Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии

Авторы патента:


Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
Система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии
H02J50/10 - Схемы или системы питания электросетей и распределения электрической энергии; системы накопления электрической энергии (схемы источников питания для устройств для измерения рентгеновского излучения, гамма-излучения, корпускулярного или космического излучения G01T 1/175; схемы электропитания, специально предназначенные для использования в электронных часах без движущихся частей G04G 19/00; для цифровых вычислительных машин G06F 1/18; для разрядных приборов H01J 37/248; схемы или устройства для преобразования электрической энергии, устройства для управления или регулирования таких схем или устройств H02M; взаимосвязанное управление несколькими электродвигателями, управление первичными двигатель-генераторными агрегатами H02P; управление высокочастотной энергией H03L;

Владельцы патента RU 2621682:

НИССАН МОТОР КО., ЛТД. (JP)

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение быстродействия. Согласно изобретению, когда транспортное средство (20) приближается к месту (32) для парковки, наземный контроллер (13) устанавливает катушку (11) для передачи энергии в первый режим возбуждения, при котором катушка (11) для передачи энергии возбуждается в шаблоне возбуждения, содержащем идентификационные данные. Контроллер (24) транспортного средства предварительно заряжает конденсатор (C3), соединенный с катушкой (21) для приема энергии, после того, как транспортное средство (20) приближается к месту (32) для парковки. Дополнительно, контроллер (24) транспортного средства получает идентификационные данные, когда катушка (11) для передачи энергии находится в первом режиме возбуждения и передает полученные идентификационные данные в наземный модуль (51). Наземный контроллер (13) спаривает устройство (101) передачи энергии и устройство (102) приема энергии друг с другом, если идентификационные данные, содержащиеся в шаблоне возбуждения, и идентификационные данные, полученные посредством контроллера (24) транспортного средства, совпадают между собой. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 31 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к системе беспроводной подачи энергии (мощности) и к устройству беспроводного приема энергии для беспроводной подачи энергии в транспортное средство, оснащенное электрической нагрузкой, такой как аккумулятор.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] На сегодняшний день известна беспроводная зарядная система, раскрытая в патентном документе 1, которая выполнена с возможностью подавать беспроводным образом энергию в транспортное средство, оснащенное аккумулятором (электрической нагрузкой), чтобы заряжать аккумулятор. Этот патентный документ 1 раскрывает то, что в случае, если присутствует множество устройств передачи энергии, катушка для передачи энергии слабо возбуждается, чтобы формировать случайный сигнал, который обнаруживается посредством транспортного средства, и транспортное средство и устройство передачи энергии спариваются между собой, если подтверждается то, что случайные сигналы совпадают между транспортным средством и устройством передачи энергии.

СПИСОК БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ССЫЛОК

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

[0003] Патентный документ 1. Международная публикация № WO2012/042902

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Тем не менее, в конфигурации в традиционном примере, раскрытом в вышеуказанном патентном документе 1, для того чтобы выполнять спаривание, транспортное средство въезжает и останавливается в месте для парковки, и в этом состоянии сигнал, содержащий случайный идентификационный шаблон, передается посредством катушки для передачи энергии и принимается посредством транспортного средства. По этой причине, возникает такая проблема, что требуется длительное время до того, как транспортное средство начинает фактически заряжаться, после остановки в месте для парковки.

[0005] Настоящее изобретение осуществлено для того, чтобы разрешать эту проблему в современном уровне техники, и его задача заключается в том, чтобы предоставлять систему беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии, допускающие быстрое спаривание с транспортным средством, въезжающим на место для парковки.

[0006] Система беспроводной подачи энергии согласно одному аспекту настоящего изобретения включает в себя устройство передачи энергии, предоставленное на земле, и устройство приема энергии, предоставленное в транспортном средстве. Устройство передачи энергии включает в себя катушку для передачи энергии, выполненную с возможностью передавать энергию, модуль управления подачей энергии, выполненный с возможностью управлять энергией, которая должна подаваться в катушку для передачи энергии, и модуль связи на стороне передачи энергии, выполненный с возможностью обмениваться данными с устройством приема энергии. Кроме того, устройство приема энергии включает в себя катушку для приема энергии, выполненную с возможностью принимать энергию, передаваемую из катушки для передачи энергии, и подавать принимаемую энергию в электрическую нагрузку через конденсатор, модуль управления приемом энергии, выполненный с возможностью управлять приемом энергии катушки для приема энергии, и модуль связи на стороне приема энергии, выполненный с возможностью обмениваться данными с устройством передачи энергии. Когда транспортное средство приближается к месту для парковки, модуль управления подачей энергии устанавливает катушку для передачи энергии в первый режим возбуждения, при котором катушка для передачи энергии возбуждается в шаблоне возбуждения, содержащем идентификационные данные. Модуль управления приемом энергии предварительно заряжает конденсатор после того, как транспортное средство приближается к месту для парковки, получает идентификационные данные, когда катушка для передачи энергии находится в первом режиме возбуждения, и передает полученные идентификационные данные в устройство передачи энергии. Модуль управления подачей энергии спаривает устройство передачи энергии и устройство приема энергии между собой, если идентификационные данные, содержащиеся в шаблоне возбуждения, и идентификационные данные, полученные посредством модуля управления приемом энергии, совпадают между собой.

[0007] Устройство беспроводного приема энергии согласно одному аспекту настоящего изобретения включает в себя: катушку для приема энергии, выполненную с возможностью принимать энергию, передаваемую из устройства передачи энергии, и подавать принимаемую энергию в электрическую нагрузку через конденсатор; модуль управления приемом энергии, выполненный с возможностью управлять приемом энергии катушки для приема энергии, и модуль связи на стороне приема энергии, выполненный с возможностью обмениваться данными с устройством передачи энергии. Модуль управления приемом энергии предварительно заряжает конденсатор, после того, как транспортное средство приближается к месту для парковки, получает идентификационные данные, когда катушка для передачи энергии, предоставленная для устройства передачи энергии, устанавливается в первый режим возбуждения, при котором катушка для передачи энергии возбуждается в шаблоне возбуждения, содержащем идентификационные данные, и передает полученные идентификационные данные в устройство передачи энергии.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Фиг. 1 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи энергии согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 является пояснительной схемой, показывающей взаимосвязь между транспортным средством и множеством мест для парковки.

Фиг. 3 является принципиальной схемой силового модуля, катушки для передачи энергии, катушки для приема энергии, вспомогательных катушек и выпрямляюще-сглаживающей схемы системы беспроводной подачи энергии согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4 является пояснительной схемой, показывающей компоновку катушки для приема энергии и вспомогательных катушек системы беспроводной подачи энергии согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 является пояснительной схемой, показывающей строку данных сигнала спаривания, используемого в системе беспроводной подачи энергии согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 6 является общим видом, показывающим конфигурацию катушки для приема энергии и одной из вспомогательных катушек, используемых в системе беспроводной подачи энергии согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 7 является характеристической диаграммой, показывающей напряжение, генерируемое на катушке для приема энергии, и напряжение, генерируемое на вспомогательной катушке.

Фиг. 8 является первой частью блок-схемы последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки посредством системы беспроводной подачи энергии согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 9 является второй частью блок-схемы последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки посредством системы беспроводной подачи энергии согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 10 является пояснительной схемой согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, показывающей состояние, в котором транспортное средство приближается к одному из мест для парковки.

Фиг. 11 является пояснительной схемой согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, показывающей состояние, в котором транспортное средство въезжает на место для парковки.

Фиг. 12 является пояснительной схемой согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, показывающей состояние, в котором транспортное средство въехало на место для парковки.

Фиг. 13 является пояснительной схемой согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, показывающей состояние, в котором транспортное средство остановлено в предварительно определенной позиции в месте для парковки.

Фиг. 14 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру процесса определения принимаемого напряжения посредством системы беспроводной подачи энергии согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 15 является набором графиков сигналов согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, показывающих напряжение для возбуждения катушки для передачи энергии и напряжение, принимаемое посредством одной из вспомогательных катушек.

Фиг. 16 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи энергии согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 17 является принципиальной схемой силового модуля, катушки для передачи энергии, катушки для приема энергии и выпрямляюще-сглаживающей схемы системы беспроводной подачи энергии согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 18 является пояснительной схемой, показывающей компоновку катушки для приема энергии системы беспроводной подачи энергии согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 19 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи энергии согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 20 является принципиальной схемой силового модуля, катушки для передачи энергии, катушки для приема энергии, вспомогательных катушек и выпрямляюще-сглаживающей схемы системы беспроводной подачи энергии согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 21 является пояснительной схемой, показывающей компоновку катушки для приема энергии и вспомогательных катушек системы беспроводной подачи энергии согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 22 является первой частью блок-схемы последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки посредством системы беспроводной подачи энергии согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 23 является второй частью блок-схемы последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки посредством системы беспроводной подачи энергии согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 24 является пояснительной схемой согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения, показывающей состояние, в котором транспортное средство приближается к одному из мест для парковки.

