KR20160129040A

KR20160129040A - 비접촉 급전 시스템 및 비접촉 수전 장치

Info

Publication number: KR20160129040A
Application number: KR1020167027013A
Authority: KR
Inventors: 유키노리 츠카모토
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2016-11-08
Also published as: MX355315B; US20170113557A1; MX2016013055A; EP3131175A1; CN106165247B; EP3131175B1; EP3131175A4; JP6237888B2; BR112016023356A2; BR112016023356B1; KR101774727B1; CN106165247A; MY161718A; WO2015155838A1; JPWO2015155838A1; US10399446B2; RU2621682C1

Abstract

지상 컨트롤러(13)는, 차량(20)이 주차 스페이스(32)에 접근하였을 때에, 식별 데이터를 포함하는 여자 패턴에 의해 송전 코일(11)을 여자하는 제1 여자로 한다. 차량 컨트롤러(24)는, 차량(20)이 주차 스페이스(32)에 접근한 후에, 수전 코일(21)에 접속된 콘덴서(C3)를 프리차지한다. 또한, 송전 코일이 제1 여자로 되었을 때에 식별 데이터를 취득하고, 이 식별 데이터를 지상 유닛(51)에 송신한다. 지상 컨트롤러(13)는 여자 패턴에 포함시킨 식별 데이터와, 차량 컨트롤러(24)에서 취득한 식별 데이터가 일치한 경우, 송전 장치(101)와 수전 장치(102)를 페어링한다.

Description

비접촉 급전 시스템 및 비접촉 수전 장치{CONTACTLESS ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM AND CONTACTLESS ELECTRICITY 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, 당해 배터리를 충전하는 비접촉 충전 시스템으로서, 특허문헌 1에 개시된 것이 알려져 있다. 당해 특허문헌 1에서는, 복수의 송전 장치가 존재하는 경우에, 송전 코일로부터 랜덤 신호를 약여자하고, 이 랜덤 신호를 차량에서 검출하고, 송전 장치와의 사이에서 랜덤 신호의 일치가 확인되었을 때에, 차량과 송전 장치 사이의 페어링을 행하는 것이 개시되어 있다.

국제 공개 제2012/042902호

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

본 발명은 이와 같은 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 주차 스페이스에 진입하는 차량에 대하여 보다 신속하게 페어링을 행하는 것이 가능한 비접촉 급전 시스템 및 비접촉 수전 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 형태에 관한 비접촉 급전 시스템은, 지상측에 설치된 송전 장치와, 차량에 설치된 수전 장치를 구비하고, 송전 장치는, 전력을 송신하는 송전 코일과, 송전 코일에 공급하는 전력을 제어하는 급전 제어부와, 수전 장치와의 사이에서 통신을 행하는 송전측 통신부를 구비한다. 또한, 수전 장치는, 송전 코일로부터 송신된 전력을 수신하고, 수신한 전력을 콘덴서를 통해 전기 부하에 공급하는 수전 코일과, 수전 코일에 의한 전력의 수신을 제어하는 수전 제어부와, 송전 장치와의 사이에서 통신을 행하는 수전측 통신부를 구비한다. 그리고, 급전 제어부는, 차량이 주차 스페이스에 접근하였을 때에, 식별 데이터를 포함하는 여자 패턴에 의해 송전 코일을 여자하는 제1 여자로 하고, 수전 제어부는, 차량이 주차 스페이스에 접근한 후에 콘덴서를 프리차지하고, 또한, 송전 코일이 제1 여자로 되었을 때에 식별 데이터를 취득하고, 또한, 이 식별 데이터를 송전 장치에 송신한다. 급전 제어부는, 여자 패턴에 포함시킨 식별 데이터와, 수전 제어부에서 취득한 식별 데이터가 일치한 경우, 송전 장치와 수전 장치를 페어링한다.

본 발명의 일 형태에 관한 비접촉 수전 장치는, 송전 장치로부터 송신된 전력을 수신하고, 수신한 전력을 콘덴서를 통해 전기 부하에 공급하는 수전 코일과, 수전 코일에 의한 전력의 수신을 제어하는 수전 제어부와, 송전 장치와의 사이에서 통신을 행하는 수전측 통신부를 구비한다. 수전 제어부는, 차량이 주차 스페이스에 접근하였을 때에, 콘덴서를 프리차지하고, 또한, 송전 장치에 설치되는 송전 코일이 식별 데이터를 포함하는 여자 패턴에 의해 여자되었을 때에, 이 식별 데이터를 취득하고, 이 식별 데이터를 송전 장치에 송신한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 차량과 복수의 주차 스페이스의 관계를 도시하는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의, 파워 유닛, 송전 코일, 수전 코일, 서브 코일 및 정류 평활 회로의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의, 수전 코일 및 서브 코일의 배치를 도시하는 설명도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템에서 사용하는 페어링 신호의 데이터열을 도시하는 설명도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템에서 사용하는 수전 코일 및 서브 코일의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 7은 수전 코일에 발생하는 전압 및 서브 코일에 발생하는 전압을 도시하는 특성도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의, 처리 수순을 나타내는 흐름도의 제1 분도(分圖)이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의, 처리 수순을 나타내는 흐름도의 제2 분도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시 형태에 관련되며, 차량이 주차 스페이스에 접근하는 모습을 도시하는 설명도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시 형태에 관련되며, 차량이 주차 스페이스 내에 진입하는 모습을 도시하는 설명도이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시 형태에 관련되며, 차량이 주차 스페이스 내에 진입하는 모습을 도시하는 설명도이다.
도 13은 본 발명의 제1 실시 형태에 관련되며, 차량이 주차 스페이스 내의 소정 위치에 정차한 모습을 도시하는 설명도이다.
도 14는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의, 수전 전압 판단 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 제1 실시 형태에 관련되며, 송전 코일의 여자 전압 및 서브 코일의 수전 전압을 도시하는 파형도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 17은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의, 파워 유닛, 송전 코일, 수전 코일 및 정류 평활 회로의 회로도이다.
도 18은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의, 수전 코일의 배치를 도시하는 설명도이다.
도 19는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 20은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의, 파워 유닛, 송전 코일, 수전 코일, 서브 코일 및 정류 평활 회로의 회로도이다.
도 21은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의, 수전 코일 및 서브 코일의 배치를 도시하는 설명도이다.
도 22는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의, 처리 수순을 나타내는 흐름도의 제1 분도이다.
도 23은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의, 처리 수순을 나타내는 흐름도의 제2 분도이다.
도 24는 본 발명의 제3 실시 형태에 관련되며, 차량이 주차 스페이스에 접근하는 모습을 도시하는 설명도이다.
도 25는 본 발명의 제3 실시 형태에 관련되며, 차량이 주차 스페이스 내에 진입하는 모습을 도시하는 설명도이다.
도 26은 본 발명의 제3 실시 형태에 관련되며, 차량이 주차 스페이스 내에 진입하는 모습을 도시하는 설명도이다.
도 27은 본 발명의 제3 실시 형태에 관련되며, 차량이 주차 스페이스 내의 소정 위치에 정차한 모습을 도시하는 설명도이다.
도 28은 본 발명의 제3 실시 형태에 관련되며, 송전 코일의 여자 전압 및 서브 코일의 수전 전압을 도시하는 파형도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

