Способ обнаружения позиции катушки для системы бесконтактной подачи мощности и система бесконтактной подачи мощности
Использование: в области электротехники. Технический результат – устранение отрицательного эффекта магнитных потоков, сформированных устройством подачи мощности, на окрестности. Изобретение предоставляет систему бесконтактной подачи мощности, которая подает мощность из катушки (12) для подачи мощности на стороне земли в катушку (22) для приема мощности на стороне транспортного средства, и предоставляет способ обнаружения позиции катушки для обнаружения позиции катушки для приема мощности. Напряжение возбуждения и частота возбуждения для катушки (12) для подачи мощности изменяются в зависимости от позиции катушки (22) для приема мощности относительно катушки (12) для подачи мощности. Затем позиция катушки (22) для приема мощности обнаруживается на основе принимаемого напряжения с помощью катушки (22) для приема мощности, когда катушка (12) для подачи мощности возбуждается. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 15 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к способу обнаружения позиции катушки для системы бесконтактной подачи мощности, которая подает мощность в транспортное средство бесконтактным способом, и к системе бесконтактной подачи мощности.
Уровень техники
[0002] Технология, раскрытая в патентном документе 1, к настоящему времени известна как система для того, чтобы помогать в нахождении позиции для парковки в случае бесконтактной подачи мощности. Когда транспортное средство едет задним ходом для парковки, система помощи при парковке, раскрытая в патентном документе 1, направляет транспортное средство при одновременном отображении изображения, снятого с помощью камеры заднего вида. После этого, когда модуль подачи мощности попадает под транспортное средство и исчезает из поля зрения из видоискателя, модуль подачи мощности возбуждается с меньшей мощностью, чем мощность, прикладываемая в ходе обычного заряда, с тем чтобы определять позицию транспортного средства посредством вычисления расстояния между модулем подачи мощности и модулем приема мощности на основе абсолютной величины мощности, обнаруженной с помощью модуля приема мощности.
Список библиографических ссылок
Патентные документы
[0003] Патентный документ 1. Публикация заявки на патент (Япония) номер 2011-15549
Сущность изобретения
[0004] Тем не менее, традиционный пример, раскрытый в патентном документе 1, спроектирован с возможностью направлять транспортное средство посредством использования изображения, снятого с помощью камеры, когда транспортное средство находится на удалении от модуля подачи мощности и в силу этого неспособно определять то, сцепляются или нет магнитные потоки, выводимые из модуля подачи мощности, с модулем приема мощности, установленным в транспортное средство. Как следствие, магнитные потоки, выводимые из модуля подачи мощности, могут оказывать негативное влияние на окрестности транспортного средства.
[0005] Настоящее изобретение осуществлено для того, чтобы разрешать вышеуказанную проблему предшествующего уровня техники. Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять систему бесконтактной подачи мощности и способ обнаружения позиции катушки для системы бесконтактной подачи мощности, которые допускают недопущение отрицательного эффекта магнитных потоков, выводимых из устройства подачи мощности, на окрестности транспортного средства.
[0006] В способе обнаружения позиции катушки согласно аспекту настоящего изобретения, напряжение возбуждения и частота возбуждения для катушки для подачи мощности изменяются в зависимости от позиции катушки для приема мощности относительно катушки для подачи мощности, и позиция катушки для приема мощности обнаруживается на основе принимаемого напряжения с помощью катушки для приема мощности, когда катушка для подачи мощности возбуждается.
[0007] Система бесконтактной подачи мощности согласно аспекту настоящего изобретения включает в себя схему изменения напряжения/частоты возбуждения, которая изменяет напряжение возбуждения и частоту возбуждения для катушки для подачи мощности в зависимости от позиционной взаимосвязи между катушкой для подачи мощности и катушкой для приема мощности. Помимо этого, система включает в себя схему обнаружения позиции, которая обнаруживает позицию катушки для приема мощности на основе принимаемого напряжения с помощью катушки для приема мощности, когда катушка для подачи мощности возбуждается.