Фиг. 25 является пояснительной схемой согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения, показывающей состояние, в котором транспортное средство въезжает на место для парковки.

Фиг. 26 является пояснительной схемой согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения, показывающей состояние, в котором транспортное средство въехало на место для парковки.

Фиг. 27 является пояснительной схемой согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения, показывающей состояние, в котором транспортное средство остановлено в предварительно определенной позиции в месте для парковки.

Фиг. 28 является набором графиков сигналов согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения, показывающих напряжение для возбуждения катушки для передачи энергии и напряжение, принимаемое посредством некоторых вспомогательных катушек.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0009] Ниже описывается вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.

ОПИСАНИЕ ПЕРВОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фиг. 1 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи энергии согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 1, эта система беспроводной подачи энергии включает в себя множество устройств передачи энергии (два устройства 101, 101a передачи энергии показаны на фиг. 1 в качестве примера), предоставленных в парковочном оборудовании на земле, и устройство 102 приема энергии, смонтированное на транспортном средстве 20.

[0010] Устройство 101 передачи энергии включает в себя место для парковки для парковки транспортного средства 20. Устройство 101 передачи энергии также включает в себя наземный модуль 51, катушку 11 для передачи энергии, установленную на земле в месте для парковки, и датчик 33 обнаружения транспортных средств, выполненный с возможностью обнаруживать, когда транспортное средство 20 приближается к месту для парковки. Следует отметить, что фиг. 1 показывает два устройства 101, 101a передачи энергии в качестве примера. Настоящее изобретение не ограничено этим случаем, но является применимым к случаям, в которых предоставляются три или более устройств передачи энергии.

[0011] Наземный модуль 51 включает в себя: силовой модуль 12, выполненный с возможностью возбуждать катушку 11 для передачи энергии посредством обеспечения протекания тока протекать через нее; наземный контроллер 13 (модуль управления подачей энергии), выполненный с возможностью управлять приведением в действие силового модуля 12; и модуль 14 связи (модуль связи на стороне передачи энергии), выполненный с возможностью осуществлять беспроводную связь с устройством 102 приема энергии. Между тем, устройство 101a передачи энергии также имеет аналогичную конфигурацию и включает в себя наземный модуль 51a, катушку 11a для передачи энергии и датчик 33a обнаружения транспортных средств. Следует отметить, что наземный контроллер 13, 51a может состоять, например, из интегрированного компьютера, включающего в себя центральный процессор (CPU) и средство хранения, такое как RAM, ROM и жесткий диск.

[0012] Устройство 102 приема энергии, смонтированное на транспортном средстве 20, включает в себя катушку 21 для приема энергии, установленную в надлежащей позиции в днище транспортного средства 20, и выпрямляюще-сглаживающую схему 22, выполненную с возможностью выпрямлять и сглаживать переменное напряжение, принимаемое посредством катушки 21 для приема энергии. Устройство 102 приема энергии дополнительно включает в себя контроллер 24 транспортного средства (модуль управления приемом энергии), выполненный с возможностью управлять приведением в действие выпрямляюще-сглаживающей схемы 22, аккумулятор 23 (электрическую нагрузку), выполненный с возможностью заряжаться с помощью напряжения, принимаемого посредством катушки 21 для приема энергии, и модуль 25 связи (модуль связи на стороне приема энергии), выполненный с возможностью обмениваться данными с наземным модулем 51. Катушка 21 для приема энергии располагается в такой позиции, что она обращена к вышеуказанной катушке 11 для передачи энергии, когда транспортное средство 20 паркуется в предварительно определенной позиции в месте для парковки. Энергия, принимаемая посредством катушки 21 для приема энергии, подается в аккумулятор 23. Иными словами, принимаемая энергия подается в транспортное средство 20 в качестве движущей силы.

[0013] Как показано на фиг. 6, катушка 21 для приема энергии спирально наматывается вокруг ферритового сердечника 61. Дополнительно, вспомогательная катушка (подкатушка) SC1 (центральная вспомогательная катушка) наматывается вокруг этого ферритового сердечника 61 в его центральной части. Эта вспомогательная катушка SC1 выполнена с возможностью принимать электромагнитный сигнал, выводимый из катушки 11 для передачи энергии, и выводить его в контроллер 24 транспортного средства, когда транспортное средство 20 перемещается и приближается к предварительно определенной позиции в месте для парковки. В частности, вспомогательная катушка SC1 выступает в качестве центральной вспомогательной катушки, предоставленной около катушки 21 для приема энергии и выполненной с возможностью принимать энергию, передаваемую из катушки 11 для передачи энергии. Следует отметить, что контроллер 24 транспортного средства может состоять, например, из интегрированного компьютера, включающего в себя центральный процессор (CPU) и модули хранения, такие как RAM, ROM и жесткий диск.

[0014] Фиг. 2 является пояснительной схемой, показывающей взаимосвязь между транспортным средством 20 и множеством мест 32, 32a для парковки. В этом варианте осуществления, процесс спаривания устройства 102 приема энергии, смонтированного на транспортном средстве 20, и устройства 101 передачи энергии, соответствующего месту 32 для парковки, в котором должно парковаться транспортное средство 20, выполняется через беспроводную связь между наземными модулями 51, 51a, предоставленными в местах 32, 32a для парковки, и устройством 102 приема энергии. В катушку 11 для передачи энергии устройства 101 передачи энергии после спаривания с транспортным средством 20 подается питание с тем, чтобы передавать энергию. Устройство 102 приема энергии принимает эту энергию и заряжает аккумулятор 23 (см. фиг. 3), смонтированный на транспортном средстве 20.

[0015] Фиг. 3 является принципиальной схемой, показывающей подробные конфигурации силового модуля 12, катушки 11 для передачи энергии, катушки 21 для приема энергии, выпрямляюще-сглаживающей схемы 22 и вспомогательной катушки SC1, которые показаны на фиг. 1, а также их периферийных элементов. Как показано на фиг. 3, силовой модуль 12 включает в себя схему 31 инвертора, сформированную из множества схем переключателя (к примеру, в качестве полупроводниковых элементов). Более того, включение и выключение каждой схемы переключателя регулируется под управлением наземного контроллера 13 (см. фиг. 1), так что постоянное напряжение Vin, поданное из источника 15 энергии постоянного тока, преобразуется в переменное напряжение предварительно определенной частоты.

[0016] Резистор R1 и конденсатор C1 соединяются с катушкой 11 для передачи энергии. Посредством приложения переменного напряжения, выводимого из силового модуля 12, к катушке 11 для передачи энергии и за счет этого обеспечения принудительного протекания тока через нее, катушка 11 для передачи энергии может задаваться в один из первого режима возбуждения, который является возбуждением для спаривания, которое описывается ниже, и второго режима возбуждения, который является возбуждением для позиционирования транспортного средства 20. Дополнительно, если катушка 11 для передачи энергии и катушка 21 для приема энергии расположены таким образом, что они обращены друг к другу, как показано на фиг. 1, катушка 11 для передачи энергии задается в третий режим возбуждения, который является возбуждением для заряда аккумулятора, чтобы за счет этого передавать энергию для заряда аккумулятора в катушку 21 для приема энергии.

[0017] Катушка 21 для приема энергии соединяется с конденсатором C2 и резистором R2 и принимает энергию, передаваемую из катушки 11 для передачи энергии. Выпрямляюще-сглаживающая схема 22 включает в себя мостовую схему, сформированную из множества диодов и конденсатора C3. Выпрямляюще-сглаживающая схема 22 преобразует переменное напряжение, принимаемое посредством катушки 21 для приема энергии, в постоянное напряжение и дополнительно сглаживает его, а затем подает его в аккумулятор 23.

[0018] Реле X1, X2, X3 предоставляются между конденсатором C3 и аккумулятором 23. В частности, положительный контактный вывод аккумулятора 23 и один конец конденсатора C3 соединяются через реле X1, и отрицательный контактный вывод аккумулятора 23 и другой конец конденсатора C3 соединяются через реле X2. Дополнительно, схема, в которой реле X3 и резистор R4 соединяются последовательно, соединяется параллельно с реле X1. Кроме того, включение и выключение каждого из реле X1 в X3 управляется посредством контроллера 24 транспортного средства, показанного на фиг. 1.