[제1 실시 형태의 설명]

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이 비접촉 급전 시스템은, 지상측의 주차 설비에 설치되는 복수의 송전 장치와[도 1에서는, 일례로서 2개의 송전 장치(101, 101a)를 도시하고 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 접근하였을 때에 이것을 검출하는 차량 검출 센서(33)를 구비하고 있다. 또한, 도 1에서는, 일례로서 2개의 지상 유닛(51, 51a)을 도시하고 있다. 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 3 이상의 지상 유닛을 구비하는 경우에 대해서도 적용할 수 있다.

지상 유닛(51)은 송전 코일(11)에 전류를 통전하여 여자하는 파워 유닛(12)과, 당해 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. 또한, 송전 장치(101a)에 대해서도 마찬가지의 구성을 갖고 있고, 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 일체형의 컴퓨터로서 구성할 수 있다.

차량(20)에 탑재되는 수전 장치(102)는 차량(20)의 저부 적소에 설치된 수전 코일(21)과, 당해 수전 코일(21)에서 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)에서 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 때에, 상술한 송전 코일(11)과 서로 마주보는 위치로 되도록 배치되어 있다. 그리고, 당해 수전 코일(21)에서 수신한 전력은 배터리(23)에 공급된다. 즉, 수신한 전력을 구동력으로서 차량(20)에 공급한다.

수전 코일(21)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 페라이트 코어(61)에 나선 형상으로 권회되어 있다. 또한, 당해 페라이트 코어(61)의 중앙부에는, 서브 코일 SC1(중앙 서브 코일)이 권회되어 있다. 당해 서브 코일 SC1은, 차량(20)이 이동하여 주차 스페이스의 소정 위치에 접근하였을 때에, 송전 코일(11)로부터 출력되는 전자기 신호를 수신하고, 차량 컨트롤러(24)에 출력한다. 즉, 서브 코일 SC1은, 수전 코일(21)의 근방에 설치되며, 송전 코일(11)로부터 송신된 전력을 수신하는 중앙 서브 코일로서의 기능을 구비하고 있다. 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)의 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 당해 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 통전하여 전력을 송신하고, 수전 장치(102)는 이 전력을 수신하여, 차량(20)에 탑재된 배터리(23)(도 3 참조)를 충전한다.

도 3은 도 1에 도시한 파워 유닛(12), 송전 코일(11), 수전 코일(21), 정류 평활 회로(22), 서브 코일 SC1, 및 그 주변 기기의 상세한 구성을 도시하는 회로도이다. 도 3에 도시한 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, 당해 송전 코일(11)에 파워 유닛(12)으로부터 출력되는 교류 전압을 인가하여 전류를 흘림으로써, 송전 코일(11)을 후술하는 페어링용의 여자인 제1 여자 및 차량(20)의 위치 맞춤을 위한 여자인 제2 여자로 할 수 있다. 또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 송전 코일(11)과 수전 코일(21)이 서로 마주보도록 배치된 경우에는, 송전 코일(11)을 배터리 충전용의 여자인 제3 여자로 함으로써, 수전 코일(21)에 배터리 충전용의 전력을 송신한다.

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

콘덴서 C3과 배터리(23) 사이에는, 릴레이 X1, X2, X3이 설치되어 있다. 즉, 배터리(23)의 플러스극과 콘덴서 C3의 일단부는 릴레이 X1을 통해 접속되고, 배터리(23)의 마이너스극과 콘덴서 C3의 타단부는 릴레이 X2를 통해 접속되어 있다. 또한, 릴레이 X1에 대하여 병렬로, 릴레이 X3과 저항 R4의 직렬 접속 회로가 접속되어 있다. 그리고, 각 릴레이 X1∼X3은, 도 1에 도시한 차량 컨트롤러(24)에 의해 온, 오프가 제어된다.

서브 코일 SC1은, 송전 코일(11)로부터 출력되는 전자기 신호를 수신한 경우에, 이 전자기 신호를 차량 컨트롤러(24)에 출력한다. 즉, 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내에 진입하고 있을 때에, 차량(20)의 이동에 수반하여 서브 코일 SC1이 송전 코일(11)에 접근하고, 당해 송전 코일(11)로부터 출력되는 전자기 신호가, 서브 코일 SC1에서 수신된 경우에, 이 전자기 신호를 수신하여 차량 컨트롤러(24)에 출력한다.

도 4는 차량(20)의 저부에 탑재되는 수전 코일(21)과 서브 코일 SC1의 배치 및 서브 코일 SC1의 수신 가능 영역 Q1을 도시하는 설명도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 수전 코일(21)의 근방에 서브 코일 SC1이 설치되어 있다. 상세하게는, 도 6에 도시한 바와 같이, 서브 코일 SC1은, 수전 코일(21)과 동일한 코어에 권회되어 있다.

또한, 서브 코일 SC1은 수전 가능 영역 Q1에 존재하는 전자기 신호를 수신할 수 있다. 즉, 수신 가능 영역 Q1이 송전 코일(11)의 여자 범위와 중복되는 위치로 된 경우에, 서브 코일 SC1은 당해 송전 코일(11)로부터 출력되는 전자기 신호를 수신할 수 있다.

