 전력의 수신을 제어하는 수전 제어부와,
상기 송전 장치와의 사이에서 통신을 행하는 수전측 통신부를 구비하고,
상기 수전 제어부는, 상기 송전 장치가 식별 데이터를 포함하는 여자 패턴 신호로 여자되었을 때, 상기 서브 코일에 의해 수신되는 여자 패턴 신호로부터 상기 식별 데이터를 취득하고, 또한 이 식별 데이터를 상기 송전 장치에 송신하는 것을 특징으로 하는 비접촉 수전 장치.
제6항에 있어서,
상기 수전 코일에 대하여 차량의 전방측 및 차량의 후방측 중 적어도 한쪽 측에는, 2 이상의 서브 코일이 설치되고,
상기 수전 제어부는, 상기 차량 중 적어도 한쪽 측에 설치된 2 이상의 서브 코일에 의해 검출되는 상기 식별 데이터를 합성하고, 합성한 식별 데이터를 상기 송전 장치에 송신하는 것을 특징으로 하는 비접촉 수전 장치.
제7항에 있어서,
상기 수전 제어부는, 상기 합성한 식별 데이터의 건전성을 판단하고, 건전하지 않으면 상기 합성한 식별 데이터를 상기 송전 장치에 송신하지 않는 것을 특징으로 하는 비접촉 수전 장치.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 차량 중 적어도 한쪽 측에 설치된 2개 이상의 서브 코일은, 여자 패턴 신호의 수신 가능 영역이 일부의 영역에서 중복되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 수전 장치.