[0019] При приеме электромагнитного сигнала, выводимого из катушки 11 для передачи энергии, вспомогательная катушка SC1 выводит этот электромагнитный сигнал в контроллер 24 транспортного средства. В частности, по мере того, как транспортное средство 20 въезжает на место 32 для парковки, вспомогательная катушка SC1 приближается к катушке 11 для передачи энергии с перемещением транспортного средства 20, и вспомогательная катушка SC1 затем принимает электромагнитный сигнал, выводимый из катушки 11 для передачи энергии, и выводит этот принимаемый электромагнитный сигнал в контроллер 24 транспортного средства.

[0020] Фиг. 4 является пояснительной схемой, показывающей компоновку катушки 21 для приема энергии и вспомогательной катушки SC1, смонтированной в днище транспортного средства 20, и диапазон Q1 возможности приема сигналов вспомогательной катушки SC1. Как показано на фиг. 4, вспомогательная катушка SC1 предоставляется около катушки 21 для приема энергии. В частности, как показано на фиг. 6, вспомогательная катушка SC1 наматывается вокруг сердечника, идентичного сердечнику катушки 21 для приема энергии.

[0021] Кроме того, вспомогательная катушка SC1 может получать электромагнитный сигнал, присутствующий в диапазоне Q1 возможности приема сигналов. Иными словами, если диапазон Q1 возможности приема сигналов позиционируется таким образом, что он перекрывает диапазон возбуждения катушки 11 для передачи энергии, вспомогательная катушка SC1 может принимать электромагнитный сигнал, выводимый из катушки 11 для передачи энергии.

[0022] Кроме того, в этом варианте осуществления, катушка 11 для передачи энергии задается в первый режим возбуждения, когда транспортное средство 20 приближается к месту 32 для парковки. В первом режиме возбуждения, как описано ниже, выводится электромагнитный сигнал, содержащий сигнал спаривания. Кроме того, контроллер 24 транспортного средства включает реле X2, X3 и выключает реле X1, чтобы предварительно заряжать (заряжать) конденсатор C3. Иными словами, аккумулятор 23 и конденсатор C3 соединяются через резистор R4, чтобы предварительно заряжать конденсатор C3. Затем электромагнитный сигнал, передаваемый из катушки 11 для передачи энергии, принимается посредством вспомогательной катушки SC1, и спаривание выполняется между транспортным средством 20 и наземным модулем 51 посредством использования сигнала спаривания, содержащегося в этом электромагнитном сигнале.

[0023] Ниже описывается причина для предварительного заряда конденсатора C3. Как показано на фиг. 4, вспомогательная катушка SC1 предоставляется около катушки 21 для приема энергии. В частности, как показано на фиг. 6, катушка 21 для приема энергии спирально наматывается вокруг ферритового сердечника 61, и вспомогательная катушка SC1 также наматывается вокруг ферритового сердечника 61 в его центральной части. Здесь, как показано на фиг. 3, катушка 21 для приема энергии соединяется с конденсатором C3, который используется для сглаживания. Следовательно, когда конденсатор C3 не заряжен, напряжение, принимаемое посредством вспомогательной катушки SC1, подается в конденсатор C3, который обеспечивает запаздывание повышения напряжения, генерируемого на вспомогательной катушке SC1. Это может возникать не только тогда, когда вспомогательная катушка SC1 наматывается вокруг сердечника, идентичного сердечнику катушки 21 для приема энергии, но также и тогда, когда вспомогательная катушка SC1 располагается около катушки для приема энергии.

[0024] Это описывается со ссылкой на характеристическую диаграмму, показанную на фиг. 7. Фиг. 7 показывает изменения напряжений, генерируемых на катушке 21 для приема энергии и вспомогательной катушке SC1. Кривая q1 представляет изменение напряжения, генерируемого на катушке 21 для приема энергии в случае, если конденсатор C3 предварительно заряжается во время t0. Кроме того, кривая q3 представляет изменение напряжения, генерируемого на катушке 21 для приема энергии в случае, если конденсатор C3 предварительно не заряжается. Кривая q2 представляет изменение напряжения, генерируемого на вспомогательной катушке SC1 в случае, если конденсатор C3 предварительно заряжается во время t0. Кривая q4 представляет изменение напряжения, генерируемого на вспомогательной катушке SC1 в случае, если конденсатор C3 предварительно не заряжается.

[0025] Как показано посредством кривой q4, в случае если конденсатор C3 предварительно не заряжается, напряжение, генерируемое на вспомогательной катушке SC1, постепенно повышается и достигает определенного уровня после того, как диапазон Q1 возможности приема сигналов вспомогательной катушки SC1 и диапазон возбуждения катушки 11 для передачи энергии перекрывают друг друга во время t2. Здесь, напряжение, генерируемое на вспомогательной катушке SC1, достигает первого порогового напряжения Vth1 во время t5, и следовательно, процесс спаривания начинается с этого времени t5. Иными словами, в случае если конденсатор C3 предварительно не заряжается, напряжение, генерируемое на вспомогательной катушке SC1, потребляется, чтобы заряжать конденсатор C3, и следовательно, требуется длительное время для достижения посредством уровня напряжения сигнала спаривания, принимаемого посредством вспомогательной катушки SC1, первого порогового напряжения Vth1.

[0026] Напротив, как показано посредством кривой q2, в случае если конденсатор C3 предварительно заряжается, напряжение, генерируемое на вспомогательной катушке SC1, резко повышается и достигает определенного уровня после того, как диапазон Q1 возможности приема сигналов вспомогательной катушки SC1 и диапазон возбуждения катушки 11 для передачи энергии перекрывают друг друга во время t2. Иными словами, за счет предварительного заряда конденсатора C3, напряжение, генерируемое на вспомогательной катушке SC1, не подается в конденсатор C3, и следовательно, напряжение, генерируемое на вспомогательной катушке SC1, немедленно достигает первого порогового напряжения Vth1. В частности, напряжение, генерируемое на вспомогательной катушке SC1, достигает первого порогового напряжения Vth1 во время t3, показанное на фиг. 7. Таким образом, процесс спаривания может выполняться немедленно.

[0027] Между тем, это применимо также к катушке 21 для приема энергии. Как показано посредством кривой q3, в случае если конденсатор C3 предварительно не заряжается, напряжение, генерируемое на катушке 21 для приема энергии, постепенно повышается и достигает определенного уровня после того, как диапазон Q0 возможности приема сигналов (см. фиг. 18, упомянут ниже) катушки 21 для приема энергии и диапазон возбуждения катушки 11 для передачи энергии перекрывают друг друга во время t2. Здесь, напряжение, генерируемое на катушке 21 для приема энергии, достигает первого порогового напряжения Vth1 во время t4, и следовательно, процесс спаривания начинается с этого времени t4.

[0028] Напротив, в случае если конденсатор C3 предварительно заряжается во время t0, напряжение, генерируемое на катушке 21 для приема энергии, повышается в это время t0 и достигает предварительно определенного уровня напряжения во время t1. Следовательно, когда диапазон Q0 возможности приема сигналов катушки 21 для приема энергии и диапазон возбуждения катушки 11 для передачи энергии перекрывают друг друга во время t2, напряжение, генерируемое на катушке 21 для приема энергии, уже выше первого порогового напряжения Vth1, и в силу этого может начинаться процесс спаривания.

[0029] За счет предварительного заряда конденсатора C3 до того, как диапазоны Q1, Q0 возможности приема сигналов вспомогательной катушки SC1 и катушки 21 для приема энергии приближаются к катушке 11 для передачи энергии, как описано выше, напряжение, принимаемое посредством вспомогательной катушки SC1 или катушки 21 для приема энергии немедленно, достигает первого порогового напряжения Vth1. Следовательно, процесс спаривания может быть быстро выполнен.

[0030] Когда спаривание между катушкой 11 для передачи энергии наземного модуля 51 и катушкой 21 для приема энергии транспортного средства 20 завершается посредством процесса, описанного выше, катушка 11 для передачи энергии задается во второй режим возбуждения. В этом возбуждении, то, паркуется или нет транспортное средство 20 в предварительно определенной позиции в месте 32 для парковки, определяется из уровня электромагнитного сигнала, принимаемого посредством вспомогательной катушки SC1. После этого, если определено то, что транспортное средство 20 паркуется в предварительно определенной позиции в месте 32 для парковки, катушка 11 для передачи энергии задается в третий режим возбуждения, чтобы подавать энергию для заряда в аккумулятор 23.

[0031] Здесь, энергия, предоставляемая в катушку 11 для передачи энергии во втором режиме возбуждения, выше энергии, предоставляемой в катушку 11 для передачи энергии в первом режиме возбуждения. Это должно предотвращать ложное распознавание посредством контроллера 24 транспортного средства того, что катушка 11 для передачи энергии устанавливается во второй режим возбуждения в то время, когда катушка 11 для передачи энергии задается в первый режим возбуждения.