그리고, 본 실시 형태에서는, 차량(20)이 주차 스페이스(32)에 접근하였을 때에, 송전 코일(11)을 제1 여자로 한다. 제1 여자에서는, 후술하는 바와 같이, 페어링 신호를 포함하는 전자기 신호를 출력한다. 또한, 차량 컨트롤러(24)는 릴레이 X2, X3을 온, X1을 오프로 하여, 콘덴서 C3을 프리차지(충전)한다. 즉, 배터리(23)와 콘덴서 C3을, 저항 R4를 통해 접속함으로써, 콘덴서 C3을 프리차지한다. 그리고, 송전 코일(11)로부터 송신되는 전자기 신호를 서브 코일 SC1에서 수신하고, 이 전자기 신호에 포함되는 페어링 신호를 사용하여, 차량(20)과 지상 유닛(51) 사이에서 페어링을 행한다.

여기서, 콘덴서 C3을 프리차지하는 이유에 대하여 설명한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 서브 코일 SC1은 수전 코일(21)의 근방에 설치되어 있다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 페라이트 코어(61)에 수전 코일(21)이 나선 형상으로 권회되고, 또한 당해 페라이트 코어(61)의 중앙부에 서브 코일 SC1이 권회되어 있다. 이때, 도 3에 도시한 바와 같이, 수전 코일(21)은 평활용의 콘덴서 C3에 접속되어 있으므로, 당해 콘덴서 C3이 충전되어 있지 않은 경우에는, 서브 코일 SC1에서 수신되는 전압이 콘덴서 C3에 공급되어 버려, 서브 코일 SC1에 발생하는 전압의 상승이 느려진다. 이것은, 서브 코일 SC1이 수전 코일(21)과 동일한 코어에 권회되어 있는 경우뿐만 아니라, 서브 코일 SC1이 수전 코일에 근접하여 배치되어 있는 경우에 대해서도 일어날 수 있다.

이것을, 도 7에 도시한 특성도를 참조하여 설명한다. 도 7은 수전 코일(21) 및 서브 코일 SC1에 발생하는 전압의 변화를 나타내고 있으며, 곡선 q1은 콘덴서 C3을 시각 t0에서 프리차지한 경우의 수전 코일(21)에 발생하는 전압의 변화를 나타내고 있다. 또한, 곡선 q3은 콘덴서 C3을 프리차지하지 않은 경우의 수전 코일(21)에 발생하는 전압의 변화를 나타내고, 곡선 q2는 콘덴서 C3을 시각 t0에서 프리차지한 경우의 서브 코일 SC1에 발생하는 전압의 변화를 나타내고, 곡선 q4는 콘덴서 C3을 프리차지하지 않은 경우의 서브 코일 SC1에 발생하는 전압의 변화를 나타내고 있다.

곡선 q4에 나타내는 바와 같이, 콘덴서 C3을 프리차지하지 않은 경우에는, 시각 t2에 있어서 서브 코일 SC1의 수신 가능 영역 Q1과 송전 코일(11)의 여자 범위가 중복되면, 서브 코일 SC1에 발생하는 전압은 서서히 상승하여 일정한 레벨에 도달한다. 이때, 시각 t5의 시점에서 서브 코일 SC1에 발생하는 전압이 제1 역치 전압 Vth1에 도달하므로, 이 시각 t5에서 페어링 처리가 개시되게 된다. 즉, 콘덴서 C3이 프리차지되어 있지 않은 경우에는, 서브 코일 SC1에 발생하는 전압이 콘덴서 C3의 충전에 소비되기 때문에, 당해 서브 코일 SC1에서 수신되는 페어링 신호의 전압 레벨이 제1 역치 전압 Vth1에 도달할 때까지 장시간을 필요로 한다.

한편, 곡선 q2에 나타내는 바와 같이, 콘덴서 C3을 프리차지한 경우에는, 시각 t2에 있어서 서브 코일 SC1의 수신 가능 영역 Q1과 송전 코일(11)의 여자 범위가 중복되면, 서브 코일 SC1에 발생하는 전압은 급격하게 상승하여 일정한 레벨에 도달한다. 즉, 콘덴서 C3을 프리차지함으로써, 서브 코일 SC1에 발생하는 전압이 콘덴서 C3에 공급되지 않게 되므로, 서브 코일 SC1에 발생하는 전압은, 즉시 제1 역치 전압 Vth1에 도달한다. 구체적으로는, 도 7에 도시한 시각 t3에서 제1 역치 전압 Vth1에 도달한다. 따라서, 페어링 처리를 즉시 실시하는 것이 가능해진다.

또한, 수전 코일(21)에 대해서도 마찬가지로, 콘덴서 C3을 프리차지하지 않은 경우에는, 곡선 q3에 나타내는 바와 같이, 시각 t2에 있어서 수전 코일(21)의 수신 가능 영역 Q0(후술하는 도 18 참조)과 송전 코일(11)의 여자 범위가 중복되면, 수전 코일(21)에 발생하는 전압은 서서히 상승하여 일정한 레벨에 도달한다. 이때, 시각 t4의 시점에서 수전 코일(21)에 발생하는 전압이 제1 역치 전압 Vth1에 도달하므로, 이 시각 t4로부터 페어링 처리가 개시되게 된다.

이에 비하여, 콘덴서 C3을 시각 t0에서 프리차지한 경우에는, 이 시각 t0에 있어서 수전 코일(21)에 발생하는 전압이 상승하고, 시각 t1에서 소정의 전압 레벨에 도달한다. 따라서, 시각 t2에 있어서 수전 코일(21)의 수신 가능 영역 Q0과 송전 코일(11)의 여자 범위가 중복되면, 이 시점에서 수전 코일(21)에 발생하는 전압은 이미 제1 역치 전압 Vth1을 상회하고 있으므로, 페어링 처리를 개시할 수 있다.