Преимущества изобретения
[0008] Согласно настоящему изобретению, напряжение возбуждения для катушки для подачи мощности изменяется, и позиция катушки для приема мощности обнаруживается на основе принимаемого напряжения с помощью катушки для приема мощности. Таким образом, можно не допускать отрицательного эффекта магнитных потоков, сформированных посредством возбуждения, на окрестности.
Краткое описание чертежей
[0009] Фиг. 1 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы бесконтактной подачи мощности согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 является характеристической схемой, показывающей взаимосвязи между частотой и принимаемым напряжением при различных коэффициентах связи согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, которая иллюстрирует случай задания частоты очень слабого возбуждения равной f1.
Фиг. 3 является характеристической схемой, показывающей взаимосвязи между частотой и принимаемым напряжением при различных коэффициентах связи согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, которая иллюстрирует случай задания частоты слабого возбуждения в диапазоне M1 (на частоте f2).
Фиг. 4 является характеристической схемой, показывающей взаимосвязи между частотой и принимаемым напряжением при различных коэффициентах связи согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, которая иллюстрирует случай задания частоты слабого возбуждения в диапазоне M2 (на частоте f3).
Фиг. 5 является характеристической схемой, показывающей взаимосвязь между коэффициентом связи и принимаемым напряжением согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 6 является характеристической схемой, показывающей взаимосвязи между коэффициентом связи и принимаемым напряжением в различных частотных диапазонах согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 7 является характеристической схемой, показывающей взаимосвязи между частотой и принимаемым напряжением при различных коэффициентах связи согласно модифицированному примеру первого варианта осуществления.
Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей приведенные процедуры обработки с помощью системы бесконтактной подачи мощности согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 9 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуры обработки с помощью устройства приема мощности в системе бесконтактной подачи мощности согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 10 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуры обработки с помощью устройства подачи мощности в системе бесконтактной подачи мощности согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 11 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей приведенные процедуры обработки с помощью системы бесконтактной подачи мощности согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 12 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуры обработки с помощью устройства приема мощности в системе бесконтактной подачи мощности согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 13 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуры обработки с помощью устройства подачи мощности в системе бесконтактной подачи мощности согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 14 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей приведенные процедуры обработки с помощью системы бесконтактной подачи мощности согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 15 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей приведенные процедуры обработки с помощью системы бесконтактной подачи мощности согласно модифицированному примеру третьего варианта осуществления.
Подробное описание вариантов осуществления
[0010] Описание первого варианта осуществления
Ниже описывается вариант осуществления, применяющий настоящее изобретение, со ссылкой на чертежи.
Конфигурация системы бесконтактной подачи мощности
Фиг. 1 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы бесконтактной подачи мощности, которая приспосабливает способ обнаружения позиции катушки этого варианта осуществления. Как показано на фиг. 1, эта система 1 бесконтактной подачи мощности включает в себя устройство 100 подачи мощности, которое представляет собой модуль на стороне земли, и устройство 200 приема мощности, которое представляет собой модуль на стороне транспортного средства. Эта система 1 бесконтактной подачи мощности выполнена с возможностью заряжать бортовой аккумулятор посредством подачи мощности бесконтактным способом из устройства 100 подачи мощности, которое устанавливается в зарядной станции и т.п., в устройство 200 приема мощности, установленное в транспортное средство 10, такое как электромобиль и гибридный автомобиль.
[0011] Устройство 100 подачи мощности включает в себя катушку 12 для подачи мощности, которая устанавливается в пространстве 2 для парковки около зарядной станции. С другой стороны, устройство 200 приема мощности включает в себя катушку 22 для приема мощности, расположенную на нижней поверхности транспортного средства 10. Эта катушка 22 для приема мощности развертывается таким образом, что она обращена к катушке 12 для подачи мощности, когда транспортное средство 10 остановлено в предварительно определенной позиции (позиции возможности заряда, которая описываться ниже) в пространстве 2 для парковки.