[0032] Ниже описывается первый режим возбуждения в отношении строки данных, показанной на фиг. 5. В первом режиме возбуждения, катушка 11 для передачи энергии возбуждается в шаблоне, содержащем сигнал спаривания, сформированный из строки данных из стартового бита, идентификатора, кода длины данных, идентификационных данных, значения суммы и стопового бита. Таким образом, электромагнитный сигнал, который должен выводиться из катушки 11 для передачи энергии, содержит сигнал спаривания, показанный на фиг. 5.

[0033] В идентификационных данных, содержащихся в сигнале спаривания, задается уникальная битовая строка, которая назначена соответствующему наземному модулю. Например, "1, 0, 1, 0" задается для данного наземного модуля в случае четырехбитовых данных. Наземный контроллер 13 возбуждает катушку 11 для передачи энергии таким образом, что может содержаться сигнал спаривания, показанный на фиг. 5. В общем, в первом режиме возбуждения, катушка 11 для передачи энергии возбуждается с шаблоном возбуждения, содержащим сигнал спаривания.

[0034] После того, как катушка 11 для передачи энергии возбуждается, вспомогательная катушка SC1 принимает сигнал спаривания, когда диапазон Q1 возможности приема сигналов вспомогательной катушки SC1 достигает такой позиции, что он перекрывает диапазон возбуждения катушки 11 для передачи энергии. Этот сигнал спаривания подается в контроллер 24 транспортного средства, показанный на фиг. 1.

[0035] Контроллер 24 транспортного средства считывает идентификационные данные из сигнала спаривания, принимаемого посредством вспомогательной катушки SC1. Контроллер 24 транспортного средства затем передает считываемые идентификационные данные в модуль 14 связи через модуль 25 связи. Наземный контроллер 13 определяет то, совпадают или нет идентификационные данные, передаваемые из катушки 11 для передачи энергии, и идентификационные данные, принимаемые посредством модуля 14 связи, между собой. Если они совпадают между собой, устройство 102 приема энергии и устройство 101 передачи энергии спариваются между собой.

[0036] Далее приводится описание работы от момента, когда транспортное средство 20 приближается к месту 32 для парковки, до момента, когда транспортное средство 20 останавливается в предварительно определенной позиции в месте 32 для парковки, со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, показанную на фиг. 8 и фиг. 9, и пояснительные схемы, показанные на фиг. 10-13.

[0037] Фиг. 10 показывает состояние, в котором транспортное средство 20 приближается в месте 32 для парковки, окруженном посредством линий 34 разметки на парковке. В этом состоянии, наземный контроллер 13 находится в состоянии ожидания (этап a11 на фиг. 8) и контроллер 24 транспортного средства приближается к месту 32 для парковки (этап b11). Затем контроллер 24 транспортного средства передает беспроводной сигнал, содержащий идентификатор транспортного средства, из модуля 25 связи через связь с использованием LAN (локальной вычислительной сети) и т.п. (этап b12).

[0038] При приеме этого беспроводного сигнала, модуль 14 связи наземного модуля 51 распознает то, что идентификатор транспортного средства, содержащийся в беспроводном сигнале, является допустимым идентификатором транспортного средства (этап a13). Затем наземный модуль 51 активируется (этап a14), и контроллер 24 транспортного средства уведомляется с помощью беспроводного сигнала в отношении того, что наземный модуль 51 активирован (этап a15).

[0039] Контроллер 24 транспортного средства уведомляет водителя транспортного средства 20 в отношении того, что наземный модуль 51 активирован, например, посредством отображения этой информации на дисплее (не показан) (этап b13). Таким образом, водитель может распознавать то, что наземный модуль 51 активирован. Дополнительно, контроллер 24 транспортного средства включает реле X2, X3, показанные на фиг. 3, и выключает реле X1, показанное на фиг. 3, чтобы соединять аккумулятор 23 и конденсатор C3 между собой. Следовательно, энергия подается из аккумулятора 23 в конденсатор C3, за счет этого предварительно заряжая конденсатор C3 (этап b13a). Контроллер 24 транспортного средства ожидает сигнала спаривания (этап b14).

[0040] После того, как наземный модуль 51 активируется, наземный контроллер 13 активирует датчик 33 обнаружения транспортных средств (этап a16). Наземный контроллер 13 ожидает приближения транспортного средства 20 (этап a17).

[0041] Затем, когда часть транспортного средства 20 въезжает на место 32 для парковки, как показано на фиг. 11 (этап b15), датчик 33 обнаружения транспортных средств обнаруживает въезд транспортного средства 20 на место 32 для парковки (этап a18). Наземный контроллер 13 возбуждает катушку 11 для передачи энергии в шаблоне возбуждения, содержащем сигнал спаривания. В частности, наземный контроллер 13 задает катушку 11 для передачи энергии в вышеуказанный первый режим возбуждения, чтобы передавать сигнал спаривания (этап a19 на фиг. 9). Дополнительно, наземный контроллер 13 продолжает первый режим возбуждения (этап a20). В этот момент, контроллер 24 транспортного средства ожидает сигнала спаривания (этап b16).

[0042] Затем диапазон Q1 возможности приема сигналов вспомогательной катушки SC1 входит в диапазон возбуждения катушки 11 для передачи энергии по мере того, как транспортное средство 20 приближается к катушке 11 для передачи энергии в месте 32 для парковки, как показано на фиг. 12, и дополнительно диапазон Q1 возможности приема сигналов достигает такой позиции, что он перекрывает диапазон возбуждения катушки 11 для передачи энергии (этап b17 на фиг. 9). Таким образом, вспомогательная катушка SC1 принимает сигнал спаривания, и контроллер 24 транспортного средства распознает идентификационные данные, содержащиеся в этом сигнале спаривания (этап b18).

[0043] Контроллер 24 транспортного средства передает распознанные идентификационные данные через модуль 25 связи, чтобы запрашивать наземный контроллер 13 на предмет выполнения спаривания (этап b19). Наземный контроллер 13 принимает запрашиваемое спаривание (этап a21) и принимает идентификационные данные. Затем наземный контроллер 13 определяет то, совпадают или нет идентификационные данные, содержащиеся в сигнале спаривания, передаваемом посредством первого возбуждения, и идентификационные данные, передаваемые из контроллера 24 транспортного средства, между собой. Если они совпадают между собой, устройство 102 приема энергии и устройство 101 передачи энергии спариваются между собой (этап a22). Затем наземный контроллер 13 начинает управление определением позиции с возможностью заряда (этап a23). Контроллер 24 транспортного средства распознает то, что спаривание выполнено (этап b20), и начинает управление определением позиции с возможностью заряда (этап b21).

[0044] Наземный контроллер 13 управляет током, протекающим в катушку 11 для передачи энергии, таким образом, что катушка 11 для передачи энергии может задаваться во второй режим возбуждения (этап a24). Затем наземный контроллер 13 переключается на заряд аккумулятора 23 (этап a25). Контроллер 24 транспортного средства определяет уровень напряжения, принимаемого посредством вспомогательной катушки SC1, предоставленной в сердечнике, идентичном сердечнику катушки 21 для приема энергии (этап b22). Ниже описываются подробности этого процесса определения принимаемого напряжения.

[0045] Затем если транспортное средство 20 остановлено в предварительно определенной позиции в месте 32 для парковки, в частности, если транспортное средство 20 достигает такой позиции, что катушка 11 для передачи энергии и катушка 21 для приема энергии перекрывают друг друга, как показано на фиг. 13, наземный контроллер 13 задает катушку 11 для передачи энергии в третий режим возбуждения, чтобы переключаться на заряд аккумулятора 23 (этап b23). На этом этапе, реле X1, X2, показанные на фиг. 3, включаются, а реле X3, показанное на фиг. 3, выключается.

[0046] Далее описывается подробная процедура процесса определения принимаемого напряжения, показанного на этапе b22 на фиг. 9, со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, показанную на фиг. 14. Когда процесс определения принимаемого напряжения начинается, наземный контроллер 13 задает катушку 11 для передачи энергии во второй режим возбуждения. В частности, наземный контроллер 13 возбуждает катушку 11 для передачи энергии с напряжением, превышающим напряжение в вышеуказанном первом режиме возбуждения, и передает энергию из этой катушки 11 для передачи энергии.

[0047] На этапе S11 на фиг. 14, вспомогательная катушка SC1, когда предоставлена посредством катушки 21 для приема энергии, принимает энергию, вырабатываемую посредством второго режима возбуждения, контроллер 24 транспортного средства определяет то, достигает или нет напряжение этой энергии предварительно установленного второго порогового напряжения Vth2 (>Vth1).