이와 같이, 서브 코일 SC1 및 수전 코일(21)의 수신 가능 영역 Q1, Q0이, 송전 코일(11)에 접근하기 전의 시점에서 콘덴서 C3을 프리차지함으로써, 서브 코일 SC1, 또는 수전 코일(21)에서 수신되는 전압이 즉시 제1 역치 전압 Vth1에 도달하므로, 페어링 처리를 신속하게 실행하는 것이 가능해진다.

그리고, 상기 처리에 의해, 지상 유닛(51)의 송전 코일(11)과 차량(20)의 수전 코일(21)의 페어링이 완료되면, 송전 코일(11)을 제2 여자로 한다. 이때, 서브 코일 SC1에서 수신되는 전자기 신호의 레벨로부터, 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내의 소정 위치에 주차하였는지 여부를 판단한다. 그 후, 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내의 소정 위치에 주차하였다고 판단된 경우에는, 송전 코일(11)을 제3 여자로 하여, 배터리(23)에 충전용의 전력을 공급한다.

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

다음에, 도 5에 도시한 데이터열을 참조하여, 제1 여자에 대하여 설명한다. 제1 여자에서는, 스타트 비트, ID, 데이터 길이 코드, 식별 데이터, 섬값, 종료 비트의 데이터열로 이루어지는 페어링 신호를 포함하는 패턴에 의해 송전 코일(11)을 여자한다. 따라서, 송전 코일(11)로부터 출력되는 전자기 신호는, 도 5에 도시한 페어링 신호를 포함하게 된다.

페어링 신호에 포함되는 식별 데이터에는, 각 지상 유닛마다 할당된 고유의 비트열이 설정된다. 예를 들어, 4비트의 데이터로 한 경우에는 임의의 지상 유닛에 대하여 「1, 0, 1, 0」이 설정된다. 지상 컨트롤러(13)는 도 5에 도시한 페어링 신호가 포함되도록, 송전 코일(11)을 여자한다. 즉, 제1 여자에서는, 페어링 신호를 포함하는 여자 패턴에 의해 송전 코일(11)을 여자한다.

송전 코일(11)이 여자되면, 서브 코일 SC1의 수신 가능 영역 Q1이 송전 코일(11)의 여자 범위와 중복되는 위치에 도달하였을 때에, 당해 서브 코일 SC1에서 페어링 신호가 수신되고, 이 페어링 신호는, 도 1에 도시한 차량 컨트롤러(24)에 공급된다.

차량 컨트롤러(24)에서는, 서브 코일 SC1에서 수신된 페어링 신호로부터, 식별 데이터를 판독한다. 그리고, 판독한 식별 데이터를, 통신부(25)로부터 통신부(14)에 송신하고, 지상 컨트롤러(13)는 송전 코일(11)로부터 송신한 식별 데이터와, 통신부(14)에 의해 수신한 식별 데이터의 일치, 불일치를 판단한다. 그리고, 양자가 일치한 경우에, 이 수전 장치(102)와 송전 장치(101)를 페어링한다.

다음에, 차량(20)이 주차 스페이스(32)에 접근하고, 그 후, 주차 스페이스(32) 내의 소정 위치에 정차할 때까지의 동작에 대하여, 도 8, 도 9에 도시한 흐름도 및 도 10∼도 13에 도시한 설명도를 참조하여 설명한다.

도 10은 차량(20)이 주차 프레임(34)으로 둘러싸인 주차 스페이스(32) 내에 접근하고 있는 상태를 도시하고 있다. 이때, 지상 컨트롤러(13)는 대기 중으로 되고(도 8의 스텝 a11), 차량 컨트롤러(24)는 주차 스페이스(32)에 접근 중이다(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, 당해 무선 신호에 포함되는 차량 ID가 정규의 차량 ID임을 인식한다(스텝 a13). 그 후, 지상 유닛(51)을 기동시키고(스텝 a14), 지상 유닛(51)이 기동한 것을 무선 신호로 차량 컨트롤러(24)에 통지한다(스텝 a15).

차량 컨트롤러(24)는 디스플레이(도시 생략)에의 표시 등에 의해 지상 유닛(51)이 기동한 것을 차량(20)의 운전자에게 통지한다(스텝 b13). 그 결과, 운전자는 지상 유닛(51)이 기동한 것을 인식할 수 있다. 또한, 차량 컨트롤러(24)는 도 3에 도시한 릴레이 X2, X3을 온, X1을 오프로 하여, 배터리(23)와 콘덴서 C3을 접속한다. 이에 의해, 배터리(23)로부터 콘덴서 C3에 전력이 공급되어, 콘덴서 C3이 프리차지된다(스텝 b13a). 차량 컨트롤러(24)는 페어링 신호 대기로 된다(스텝 b14).

지상 유닛(51)이 기동하면, 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 11에 도시한 바와 같이, 차량(20)의 일부가 주차 스페이스(32) 내에 침입하면(스텝 b15), 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내에 침입한 것이, 차량 검출 센서(33)에 의해 검출된다(스텝 a18). 지상 컨트롤러(13)는 페어링 신호를 포함하는 여자 패턴에 의해 송전 코일(11)을 여자한다. 즉, 송전 코일(11)을 전술한 제1 여자로 하여 페어링 신호를 송신한다(도 9의 스텝 a19). 또한, 제1 여자를 계속시킨다(스텝 a20). 이때, 차량 컨트롤러(24)는 페어링 신호 대기 상태로 된다(스텝 b16).

그 후, 도 12에 도시한 바와 같이, 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내의 송전 코일(11)에 접근하고, 또한 서브 코일 SC1의 수신 가능 영역 Q1이 송전 코일(11)의 여자 범위와 중복되는 위치에 도달하면, 수전 가능 영역 Q1이 송전 코일(11)의 여자 범위에 진입하므로(도 9의 스텝 b17), 서브 코일 SC1에서 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 페어링 요구를 수신하고(스텝 a21), 또한 식별 데이터를 수신한다. 그리고, 제1 여자에 의해 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). 그 후, 지상 컨트롤러(13)는 충전 가능 위치 판단 제어를 개시한다(스텝 a23). 차량 컨트롤러(24)는 페어링되었음을 인식하고(스텝 b20), 충전 가능 위치 판단 제어를 개시한다(스텝 b21).