[0012] Катушка 12 для подачи мощности формируется из первичной катушки, сделанной из монтажного провода, и выполнена с возможностью подавать мощность в катушку 22 для приема мощности. Между тем, катушка 22 для приема мощности формируется из вторичной катушки, сделанной из монтажного провода аналогично, и выполнена с возможностью принимать мощность из катушки 12 для подачи мощности. Действие электромагнитной индукции между этими катушками позволяет подавать мощность из катушки 12 для подачи мощности в катушку 22 для приема мощности бесконтактным способом.
[0013] Устройство 100 подачи мощности на стороне земли включает в себя модуль 11 управления мощностью, катушку 12 для подачи мощности, модуль 13 беспроводной связи и модуль 14 управления.
[0014] Модуль 11 управления мощностью представляет собой схему для преобразования мощности переменного тока, подаваемой из источника 110 мощности переменного тока, в высокочастотную мощность переменного тока и подачи преобразованной мощности в катушку 12 для подачи мощности. Кроме того, модуль 11 управления мощностью включает в себя модуль 111 выпрямления, PFC-схему 112, источник 114 мощности постоянного тока и инвертор 113.
[0015] Модуль 111 выпрямления представляет собой схему, которая электрически соединяется с источником 110 мощности переменного тока и выполнена с возможностью выпрямлять мощность переменного тока, выводимую из источника 110 мощности переменного тока. PFC-схема 112 представляет собой схему (коррекции коэффициента мощности) для коррекции коэффициента мощности посредством придания определенной формы сигналу, выводимому из модуля 111 выпрямления, который соединяется между модулем 111 выпрямления и инвертором 113.
[0016] Инвертор 113 включает в себя схему PWM-управления, сформированную из переключающих элементов, таких как IGBT. Инвертор 113 преобразует мощность постоянного тока в мощность переменного тока на основе сигналов управления переключением и подает мощность переменного тока в катушку 12 для подачи мощности. Источник 114 мощности постоянного тока выводит постоянное напряжение, которое должно использоваться при переводе катушки 12 для подачи мощности на очень слабое возбуждение (подробно описывается ниже).
[0017] Модуль 13 беспроводной связи выполняет двунаправленную связь с модулем 23 беспроводной связи, предоставленным на стороне транспортного средства 10.
[0018] Модуль 14 управления выполнен с возможностью управлять всем устройством 100 подачи мощности. Модуль 14 управления включает в себя модуль 141 управления инвертора, модуль 142 PFC-управления и модуль 143 управления последовательностями. Модуль 14 управления выполняет обработку определения позиций для парковки, когда транспортное средство 10 паркуется в пространстве 2 для парковки. В этом случае, модуль 142 PFC-управления формирует команду управления мощностью возбуждения в катушку 12 для подачи мощности в то время, когда модуль 141 управления инвертора управляет инвертором 113, посредством формирования команды управления частотой и рабочей нагрузки, применимой к мощности возбуждения. Таким образом, модуль 14 управления подает мощность для определения позиции парковки из катушки 12 для подачи мощности в катушку 22 для приема мощности. Как описано ниже, когда обработка определения позиций для парковки выполняется, мощность для обработки определения позиций для парковки подается посредством перевода катушки 12 для подачи мощности на очень слабое возбуждение или слабое возбуждение. Между тем, модуль 143 управления последовательностями обменивается информацией последовательности с устройством 200 приема мощности через модуль 13 беспроводной связи. Соответственно, модуль 14 управления имеет функции в качестве схемы изменения напряжения/частоты возбуждения, которая изменяет напряжение возбуждения и частоту возбуждения для катушки 12 для подачи мощности в зависимости от позиции катушки 22 для приема мощности относительно катушки 12 для подачи мощности.
[0019] С другой стороны, устройство 200 приема мощности на стороне транспортного средства 10 включает в себя катушку 22 для приема мощности, модуль 23 беспроводной связи, модуль 24 управления зарядом, модуль 25 выпрямления, релейный модуль 26, аккумулятор 27, инвертор 28, электромотор 29 и модуль 30 выдачи уведомлений.