[0048] Если напряжение еще не достигло второго порогового напряжения Vth2 ("Нет" на этапе S12), контроллер 24 транспортного средства определяет то, что позиция остановки транспортного средства 20 еще не достигла предварительно определенной позиции, уведомляет водителя соответствующим образом на этапе S13 и возвращает процесс на этап S11.

[0049] С другой стороны, если напряжение, принимаемое посредством вспомогательной катушки SC1, достигает второго порогового напряжения Vth2 ("Да" на этапе S12), контроллер 24 транспортного средства определяет то, что транспортное средство 20 достигло предварительно определенной позиции. Затем на этапе S14 контроллер 24 транспортного средства уведомляет водителя в отношении того, что позиция остановки транспортного средства достигла позиции с возможностью заряда, посредством отображения этой информации на дисплее (не показан) и т.п. Смотря на этот дисплей, водитель останавливает транспортное средство 20.

[0050] Другими словами, чем больше область перекрытия между катушкой 11 для передачи энергии и вспомогательной катушкой SC1, тем больше напряжение, принимаемое посредством вспомогательной катушки SC1. Таким образом, посредством мониторинга напряжения, принимаемого посредством вспомогательной катушки SC1, можно определять то, остановлено или нет транспортное средство 20 в предварительно определенной позиции (позиции с возможностью заряда) в месте 32 для парковки.

[0051] На этапе S15, контроллер 24 транспортного средства определяет то, вводит или нет водитель запрос на начало заряда. Если водитель вводит запрос на начало заряда ("Да" на этапе S15), заряд аккумулятора 23 начинается на этапах a25, b23 (см. фиг. 9).

[0052] Ниже описывается вышеуказанная обработка со ссылкой на части (a), (b) по фиг. 15. Часть (a) по фиг. 15 является графиком сигнала, показывающим изменение напряжения для возбуждения катушки 11 для передачи энергии, в то время как часть (b) по фиг. 15 является графиком сигнала, показывающим изменение напряжения, принимаемого посредством вспомогательной катушки SC1. Во время t0, показанное в части (a) по фиг. 15, катушка 11 для передачи энергии задается в первый режим возбуждения. В частности, катушка 11 для передачи энергии возбуждается с шаблоном возбуждения, содержащим сигнал спаривания. Как показано в части (b) по фиг. 15, вспомогательная катушка SC1 принимает сигнал спаривания во время t0, и интенсивность принимаемого сигнала еще более повышается, так что спаривание выполняется во время t1. Затем во время t2, катушка 11 для передачи энергии переключается с первого возбуждения на второе возбуждение. Поскольку транспортное средство 20 перемещается относительно места 32 для парковки, напряжение, принимаемое посредством катушки 21 для приема энергии, варьируется, как показано в части (b) по фиг. 15. Когда принимаемое напряжение затем достигает предварительно установленного второго порогового напряжения Vth2, определяется то, что транспортное средство 20 достигает позиции с возможностью заряда, и процедура переходит к обработке заряда аккумулятора 23.

[0053] Как описано выше, в системе беспроводной подачи энергии согласно первому варианту осуществления, конденсатор C3 предварительно заряжается после того, как транспортное средство 20 приближается к месту 32 для парковки. Таким образом, если катушка 11 для передачи энергии задается в первый режим возбуждения и передает сигнал спаривания, контроллер 24 транспортного средства может получать идентификационные данные, содержащиеся в сигнале спаривания, без влияния посредством конденсатора C3. Следовательно, устройство 101 передачи энергии и устройство 102 приема энергии могут быстро спариваться между собой.

[0054] Кроме того, когда вспомогательная катушка SC1 принимает сигнал спаривания, напряжение сигнала, принимаемого посредством вспомогательной катушки SC1, повышается немедленно без влияния посредством конденсатора C3, поскольку конденсатор C3 предварительно заряжается. Таким образом, когда катушка 11 для передачи энергии задается в первый режим возбуждения и передает сигнал спаривания, напряжение, генерируемое на вспомогательной катушке SC1, повышается немедленно, и в силу этого может немедленно получаться сигнал спаривания. Следовательно, устройство 101 передачи энергии и устройство 102 приема энергии могут быстро спариваться между собой.

[0055] ОПИСАНИЕ ВТОРОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Далее описывается второй вариант осуществления. В вышеописанном первом варианте осуществления, приведено описание примера, в котором устройство 102 приема энергии и устройство 101 передачи энергии спариваются между собой на основе сигнала спаривания, принимаемого посредством вспомогательной катушки SC1. Во втором варианте осуществления, вспомогательная катушка SC1 не монтируется, и катушка 21 для приема энергии принимает сигнал спаривания, и устройство 102 приема энергии и устройство 101 передачи энергии спариваются между собой на основе этого сигнала спаривания.

[0056] Фиг. 16 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи энергии согласно второму варианту осуществления. Фиг. 17 является принципиальной схемой, показывающей подробные конфигурации силового модуля 12, катушки 11 для передачи энергии, катушки 21 для приема энергии и выпрямляюще-сглаживающей схемы 22, показанных на фиг. 16, и их периферийных элементов. Кроме того, фиг. 18 является пояснительной схемой, показывающей катушку 21 для приема энергии, предоставленную в днище транспортного средства 20, и диапазон Q0 возможности приема сигналов в отношении нее.

[0057] Система беспроводной подачи энергии согласно второму варианту осуществления отличается от системы беспроводной подачи энергии в первом варианте осуществления, показанной на фиг. 1 и фиг. 3, тем, что вспомогательная катушка SC1 не монтируется, и тем, что предоставляется вольтметр 71 (см. фиг. 17). Другие части конфигурации являются аналогичными первому варианту осуществления, и следовательно, они обозначаются посредством идентичных ссылок с номерами, и описание их конфигураций опускается.

[0058] Вольтметр 71 выполнен с возможностью измерять напряжение, генерируемое на катушке 21 для приема энергии, и передавать измеренные данные напряжения в контроллер 24 транспортного средства, показанный на фиг. 16.

[0059] Кроме того, в системе беспроводной подачи энергии согласно второму варианту осуществления, реле X2, X3, показанные на фиг. 17, включаются, а реле X1, показанное на фиг. 17, выключается, чтобы предварительно заряжать конденсатор C3 до того, как диапазон Q0 возможности приема сигналов (см. фиг. 18) катушки 21 для приема энергии перекрывает диапазон возбуждения катушки 11 для передачи энергии. Затем когда диапазон Q0 возможности приема сигналов перекрывает диапазон возбуждения катушки 11 для передачи энергии, катушка 21 для приема энергии принимает сигнал спаривания, передаваемый из катушки 11 для передачи энергии, и вольтметр 71 измеряет напряжение, генерируемое на катушке 21 для приема энергии. Этот сигнал спаривания подается в контроллер 24 транспортного средства.

[0060] Затем устройство 102 приема энергии и устройство 101 передачи энергии спариваются между собой, если идентификационные данные, содержащиеся в сигнале спаривания, принимаемом посредством катушки 21 для приема энергии, и идентификационные данные, содержащиеся в сигнале спаривания, выводимом из наземного контроллера 13, совпадают между собой.

[0061] Кроме того, аналогично вышеописанному первому варианту осуществления, конденсатор C3 предварительно заряжается до того, как диапазон Q0 возможности приема сигналов перекрывает диапазон возбуждения катушки 11 для передачи энергии. Таким образом, как показано посредством кривой q1 на фиг. 7, напряжение, генерируемое на катушке 21 для приема энергии, достигает первого порогового напряжения Vth1 во время t1. Следовательно, процесс спаривания может выполняться немедленно.

[0062] Как описано выше, в системе беспроводной подачи энергии согласно второму варианту осуществления, конденсатор C3 предварительно заряжается после того, как транспортное средство 20 приближается к месту 32 для парковки. Таким образом, когда катушка 21 для приема энергии принимает сигнал спаривания, напряжение сигнала, принимаемого посредством катушки 21 для приема энергии, повышается немедленно без влияния посредством конденсатора C3. Таким образом, когда катушка 11 для передачи энергии задается в первый режим возбуждения и передает сигнал спаривания, напряжение, генерируемое на катушке 21 для приема энергии, повышается немедленно, и в силу этого может немедленно получаться сигнал спаривания. Следовательно, устройство 102 приема энергии и устройство 101 передачи энергии могут быстро спариваться между собой.