지상 컨트롤러(13)는 송전 코일(11)을 제2 여자로 하도록, 당해 송전 코일(11)에 흐르는 전류를 제어한다(스텝 a24). 그 후, 배터리(23)의 충전으로 이행한다(스텝 a25). 차량 컨트롤러(24)는 수전 코일(21)과 동일한 코어에 설치되어 있는 서브 코일 SC1에서 수신되는 전압의 크기를 판단한다(스텝 b22). 이 수전 전압 판단 처리의 상세에 대해서는 후술한다.

그리고, 도 13에 도시한 바와 같이, 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내의 소정 위치에 정차한 경우, 즉, 송전 코일(11)과 수전 코일(21)이 중복되는 위치에 도달한 경우에는, 송전 코일(11)을 제3 여자로 하여 배터리(23)의 충전으로 이행한다(스텝 b23). 이때, 도 3에 도시한 릴레이 X1, X2를 온으로 하고, 릴레이 X3을 오프로 한다.

다음에, 도 9의 스텝 b22에 나타낸 수전 전압 판단 처리의 상세한 수순을, 도 14에 도시한 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, 당해 송전 코일(11)로부터 전력을 송신한다.

도 14의 스텝 S11에 있어서, 수전 코일(21)에 병설된 서브 코일 SC1이 제2 여자에 의한 전력을 수신한다. 차량 컨트롤러(24)는 이 전력에 의한 전압이 미리 설정한 제2 역치 전압 Vth2(>Vth1)에 도달하였는지 여부를 판단한다.

그리고, 제2 역치 전압 Vth2에 도달하지 않은 경우에는(스텝 S12에서 "아니오"), 차량(20)의 정차 위치가 소정 위치에 도달하지 않았다고 판단하고, 스텝 S13에 있어서 그 취지를 운전자에게 통지하고, 스텝 S11로 처리를 되돌린다.

한편, 서브 코일 SC1에서 수신되는 전압이 제2 역치 전압 Vth2에 도달한 경우에는(스텝 S12에서 "예"), 차량(20)은 소정 위치에 정차한 것으로 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 SC1에서 수신되는 전압이 증가된다. 따라서, 서브 코일 SC1에서 수신되는 전압을 감시함으로써, 주차 스페이스(32) 내의 소정 위치(충전 가능한 위치)에 차량(20)이 정차하였는지 여부를 판단할 수 있다.

스텝 S15에 있어서, 운전자에 의한 충전 개시 요구가 입력되었는지 여부를 판단한다. 그리고, 충전 개시 요구가 입력된 경우에는(스텝 S15에서 "예"), 스텝 a25, b23(도 9 참조)에 있어서, 배터리(23)의 충전을 개시한다.

상기의 처리를, 도 15의 (a), (b)를 참조하여 설명한다. 도 15의 (a)는 송전 코일(11)에 여자되는 전압 변화를 도시하는 파형도, 도 15의 (b)는 서브 코일 SC1에서 수신되는 전압 변화를 도시하는 파형도이다. 도 15의 (a)에 도시한 시각 t0에서 송전 코일(11)을 제1 여자로 한다. 즉, 송전 코일(11)을 페어링 신호를 포함하는 여자 패턴에 의해 여자한다. 서브 코일 SC1에 의해서는, 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 시각 t0에서 페어링 신호가 수신되고, 또한 수신 신호의 강도가 강해져, 시각 t1에서 페어링이 행해진다. 그 후, 시각 t2에서 송전 코일(11)을 제1 여자로부터 제2 여자로 전환한다. 차량(20)은 주차 스페이스(32)에 대하여 이동하고 있으므로, 수전 코일(21)에서 수신되는 전압은 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이 변동한다. 그리고, 수신 전압이 미리 설정한 제2 역치 전압 Vth2에 도달한 경우에, 차량(20)이 충전 가능 위치에 도달하였다고 판단하고, 배터리(23)의 충전으로 이행한다.

이와 같이 하여, 제1 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템에서는, 차량(20)이 주차 스페이스(32)에 접근한 후에 콘덴서 C3을 프리차지한다. 따라서, 송전 코일(11)이 제1 여자로 되어 페어링 신호가 송신된 경우에는, 차량 컨트롤러(24)는 콘덴서 C3의 영향을 받지 않고, 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터를 취득할 수 있다. 그 결과, 송전 장치(101)와 수전 장치(102)의 페어링을 신속하게 행할 수 있다.

또한, 콘덴서 C3이 프리차지되므로, 서브 코일 SC1이 페어링 신호를 수신한 경우에는, 콘덴서 C3의 영향을 받지 않고, 당해 서브 코일 SC1의 수신 신호의 전압은 즉시 상승한다. 그 결과, 송전 코일(11)이 제1 여자로 되어 페어링 신호가 송신되었을 때에는, 서브 코일 SC1에 발생하는 전압은 즉시 상승하므로, 페어링 신호를 즉시 취득할 수 있어, 송전 장치(101)와 수전 장치(102)의 페어링을 신속하게 행할 수 있다.

[제2 실시 형태의 설명]

다음에, 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 상술한 제1 실시 형태에서는, 서브 코일 SC1에서 수신되는 페어링 신호에 기초하여, 수전 장치(102)와 송전 장치(101)를 페어링하는 예에 대하여 설명하였다. 제2 실시 형태에서는, 서브 코일 SC1을 탑재하지 않고, 수전 코일(21)에 의해 페어링 신호를 수신하고, 이 페어링 신호에 기초하여, 수전 장치(102)와 송전 장치(101)의 페어링을 행한다.

도 16은 제2 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의 구성을 도시하는 블록도, 도 17은 도 16에 도시한 파워 유닛(12), 송전 코일(11), 수전 코일(21), 정류 평활 회로(22), 및 그 주변 기기의 상세한 구성을 도시하는 회로도이다. 또한, 도 18은 차량(20)의 저부에 설치되는 수전 코일(21) 및 그 주위의 수전 가능 영역 Q0을 도시하는 설명도이다.

제2 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템은, 도 1, 도 3에 도시한 제1 실시 형태와 대비하여, 서브 코일 SC1이 탑재되어 있지 않은 점, 및 전압계(71)(도 17 참조)가 설치되어 있는 점에서 상이하다. 그 이외의 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 동일 부호를 부여하고 구성 설명을 생략한다.