[0020] Катушка 22 для приема мощности располагается в такой позиции, что она находится непосредственно над и расположена "лицом к лицу" относительно катушки 12 для подачи мощности, при одновременном задании расстояния до катушки 12 для подачи мощности равным предписанному значению, когда транспортное средство 10 паркуется в предварительно определенной позиции остановки в пространстве 2 для парковки.
[0021] Модуль 23 беспроводной связи выполняет двунаправленную связь с модулем 13 беспроводной связи, предоставленным на стороне устройства 100 подачи мощности.
[0022] Модуль 24 управления зарядом представляет собой контроллер, выполненный с возможностью управлять зарядом аккумулятора 27. Модуль 24 управления зарядом включает в себя модуль 241 определения напряжения. В частности, модуль 24 управления зарядом выполняет обработку определения позиций для парковки, когда транспортное средство 10 паркуется в пространстве 2 для парковки. В этом случае, модуль 241 определения напряжения отслеживает мощность, принимаемую с помощью катушки 22 для приема мощности. Затем позиция катушки 22 для приема мощности обнаруживается на основе принимаемого напряжения с помощью катушки 22 для приема мощности, когда катушка 12 для подачи мощности возбуждается. Другими словами, модуль 24 управления зарядом имеет функцию в качестве схемы обнаружения позиции. Ниже поясняются подробности обработки определения позиций для парковки. Между тем, модуль 24 управления зарядом управляет модулем 23 беспроводной связи, модулем 30 выдачи уведомлений, релейным модулем 26 и т.п. Модуль 24 управления зарядом передает сигнал, инструктирующий начинать заряд, в модуль 14 управления устройства 100 подачи мощности через модуль 23 беспроводной связи.
[0023] Модуль 25 выпрямления формируется из схемы выпрямления, которая соединяется с катушкой 22 для приема мощности, и выполнен с возможностью выпрямлять мощность переменного тока, принимаемую с помощью катушки 22 для приема мощности, в мощность постоянного тока.
[0024] Релейный модуль 26 включает в себя релейный переключатель, который включается и выключается посредством управления модулем 24 управления зарядом. Помимо этого, релейный модуль 26 отсоединяет главную схемную систему, включающую в себя аккумулятор 27, от катушки 22 для приема мощности и модуля 25 выпрямления, совместно составляющих схемный зарядный модуль, посредством выключения релейного переключателя.
[0025] Аккумулятор 27 формируется посредством соединения нескольких вторичных аккумуляторов и служит в качестве источника мощности для транспортного средства 10.
[0026] Инвертор 28 включает в себя схему PWM-управления, сформированную из переключающих элементов, таких как IGBT. Инвертор 28 преобразует мощность постоянного тока, выводимую из аккумулятора 27, в мощность переменного тока на основе сигналов управления переключением и подает мощность переменного тока в электромотор 29.
[0027] Электромотор 29 формируется из электромотора трехфазного переменного тока, например, и составляет движущую силу для приведения в движение транспортного средства 10.
[0028] Модуль 30 выдачи уведомлений формируется из лампы аварийной сигнализации, любого из модуля отображения и динамика навигационной системы и т.п. Модуль 30 выдачи уведомлений выводит свет, изображения, голоса и т.п. пользователю на основе управления посредством модуля 24 управления зарядом.
[0029] Согласно вышеописанной конфигурации, система 1 бесконтактной подачи мощности передает и принимает высокочастотную мощность бесконтактным способом посредством действия электромагнитной индукции между катушкой 12 для подачи мощности и катушкой 22 для приема мощности. Другими словами, потокосцепление устанавливается между катушкой 12 для подачи мощности и катушкой 22 для приема мощности посредством подачи мощности в катушку 12 для подачи мощности. Как следствие, мощность подается из катушки 12 для подачи мощности в катушку 22 для приема мощности.