[0063] ОПИСАНИЕ ТРЕТЬЕГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Далее поясняется третий вариант осуществления. В вышеописанном первом варианте осуществления, приведено описание примера, в котором вспомогательная катушка SC1, предоставленная посредством катушки 21 для приема энергии, используется для того, чтобы принимать сигнал спаривания, передаваемый из катушки 11 для передачи энергии, и спаривать устройство 102 приема энергии и устройство 101 передачи энергии между собой. Напротив, в третьем варианте осуществления, монтируется множество вспомогательных катушек, и каждая вспомогательная катушка используется для того, чтобы принимать сигнал спаривания, с тем чтобы выполнять быстрое спаривание. Кроме того, после того, как спаривание завершается, конденсатор C3 предварительно заряжается, с тем чтобы быстро выполнять позиционирование посредством второго режима возбуждения. Ниже описываются подробности.

[0064] Фиг. 19 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи энергии согласно третьему варианту осуществления. Как показано на фиг. 19, система беспроводной подачи энергии согласно третьему варианту осуществления отличается от системы беспроводной подачи энергии в вышеописанном первом варианте осуществления тем, что устройство 102 приема энергии включает в себя вспомогательные катушки SC2-SC4, в дополнение к вспомогательной катушке SC1. Следует отметить, что части на фиг. 19, идентичные частям на фиг. 1, обозначаются посредством идентичных ссылок с номерами, и описание их конфигураций опускается.

[0065] Фиг. 20 является принципиальной схемой, показывающей подробные конфигурации силового модуля 12, катушки 11 для передачи энергии, катушки 21 для приема энергии, вспомогательных катушек SC1-SC4 и выпрямляюще-сглаживающей схемы 22, показанной на фиг. 19, и их периферийных элементов. Принципиальная схема отличается от принципиальной схемы, показанной на фиг. 3, тем, что она включает в себя вспомогательные катушки SC2-SC4 в дополнение к вспомогательной катушке SC1. Следует отметить, что части на фиг. 20, идентичные частям на фиг. 3, обозначаются посредством идентичных ссылок с номерами, и описание их конфигураций опускается.

[0066] Фиг. 21 является пояснительной схемой, показывающей компоновку катушки 21 для приема энергии и вспомогательных катушек SC1-SC4, смонтированных в днище транспортного средства. Как показано на фиг. 21, вспомогательная катушка SC2 монтируется в днище с передней стороны транспортного средства, и две вспомогательные катушки SC3, SC4 предоставляются в днище с задней стороны транспортного средства. Кроме того, каждая из вспомогательных катушек SC2-SC4 соединяется с контроллером 24 транспортного средства (см. фиг. 19), аналогично вспомогательной катушке SC1. Вспомогательные катушки SC2-SC4 выступают в качестве периферийных вспомогательных катушек, предоставленных вокруг катушки 21 для приема энергии и выполненных с возможностью принимать энергию, передаваемую из катушки 11 для передачи энергии, без влияния посредством тока, протекающего в катушке 21 для приема энергии.

[0067] Далее описывается работа системы беспроводной подачи энергии согласно третьему варианту осуществления со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, показанную на фиг. 22 и фиг. 23, и пояснительные схемы, показанные на фиг. 24-27. Фиг. 24 показывает состояние, в котором транспортное средство 20 приближается к внутренней части места 32 для парковки, которая расположена между линиями 34 разметки на парковке. В этом состоянии, наземный контроллер 13 находится в состоянии ожидания (этап a11 на фиг. 22), и контроллер 24 транспортного средства приближается к месту 32 для парковки (этап b11). Затем контроллер 24 транспортного средства передает беспроводной сигнал, содержащий идентификатор транспортного средства, из модуля 25 связи через связь с использованием LAN (локальной вычислительной сети) и т.п. (этап b12).

[0068] При приеме этого беспроводного сигнала, модуль 14 связи наземного модуля 51 распознает то, что идентификатор транспортного средства, содержащийся в беспроводном сигнале, является допустимым идентификатором транспортного средства (этап a13). Затем наземный модуль 51 активируется (этап a14), и контроллер 24 транспортного средства уведомляется с помощью беспроводного сигнала в отношении того, что наземный модуль 51 активирован (этап a15).

[0069] Контроллер 24 транспортного средства уведомляет водителя транспортного средства 20 в отношении того, что наземный модуль 51 активирован, например, посредством отображения этой информации на дисплее (не показан) (этап b13). Таким образом, водитель может распознавать то, что наземный модуль 51 активирован. Контроллер 24 транспортного средства ожидает сигнала спаривания (этап b14).

[0070] После того, как наземный модуль 51 активируется, наземный контроллер 13 активирует датчик 33 обнаружения транспортных средств (этап a16). Наземный контроллер 13 ожидает приближения транспортного средства 20 (этап a17).

[0071] Когда часть транспортного средства 20 затем въезжает на место 32 для парковки между линиями 34 разметки на парковке, как показано на фиг. 25 (этап b15), датчик 33 обнаружения транспортных средств обнаруживает въезд транспортного средства 20 на место 32 для парковки (этап a18). Наземный контроллер 13 возбуждает катушку 11 для передачи энергии в шаблоне возбуждения, содержащем сигнал спаривания. В частности, наземный контроллер 13 задает катушку 11 для передачи энергии вышеуказанный первый режим возбуждения, чтобы передавать сигнал спаривания (этап a19 на фиг. 23). Дополнительно, наземный контроллер 13 продолжает первый режим возбуждения (этап a20). В этот момент, контроллер 24 транспортного средства ожидает сигнала спаривания (этап b16).

[0072] Затем, как показано на фиг. 26, диапазон Q4 возможности приема сигналов вспомогательной катушки SC4 входит в диапазон возбуждения катушки 11 для передачи энергии по мере того, как транспортное средстве 20 приближается к катушке 11 для передачи энергии в месте 32 для парковки, и диапазон Q4 возможности приема сигналов достигает такой позиции, что он перекрывает диапазон возбуждения катушки 11 для передачи энергии (этап b17 на фиг. 23). Таким образом, вспомогательная катушка SC4 принимает сигнал спаривания, и контроллер 24 транспортного средства распознает идентификационные данные, содержащиеся в этом сигнале спаривания (этап b18).

[0073] Контроллер 24 транспортного средства передает распознанные идентификационные данные через модуль 25 связи, чтобы запрашивать наземный контроллер 13 на предмет выполнения спаривания (этап b19). При приеме идентификационных данных (этап a21), наземный контроллер 13 определяет то, совпадают или нет идентификационные данные, содержащиеся в сигнале спаривания, передаваемом посредством первого возбуждения, и идентификационные данные, передаваемые из контроллера 24 транспортного средства, между собой. Если они совпадают между собой, устройство 102 приема энергии и устройство 101 передачи энергии спариваются между собой (этап a22).

[0074] В процессе спаривания, если множество вспомогательных катушек принимают сигналы спаривания, комбинированные данные формируются посредством комбинирования фрагментов идентификационных данных, содержащихся в сигналах спаривания, принимаемых посредством вспомогательных катушек. Например, если две вспомогательные катушки SC3, SC4 принимают сигналы спаривания, фрагменты идентификационных данных, содержащихся в сигналах спаривания, подвергаются операции ИЛИ, и результат осуществления операции ИЛИ получается в качестве комбинированных данных. Затем определяется то, совпадают или нет эти комбинированные данные и идентификационные данные сигнала спаривания, передаваемого из катушки 11 для передачи энергии, между собой.

[0075] Это описывается со ссылкой на графики сигналов, показанные на фиг. 28. Часть (a) по фиг. 28 является графиком сигнала, показывающим изменение напряжения для возбуждения катушки 11 для передачи энергии. Часть (b) по фиг. 28 является графиком сигнала, показывающим изменение напряжения, полученного посредством комбинирования напряжений, принимаемых посредством двух вспомогательных катушек SC3, SC4. Часть (c) по фиг. 28 является графиком сигнала, показывающим изменение напряжения, принимаемого посредством вспомогательной катушки SC1.

[0076] Например, допустим, что сигнал спаривания передается из катушки 11 для передачи энергии в течение периода времени от времени t0 до времени t1, как показано в части (a) по фиг. 28, и комбинированные данные получаются из двух вспомогательных катушек SC3, SC4, как показано в части (b) по фиг. 28. В этом случае, определяется то, совпадают или нет сигнал спаривания и комбинированные данные между собой. Затем если идентификационные данные, содержащиеся в сигнале спаривания, передаваемом из катушки 11 для передачи энергии, и комбинированные данные из двух вспомогательных катушек SC3, SC4 совпадают между собой, спаривание завершается.

[0077] После этого, наземный контроллер 13 начинает управление определением позиции с возможностью заряда (этап a23 на фиг. 23). После распознавания того, что спаривание выполнено (этап b20), контроллер 24 транспортного средства включает реле X2, X3, показанные на фиг. 20, и выключает реле X1, показанное на фиг. 20, чтобы предварительно заряжать конденсатор C3 (этап b20a). Затем контроллер 24 транспортного средства начинает управление определением позиции с возможностью заряда (этап b21).