전압계(71)는 수전 코일(21)에 발생하는 전압을 측정하고, 측정한 전압 데이터를, 도 16에 도시한 차량 컨트롤러(24)에 송신한다.

그리고, 제2 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템에서는, 수전 코일(21)의 수신 가능 영역 Q0(도 18 참조)이 송전 코일(11)의 여자 범위와 중복되기 전에, 도 17에 도시한 릴레이 X2, X3을 온, X1을 오프로 하여 콘덴서 C3을 프리차지한다. 그 후, 수신 가능 영역 Q0이 송전 코일(11)의 여자 범위와 중복되었을 때에, 송전 코일(11)로부터 송신되는 페어링 신호가 수전 코일(21)에서 수신되고, 당해 수전 코일(21)에 발생하는 전압이 전압계(71)에 의해 측정된다. 이 페어링 신호는, 차량 컨트롤러(24)에 공급된다.

그리고, 수전 코일(21)에서 수신한 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터와, 지상 컨트롤러(13)로부터 출력한 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터가 일치한 경우에, 수전 장치(102)와 송전 장치(101)를 페어링한다.

또한, 전술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 수신 가능 영역 Q0이 송전 코일(11)의 여자 범위와 중복되기 전에, 콘덴서 C3이 프리차지되므로, 도 7의 곡선 q1에 나타내는 바와 같이, 시각 t1의 시점에서 수전 코일(21)에 발생하는 전압은 제1 역치 전압 Vth1에 도달하고 있으므로, 즉시 페어링 처리를 실행하는 것이 가능해진다.

이와 같이 하여, 제2 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템에서는, 차량(20)이 주차 스페이스(32)에 접근한 후에 콘덴서 C3을 프리차지한다. 따라서, 수전 코일(21)이 페어링 신호를 수신한 경우에는, 콘덴서 C3의 영향을 받지 않고, 당해 수전 코일(21)의 수신 신호의 전압은 즉시 상승한다. 그 결과, 송전 코일(11)이 제1 여자로 되어 페어링 신호가 송신되었을 때에는, 수전 코일(21)에 발생하는 전압은 즉시 상승하므로, 페어링 신호를 즉시 취득할 수 있어, 수전 장치(102)와 송전 장치(101)의 페어링을 신속하게 행할 수 있다.

[제3 실시 형태의 설명]

다음에, 제3 실시 형태에 대하여 설명한다. 전술한 제1 실시 형태에서는, 수전 코일(21)에 병설한 서브 코일 SC1을 사용하여, 송전 코일(11)로부터 송신되는 페어링 신호를 수신하고, 수전 장치(102)와 송전 장치(101)를 페어링하는 예에 대하여 설명하였다. 이에 비하여, 제3 실시 형태에서는, 복수의 서브 코일을 탑재하고, 각 서브 코일을 사용하여 페어링 신호를 수신함으로써, 신속한 페어링을 행한다. 또한, 페어링이 완료된 후에, 콘덴서 C3을 프리차지함으로써, 제2 여자에 의한 위치 맞춤을 신속하게 행한다. 이하, 상세하게 설명한다.

도 19는 제3 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 19에 도시한 바와 같이, 제3 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템에서는, 전술한 제1 실시 형태와 대비하여, 수전 장치(102)가 서브 코일 SC1에 더하여, 서브 코일 SC2∼SC4를 구비하고 있는 점에서 상이하다. 또한, 도 19에 있어서, 도 1과 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 구성 설명을 생략한다.

도 20은 도 19에 도시한 파워 유닛(12), 송전 코일(11), 수전 코일(21), 서브 코일 SC1∼SC4, 정류 평활 회로(22), 및 그 주변 기기의 상세한 구성을 도시하는 회로도이며, 도 3에 도시한 회로도와 대비하여, 서브 코일 SC1에 더하여 서브 코일 SC2∼SC4를 구비하고 있는 점에서 상이하다. 또한, 도 20에 있어서, 도 3과 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 구성 설명을 생략한다.

도 21은 차량 저부에 탑재되는 수전 코일(21) 및 서브 코일 SC1∼SC4의 배치를 도시하는 설명도이다. 도 21에 도시한 바와 같이, 차량 전방측의 저부에는 서브 코일 SC2가 탑재되고, 차량 후방측의 저부에는, 2개의 서브 코일 SC3, SC4가 설치되어 있다. 그리고, 각 서브 코일 SC2∼SC4는, 서브 코일 SC1과 마찬가지로, 차량 컨트롤러(24)(도 19 참조)에 접속되어 있다. 서브 코일 SC2∼SC4는, 수전 코일(21)의 주위에 설치되며, 당해 수전 코일(21)에 흐르는 전류에 영향을 받지 않고 송전 코일(11)로부터 송신된 전력을 수신하는 주변 서브 코일로서의 기능을 구비하고 있다.

다음에, 제3 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템의 작용을, 도 22, 도 23에 도시한 흐름도 및 도 24∼도 27에 도시한 설명도를 참조하여 설명한다. 도 24는, 차량(20)이 주차 프레임(34)으로 둘러싸인 주차 스페이스(32) 내에 접근하고 있는 상태를 도시하고 있다. 이때, 지상 컨트롤러(13)는 대기 중으로 되고(도 22의 스텝 a11), 차량 컨트롤러(24)는 주차 스페이스(32)에 접근 중이다(스텝 b11). 그리고, 통신부(25)로부터 LAN(Local_Area_Network) 등의 통신에 의해, 차량 ID를 포함하는 무선 신호를 송신한다(스텝 b12).

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

그 후, 도 25에 도시한 바와 같이, 차량(20)의 일부가 주차 스페이스(32)의 주차 프레임(34) 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 패턴에 의해 송전 코일(11)을 여자한다. 즉, 송전 코일(11)을 전술한 제1 여자로 하여 페어링 신호를 송신한다(도 23의 스텝 a19). 또한, 제1 여자를 계속시킨다(스텝 a20). 이때, 차량 컨트롤러(24)는 페어링 신호 대기 상태로 된다(스텝 b16).

그 후, 도 26에 도시한 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, 수전 가능 영역 Q4가 송전 코일(11)의 여자 범위에 진입하므로(도 23의 스텝 b17), 서브 코일 SC4에서 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 여자에 의해 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 처리에서는, 복수의 서브 코일에 의해 페어링 신호가 수신된 경우에는, 각 서브 코일에서 수신되는 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터를 합성하여 합성 데이터를 생성한다. 예를 들어, 2개의 서브 코일 SC3 및 SC4에서 페어링 신호가 수신된 경우에는, 각 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터의 OR을 연산하고, 이 연산 결과를 합성 데이터로 한다. 그리고, 이 합성 데이터와, 송전 코일(11)로부터 송신한 페어링 신호의 식별 데이터의 일치를 판단한다.

이것을, 도 28에 도시한 파형도를 참조하여 설명한다. 도 28의 (a)는 송전 코일(11)에 여자되는 전압 변화를 도시하는 파형도, 도 28의 (b)는 2개의 서브 코일 SC3, SC4에 의해 수신되는 전압을 합성한 전압의 변화를 도시하는 파형도, 도 28의 (c)는 서브 코일 SC1에서 수신되는 전압의 변화를 도시하는 파형도이다.

예를 들어, 도 28의 (a)에 도시한 바와 같이, 시각 t0∼t1의 시간대에서 송전 코일(11)로부터 페어링 신호가 송신되고, 도 28의 (b)에 도시한 바와 같이, 2개의 서브 코일 SC3, SC4의 합성 데이터가 취득된 경우에는, 이들의 일치를 판단한다. 그리고, 송전 코일(11)로부터 송신한 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터와, 2개의 서브 코일 SC3, SC4의 합성 데이터가 일치한 경우에는, 페어링이 완료된다.

그 후, 지상 컨트롤러(13)는 충전 가능 위치 판단 제어를 개시한다(도 23의 스텝 a23). 차량 컨트롤러(24)는 페어링되었음을 인식하면(스텝 b20), 도 20에 도시한 릴레이 X2, X3을 온, X1을 오프로 하여, 콘덴서 C3을 프리차지한다(스텝 b20a). 그 후, 충전 가능 위치 판단 제어를 개시한다(스텝 b21).

지상 컨트롤러(13)는 송전 코일(11)을 제2 여자로 하도록, 당해 송전 코일(11)에 흐르는 전류를 제어한다(스텝 a24). 그 후, 배터리(23)의 충전으로 이행한다(스텝 a25). 차량 컨트롤러(24)는 수전 코일(21)의 근방에 설치되어 있는 서브 코일 SC1에서 수신되는 전압의 크기를 판단한다(스텝 b22). 이 수전 전압 판단 처리는, 도 14에서 도시한 처리와 동일하다.

즉, 도 28의 (a)∼(c)에 도시한 바와 같이, 시각 t1에서 페어링이 완료되고, 시각 t2에서 송전 코일(11)이 제1 여자로부터 제2 여자로 전환되면, 처음에 도 28의 (b)에 도시한 합성 전압이 상승하고, 그 후, 차량(20)이 이동하면, 도 28의 (c)에 도시한 바와 같이 서브 코일 SC1의 수신 전압이 상승한다. 그리고, 서브 코일 SC1의 수신 전압이 미리 설정한 제2 역치 전압 Vth2에 도달한 경우에, 차량(20)이 충전 가능 위치에 도달하였다고 판단한다.

이때, 도 23의 스텝 b20a의 처리에서, 콘덴서 C3을 프리차지하고 있으므로, 스텝 b22의 수전 전압 판단 처리에서는, 서브 코일 SC1에서 수신되는 전압이 콘덴서 C3에 공급되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 서브 코일 SC1에 발생하는 전압이 즉시 상승하여, 충전 가능 위치를 신속하게 판단할 수 있다.

그 후, 도 27에 도시한 바와 같이, 차량(20)이 주차 스페이스(32) 내의 소정 위치에 정차한 경우, 즉, 송전 코일(11)과 수전 코일(21)이 서로 마주보는 위치에 도달한 경우에는, 배터리(23)의 충전을 개시한다(스텝 b23).

이와 같이 하여, 제3 실시 형태에 관한 비접촉 급전 시스템에서는, 차량(20)의 저면에 복수의 서브 코일 SC1∼SC4를 탑재하고 있다. 또한, 차량(20)이 주차 스페이스(32)에 접근하면, 송전 코일(11)이 제1 여자로 되어, 페어링 신호가 송신된다. 그리고, 이 페어링 신호가 서브 코일 SC1∼SC4 중 적어도 1개에 의해 수신되면, 이 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터와, 송전 코일(11)로부터 송신된 페어링 신호에 포함되는 식별 데이터의 일치가 판단되고, 일치한 경우에는, 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 가능해진다. 그 결과, 그 후의 충전 위치를 맞추는 조작, 및 배터리(23)를 충전하는 조작으로 신속하게 이행시킬 수 있다.

또한, 콘덴서 C3이 프리차지되므로, 송전 코일(11)이 제2 여자로 된 경우에는, 콘덴서 C3의 영향을 받지 않고 서브 코일 SC1에서 수신되는 전압 레벨이 상승한다. 따라서, 차량(20)이 충전 가능한 위치에 정차하였는지 여부의 판단을 신속하게 행할 수 있다.

또한, 페어링이 완료된 후에 프리차지함으로써, 페어링이 완료되었지만, 운전자의 사정으로 주차 스페이스(32)로부터 차량(20)을 이탈시키는 경우에는, 불필요한 프리차지가 행해지는 것을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 비접촉 급전 시스템 및 비접촉 수전 장치를 도시의 실시 형태에 기초하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 각 부의 구성은 마찬가지의 기능을 갖는 임의의 구성의 것으로 치환할 수 있다.