[0078] Наземный контроллер 13 управляет током, протекающим в катушку 11 для передачи энергии, таким образом, что катушка 11 для передачи энергии может задаваться во второй режим возбуждения (этап a24). Затем наземный контроллер 13 переключается на заряд аккумулятора 23 (этап a25). Контроллер 24 транспортного средства определяет уровень напряжения, принимаемого посредством вспомогательной катушки SC1, предоставленной около катушки 21 для приема энергии (этап b22). Этот процесс определения принимаемого напряжения является идентичным процессу, показанному на фиг. 14.

[0079] В частности, как показано в частях (a)-(c) по фиг. 28, когда спаривание завершается во время t1, и катушка 11 для передачи энергии затем переключается с первого возбуждения на второе возбуждение во время t2, сначала повышается комбинированное напряжение, показанное в части (b) по фиг. 28. Затем по мере того, как транспортное средство 20 перемещается, напряжение, принимаемое посредством вспомогательной катушки SC1, повышается, как показано в части (c) по фиг. 28. После этого, если напряжение, принимаемое посредством вспомогательной катушки SC1, достигает предварительно установленного второго порогового напряжения Vth2, определяется то, транспортное средство 20 достигает позиции с возможностью заряда.

[0080] Здесь, поскольку конденсатор C3 предварительно заряжен посредством процесса на этапе b20a на фиг. 23, можно не допускать подачи напряжения, принимаемого посредством вспомогательной катушки SC1, в конденсатор C3 в процессе определения принимаемого напряжения на этапе b22. Следовательно, напряжение, генерируемое на вспомогательной катушке SC1, повышается немедленно, и может быстро определяться позиция с возможностью заряда.

[0081] После этого, заряд аккумулятора 23 начинается (этап b23), если транспортное средство 20 остановлено в предварительно определенной позиции в месте 32 для парковки, т.е. если транспортное средство 20 достигает такой позиции, что катушка 11 для передачи энергии и катушка 21 для приема энергии обращены друг к другу, как показано на фиг. 27.

[0082] Как описано выше, в системе беспроводной подачи энергии согласно третьему варианту осуществления, множество вспомогательных катушек SC1-SC4 монтируется в днище транспортного средства 20. Дополнительно, по мере того, как транспортное средство 20 приближается к месту 32 для парковки, катушка 11 для передачи энергии задается в первый режим возбуждения и передает сигнал спаривания. Кроме того, когда, по меньшей мере, одна из вспомогательных катушек SC1-SC4 принимает этот сигнал спаривания, определяется то, совпадают или нет идентификационные данные, содержащиеся в этом сигнале спаривания, и идентификационные данные, содержащиеся в сигнале спаривания, передаваемом из катушки 11 для передачи энергии, между собой. Если они совпадают между собой, устройство 102 приема энергии и устройство 101 передачи энергии спариваются между собой.

[0083] Таким образом, транспортное средство 20 и место 32 для парковки могут спариваться между собой до того, как транспортное средство 20 останавливается в предварительно определенной позиции в месте 32 для парковки. Следовательно, можно быстро переключаться на операцию регулирования позиции заряда и операцию заряда аккумулятора 23 после спаривания.

[0084] Кроме того, конденсатор C3 предварительно заряжается. Таким образом, если катушка 11 для передачи энергии задается во второй режим возбуждения, уровень напряжения, принимаемого посредством вспомогательной катушки SC1, повышается без влияния посредством конденсатора C3. Следовательно, может быстро определяться то, остановлено или нет транспортное средство 20 в позиции с возможностью заряда.

[0085] Кроме того, предварительный заряд выполняется после завершения спаривания. Следовательно, необязательный предварительный заряд предотвращается, если спаривание завершается, но водитель перемещает транспортное средство 20 из места 32 для парковки по какой-либо причине.

[0086] Хотя система беспроводной подачи энергии и устройство беспроводного приема энергии настоящего изобретения описаны на основе проиллюстрированного варианта осуществления, настоящее изобретение не ограничено ими. Конфигурация каждой части может быть заменена любой конфигурацией, имеющей аналогичную функцию.

[0087] Например, в вышеописанном варианте осуществления, приведено описание примера, в котором аккумулятор 23 представляет собой электрическую нагрузку. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим примером. Например, электромотор может представлять собой электрическую нагрузку.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

[0088] 11, 11a – катушка для передачи энергии

12 – силовой модуль

13 – наземный контроллер

14 – модуль связи

15 – источник энергии постоянного тока

20 – транспортное средство

21 – катушка для приема энергии

22 – выпрямляюще-сглаживающая схема

23 – аккумулятор

24 – контроллер транспортного средства

25 – модуль связи

31 – схема инвертора

32, 32a – место для парковки

33, 33a – датчик обнаружения транспортных средств

51, 51a – наземный модуль

61 – ферритовый сердечник

101, 101a – устройство передачи энергии

102 – устройство приема энергии.

1. Система беспроводной подачи энергии, содержащая:

- по меньшей мере, одно устройство (101, 101a) передачи энергии, предоставленное на земле и выполненное с возможностью передавать энергию; и

- устройство (102) приема энергии, предоставленное в транспортном средстве (20) и выполненное с возможностью принимать энергию, передаваемую из устройства (101, 101a) передачи энергии, и подавать энергию в электрическую нагрузку, при этом устройство (101, 101a) передачи энергии включает в себя:

- катушку (11, 11a) для передачи энергии, предоставленную в месте (32, 32a) для парковки и выполненную с возможностью передавать энергию,

- модуль (13) управления подачей энергии, выполненный с возможностью управлять энергией, которая должна подаваться в катушку (11, 11a) для передачи энергии, и

- модуль (14) связи на стороне передачи энергии, выполненный с возможностью обмениваться данными с устройством (102) приема энергии,

устройство (102) приема энергии включает в себя:

- катушку (21) для приема энергии, выполненную с возможностью принимать энергию, передаваемую из катушки (11, 11a) для передачи энергии, и подавать принимаемую энергию в электрическую нагрузку через конденсатор (C3),

- модуль (24) управления приемом энергии, выполненный с возможностью управлять приемом энергии в катушке (21) для приема энергии, и

- модуль (25) связи на стороне приема энергии, выполненный с возможностью обмениваться данными с устройством передачи энергии,

когда транспортное средство (20) приближается к месту (32, 32a) для парковки, модуль (13) управления подачей энергии устанавливает катушку (11, 11a) для передачи энергии в первый режим возбуждения, при котором катушка (11, 11a) для передачи энергии возбуждается в шаблоне возбуждения, содержащем идентификационные данные,

причем модуль (24) управления приемом энергии:

- предварительно заряжает конденсатор (C3) после того, как транспортное средство (20) приближается к месту (32, 32a) для парковки,

- получает идентификационные данные, когда катушка (11, 11a) для передачи энергии находится в первом режиме возбуждения, и

- передает полученные идентификационные данные в устройство (101, 101a) передачи энергии, и

модуль (13) управления подачей энергии спаривает устройство (101, 101a) передачи энергии и устройство (102) приема энергии друг с другом, если идентификационные данные, содержащиеся в шаблоне возбуждения, и идентификационные данные, полученные посредством модуля (24) управления приемом энергии, совпадают друг с другом.

2. Система беспроводной подачи энергии по п. 1, в которой, когда катушка (11, 11a) для передачи энергии находится в первом режиме возбуждения, модуль (24) управления приемом энергии получает идентификационные данные из энергии, принимаемой посредством катушки (21) для приема энергии.

3. Система беспроводной подачи энергии по п. 1, в которой:

- устройство (102) приема энергии дополнительно включает в себя центральную вспомогательную катушку, предоставленную около катушки (21) для приема энергии и выполненную с возможностью принимать энергию, передаваемую из катушки (11, 11a) для передачи энергии, и

- когда катушка (11, 11a) для передачи энергии находится в первом режиме возбуждения, модуль (24) управления приемом энергии получает идентификационные данные из энергии, принимаемой посредством центральной вспомогательной катушки.

4. Система беспроводной подачи энергии по п. 3, в которой:

- устройство (102) приема энергии дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одну периферийную вспомогательную катушку, предоставленную вокруг катушки (21) для приема энергии и выполненную с возможностью принимать энергию, передаваемую из катушки (11, 11a) для передачи энергии, без влияния посредством тока, протекающего в катушке (21) для приема энергии,

- когда катушка (11, 11a) для передачи энергии находится в первом режиме возбуждения, модуль (24) управления приемом энергии получает идентификационные данные из энергии, принимаемой посредством периферийной вспомогательной катушки, и передает полученные идентификационные данные в устройство (101, 101a) передачи энергии,

- если идентификационные данные, содержащиеся в шаблоне возбуждения, и идентификационные данные, полученные посредством периферийной вспомогательной катушки, совпадают друг с другом, модуль (13) управления подачей энергии спаривает устройство (101, 101a) передачи энергии и устройство (102) приема энергии друг с другом и затем устанавливает катушку (11, 11a) для передачи энергии во второй режим возбуждения для определения того, присутствует или нет транспортное средство (20) в позиции с возможностью заряда в месте (32, 32a) для парковки, и

- модуль (24) управления приемом энергии определяет то, присутствует или нет транспортное средство (20) в позиции с возможностью заряда в месте (32, 32a) для парковки, из энергии, принимаемой посредством центральной вспомогательной катушки.

5. Устройство (102) беспроводного приема энергии, предоставленное в транспортном средстве (20) и выполненное с возможностью принимать беспроводным образом энергию, передаваемую из устройства (101, 101a) передачи энергии, предоставленного на земле, причем устройство (102) беспроводного приема энергии содержит:

- катушку (21) для приема энергии, выполненную с возможностью принимать энергию, передаваемую из устройства (101, 101a) передачи энергии, и подавать принимаемую энергию в электрическую нагрузку через конденсатор (C3),

- модуль (24) управления приемом энергии, выполненный с возможностью управлять приемом энергии в катушке (21) для приема энергии, и

- модуль (25) связи на стороне приема энергии, выполненный с возможностью обмениваться данными с устройством (101, 101a) передачи энергии, при этом:

модуль (24) управления приемом энергии:

- предварительно заряжает конденсатор (C3), после того, как транспортное средство (20) приближается к месту (32, 32a) для парковки,

- получает идентификационные данные, когда катушка (11, 11a) для передачи энергии, предоставленная для устройства (101, 101a) передачи энергии, устанавливается в первый режим возбуждения, при котором катушка (11, 11а) для передачи энергии возбуждается в шаблоне возбуждения, содержащем идентификационные данные, и

- передает полученные идентификационные данные в устройство (101, 101a) передачи энергии.

6. Устройство (102) беспроводного приема энергии по п. 5, в котором, когда катушка (11, 11a) для передачи энергии находится в первом режиме возбуждения, модуль (24) управления приемом энергии получает идентификационные данные из энергии, принимаемой посредством катушки (21) для приема энергии.

7. Устройство (102) беспроводного приема энергии по п. 5, дополнительно содержащее центральную вспомогательную катушку, предоставленную около катушки (21) для приема энергии и выполненную с возможностью принимать энергию, передаваемую из катушки (11, 11a) для передачи энергии, при этом:

- когда катушка (11, 11a) для передачи энергии находится в первом режиме возбуждения, модуль (24) управления приемом энергии получает идентификационные данные из энергии, принимаемой посредством центральной вспомогательной катушки.

8. Устройство (102) беспроводного приема энергии по п. 7, дополнительно содержащее, по меньшей мере, одну периферийную вспомогательную катушку, предоставленную вокруг катушки (21) для приема энергии и выполненную с возможностью принимать энергию, передаваемую из катушки (11, 11a) для передачи энергии, без влияния посредством тока, протекающего в катушке (21) для приема энергии, при этом:

- когда катушка (11, 11a) для передачи энергии находится в первом режиме возбуждения, модуль (24) управления приемом энергии получает идентификационные данные из энергии, принимаемой посредством периферийной вспомогательной катушки, и передает полученные идентификационные данные в устройство (101, 101a) передачи энергии, и

- когда катушка (11, 11a) для передачи энергии находится во втором режиме возбуждения для определения того, присутствует или нет транспортное средство (20) в позиции с возможностью заряда в месте (32, 32a) для парковки, модуль (24) управления приемом энергии определяет то, присутствует или нет транспортное средство (20) в позиции с возможностью заряда в месте (32, 32a) для парковки, из напряжения, принимаемого посредством центральной вспомогательной катушки.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение обнаружения постороннего вещества в системе передачи энергии.

Использование – в области электротехники. Технический результат – повышение точности указания целевой позиции парковки для беспроводной зарядки транспортного средства.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам энергообеспечения имплантируемых медицинских приборов. Устройство включает передающий модуль с катушкой индуктивности, генерирующей переменное магнитное поле, принимающий модуль с катушкой индуктивности и модуль для определения взаимного положения приемной и передающей катушек индуктивности, который содержит массив емкостных микромеханических ультразвуковых датчиков и находится вне организма человека.

Изобретение относится к области использования поля ближней зоны действия антенны, а именно к совмещению технологий беспроводной связи и беспроводной зарядки. Технический результат заключается в обеспечении возможности использования одного и того же частотного диапазона как для беспроводной связи, так и для беспроводной зарядки чередованием двух функций за счет разделения времени.

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение регулирования передачи мощности в зависимости от взаимного расположения передающей и приемной катушек.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение точности позиционирования мобильного устройства на базовой станции.

Группа изобретений относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Система (1) обеспечения электроэнергией содержит инвертер (3), электродвигатель (4), приемное устройство (5) и систему (8) пассивных электрических цепей.

Использование: в области электротехники. Технический результат – уменьшение массогабаритных размеров и температуры блока приемной катушки.

Использование: в области электротехники. Технический результат – сокращение времени сопряжения передающей и приемной катушек.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к беспроводной передачи электрической энергии. Задачей настоящего изобретения является устройства для беспроводной передача электрической энергии в атмосфере.

Использование – в области электротехники. Технический результат – повышение эффективности индуктивной передачи мощности.

Использование: в области электротехники. Технический результат – уменьшение массогабаритных размеров и температуры блока приемной катушки.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является упрощение и повышение защиты устройства.

Изобретение относится к электротехнике, к трансформаторам для бесконтактной передачи электроэнергии на вращающиеся устройства и может быть использовано в измерительной технике для совершенствования устройств измерения угловых перемещений.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах беспроводной передачи мощности. Техническим результатом является повышение эффективности передачи мощности в условиях переменной нагрузки, и/или изменяющегося входного напряжения, и/или изменяющейся связи между Tx- и Rx-частями.

Изобретение относится к области электротехники. Способ и устройство для бесконтактной передачи электрической энергии между стеной и створкой, шарнирно закрепленной на этой стене с возможностью поворота вокруг шарнирной оси, в котором предусмотрена закрепленная на стене первичная силовая катушка (117) и закрепленная на створке вторичная силовая катушка (121), при этом предусмотрен первичный силовой электронный блок, в котором предусмотрена возможность хранения передаточной характеристики в виде функции мощности, получаемой на вторичной силовой катушке (121) в зависимости от первичной мощности, подаваемой в первичную силовую катушку.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в стрелковых устройствах для передачи информации неконтактным способом. Технический результат состоит в упрощении конструкции.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении эффективности.

Изобретение относится к электротехнике и к освещению. Технический результат состоит в упрощении конструкции.

Изобретение относится к электронному устройству с чашечной присоской и направлено на снижение габаритных размеров устройства. Электронное устройство содержит электронный элемент и чашечную присоску для съемного прикрепления электронного устройства к стенке.

Изобретение относится к электротехнике, к системе обеспечения транспортных средств энергией посредством магнитной индукции. Технический результат состоит в использовании намагничиваемого материала для экранирования части окружающей среды. Система содержит электрическую проводниковую структуру (26) первичной стороны, адаптированную для создания электромагнитного поля, в то время как через электрическую проводниковую структуру (26) течет переменный электрический ток, и формирующий поле слой (1a-1d; 1e-1f), содержащий намагничиваемый материал, адаптированный для формирования магнитных силовых линий электромагнитного поля. Формирующий поле слой (1a-1d; 1e-1f) содержит несколько элементов (1), изготовленных из намагничиваемого материала. Соседние элементы (1a, 1b; 1a, 1с) расположены на расстоянии (зазоры 2) друг от друга. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение быстродействия. Согласно изобретению, когда транспортное средство приближается к месту для парковки, наземный контроллер устанавливает катушку для передачи энергии в первый режим возбуждения, при котором катушка для передачи энергии возбуждается в шаблоне возбуждения, содержащем идентификационные данные. Контроллер транспортного средства предварительно заряжает конденсатор, соединенный с катушкой для приема энергии, после того, как транспортное средство приближается к месту для парковки. Дополнительно, контроллер транспортного средства получает идентификационные данные, когда катушка для передачи энергии находится в первом режиме возбуждения и передает полученные идентификационные данные в наземный модуль. Наземный контроллер спаривает устройство передачи энергии и устройство приема энергии друг с другом, если идентификационные данные, содержащиеся в шаблоне возбуждения, и идентификационные данные, полученные посредством контроллера транспортного средства, совпадают между собой. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 31 ил.

Наверх