예를 들어, 전술한 실시 형태에서는, 전기 부하로서 배터리(23)를 예로 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 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, 101a : 송전 장치
102 : 수전 장치

Claims

지상측에 설치되며 전력을 송신하는 적어도 하나의 송전 장치와, 차량에 설치되며 상기 송전 장치로부터 송신된 전력을 수신하여 전기 부하에 공급하는 수전 장치를 구비한 비접촉 급전 시스템에 있어서,
상기 송전 장치는,
주차 스페이스에 설치되며, 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 콘덴서를 통해 상기 전기 부하에 공급하는 수전 코일과,
상기 수전 코일에 의한 전력의 수신을 제어하는 수전 제어부와,
상기 송전 장치와의 사이에서 통신을 행하는 수전측 통신부를 구비하고,
상기 급전 제어부는, 차량이 상기 주차 스페이스에 접근하였을 때에, 식별 데이터를 포함하는 여자 패턴에 의해 상기 송전 코일을 여자하는 제1 여자로 하고,
상기 수전 제어부는, 차량이 상기 주차 스페이스에 접근한 후에 상기 콘덴서를 프리차지하고, 또한, 송전 코일이 제1 여자로 되었을 때에 상기 식별 데이터를 취득하고, 또한, 이 식별 데이터를 상기 송전 장치에 송신하고,
상기 급전 제어부는, 상기 여자 패턴에 포함시킨 식별 데이터와, 상기 수전 제어부에서 취득한 식별 데이터가 일치한 경우, 송전 장치와 수전 장치를 페어링하는 것을 특징으로 하는, 비접촉 급전 시스템.
제1항에 있어서,
상기 수전 제어부는, 상기 송전 코일이 제1 여자로 되었을 때에, 상기 수전 코일에서 수신한 전력으로부터 상기 식별 데이터를 취득하는 것을 특징으로 하는, 비접촉 급전 시스템.
제1항에 있어서,
상기 수전 장치는,
상기 수전 코일의 근방에 설치되며, 상기 송전 코일로부터 송신된 전력을 수신하는 중앙 서브 코일을 더 구비하고,
상기 수전 제어부는, 상기 송전 코일이 제1 여자로 되었을 때에, 상기 중앙 서브 코일에서 수신한 전력으로부터 상기 식별 데이터를 취득하는 것을 특징으로 하는, 비접촉 급전 시스템.
제3항에 있어서,
상기 수전 장치는,
상기 수전 코일의 주위에 설치되며, 당해 수전 코일에 흐르는 전류에 영향을 받지 않고 상기 송전 코일로부터 송신되는 전력을 수신하는 적어도 하나의 주변 서브 코일을 더 구비하고,
상기 수전 제어부는, 상기 송전 코일이 제1 여자로 되었을 때에, 상기 주변 서브 코일에서 수신된 여자 패턴으로부터 상기 식별 데이터를 취득하고, 또한, 이 식별 데이터를 상기 송전 장치에 송신하고,
상기 급전 제어부는, 상기 여자 패턴에 포함시킨 식별 데이터와, 상기 주변 서브 코일에서 취득되는 식별 데이터가 일치한 경우, 송전 장치와 수전 장치를 페어링하고, 그 후, 상기 송전 코일을, 차량이 주차 스페이스의 충전 가능 위치에 존재하는지 여부를 판단하기 위한 제2 여자로 하고,
상기 수전 제어부는, 상기 중앙 서브 코일에서 수신되는 전압으로부터, 상기 차량이 주차 스페이스의 충전 가능 위치에 존재하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 비접촉 급전 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수전 제어부는, 송전 장치와 수전 장치의 페어링이 완료된 후에, 상기 콘덴서를 프리차지하는 것을 특징으로 하는, 비접촉 급전 시스템.
차량에 설치되며, 지상에 설치된 송전 장치로부터 송신되는 전력을 비접촉으로 수신하는 비접촉 수전 장치에 있어서,
상기 송전 장치로부터 송신된 전력을 수신하고, 수신한 전력을 콘덴서를 통해 전기 부하에 공급하는 수전 코일과,
상기 수전 코일에 의한 전력의 수신을 제어하는 수전 제어부와,
상기 송전 장치와의 사이에서 통신을 행하는 수전측 통신부를 구비하고,
상기 수전 제어부는, 차량이 주차 스페이스에 접근하였을 때에, 상기 콘덴서를 프리차지하고, 또한, 상기 송전 장치에 설치되는 송전 코일이 식별 데이터를 포함하는 여자 패턴에 의해 여자되었을 때에, 이 식별 데이터를 취득하고, 이 식별 데이터를 상기 송전 장치에 송신하는 것을 특징으로 하는, 비접촉 수전 장치.
제6항에 있어서,
상기 수전 제어부는, 상기 송전 코일이 제1 여자로 되었을 때에, 상기 수전 코일에서 수신한 전력으로부터 상기 식별 데이터를 취득하는 것을 특징으로 하는, 비접촉 수전 장치.
제6항에 있어서,
상기 수전 코일의 근방에 설치되며, 상기 송전 코일로부터 송신된 전력을 수신하는 중앙 서브 코일을 더 구비하고,
상기 수전 제어부는, 상기 송전 코일이 제1 여자로 되었을 때에, 상기 중앙 서브 코일에서 수신한 전력으로부터 상기 식별 데이터를 취득하는 것을 특징으로 하는, 비접촉 수전 장치.
제8항에 있어서,
상기 수전 코일의 주위에 설치되며, 당해 수전 코일에 흐르는 전류에 영향을 받지 않고 상기 송전 코일로부터 송신되는 전력을 수신하는 적어도 하나의 주변 서브 코일을 더 구비하고,
상기 수전 제어부는, 상기 송전 코일이 제1 여자로 되었을 때에, 상기 주변 서브 코일에서 수신된 여자 패턴으로부터 상기 식별 데이터를 취득하고, 또한, 이 식별 데이터를 상기 송전 장치에 송신하고,
상기 송전 코일이, 주차 스페이스의 충전 가능 위치에 차량이 존재하는지 여부를 판단하기 위한 제2 여자로 되었을 때에는, 상기 중앙 서브 코일에서 수신되는 전력으로부터, 상기 차량이 주차 스페이스의 충전 가능 위치에 존재하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 비접촉 수전 장치.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수전 제어부는, 송전 장치와 수전 장치의 페어링이 완료된 후에, 상기 콘덴서를 프리차지하는 것을 특징으로 하는, 비접촉 수전 장치.