[0030] Описание очень слабого возбуждения и слабого возбуждения катушки 12 для подачи мощности
Когда транспортное средство 10 паркуется в пространстве 2 для парковки для выполнения бесконтактной подачи мощности, система 1 бесконтактной подачи мощности этого варианта осуществления выполняет обработку определения позиций для парковки, чтобы определять то, паркуется или нет транспортное средство 10 в позиции таким образом, что транспортное средство 10 может заряжаться. Позиция для парковки, в которой можно заряжать аккумулятор 27 посредством инструктирования катушке 22 для приема мощности принимать мощность, подаваемую из катушки 12 для подачи мощности, в дальнейшем называется "позицией возможности заряда". В частности, когда транспортное средство 10 паркуется в позиции возможности заряда в пространстве 2 для парковки, катушка 12 для подачи мощности и катушка 22 для приема мощности расположены напротив друг друга. Если точнее, коэффициент связи между катушкой 12 для подачи мощности и катушкой 22 для приема мощности достигает предписанного коэффициента связи (который должен задаваться как "допустимый коэффициент связи"). Здесь, "коэффициент связи" указывает долю магнитных потоков, которые должны сцепляться с катушкой 22 для приема мощности, из всех магнитных потоков, которые должны выводиться посредством возбуждения катушки 12 для подачи мощности. Соответственно, коэффициент связи достигает максимума, когда обе из катушек 12 и 22 расположены "лицом к лицу". Между тем, "допустимый коэффициент связи" означает минимальный требуемый коэффициент связи для выполнения бесконтактной подачи мощности.
[0031] Когда транспортное средство 10, приближающееся к позиции возможности заряда, обнаруживается при обработке определения позиций для парковки, катушка 12 для подачи мощности переводится на очень слабое возбуждение посредством подачи очень слабой мощности в катушку 12 для подачи мощности в качестве мощности для определения. Кроме того, когда транспортное средство 10 приближается к позиции возможности заряда, и напряжение, принимаемое с помощью катушки 22 для приема мощности, превышает предварительно установленное первое пороговое напряжение Vth1, катушка 12 для подачи мощности переводится на слабое возбуждение посредством приложения подачи слабой мощности, которая превышает вышеуказанную очень слабую мощность, в катушку 12 для подачи мощности. Например, катушка 12 для подачи мощности переключается с очень слабого возбуждения на слабое возбуждение, когда катушка 22 для приема мощности частично перекрывается с катушкой 12 для подачи мощности по мере того, как транспортное средство 10 приближается к позиции возможности заряда в пространстве 2 для парковки, и напряжение, сформированное таким способом в катушке 22 для приема мощности, достигает первого порогового напряжения Vth1.
[0032] Кроме того, транспортное средство 10 определяется как достигающее позиции возможности заряда, когда принимаемая мощность с помощью катушки 22 для приема мощности превышает предварительно установленное второе пороговое напряжение Vth2 после перевода катушки 12 для подачи мощности на слабое возбуждение. Другими словами, коэффициент связи между катушкой 12 для подачи мощности и катушкой 22 для приема мощности определяется как достигающий допустимого коэффициента связи. Ниже описывается причина, по которой катушка 12 для подачи мощности должна переключаться с очень слабого возбуждения на слабое возбуждение.
[0033] Когда транспортное средство 10 приближается к позиции возможности заряда, человек может приближаться вплотную к катушке 12 для подачи мощности, установленной в соответствующей позиции в пространстве 2 для парковки, или металлический посторонний объект может быть размещен около катушки 12 для подачи мощности. Следовательно, возникает риск негативного влияния на человеческое тело или посторонний объект, когда катушка 12 для подачи мощности возбуждается. Соответственно, возбуждение катушки 12 для подачи мощности должно задаваться максимально возможно слабым. По этой причине, когда транспортное средство 10 расположено в позиции на удалении от пространства 2 для парковки, катушка 12 для подачи мощности переводится на очень слабое возбуждение.
[0034] Между тем, когда катушка 12 для подачи мощности переводится на очень слабое возбуждение, принимаемая мощность с помощью катушки 22 для приема мощности, т.е. обнаруженное напряжение становится чрезвычайно низким напряжением. По этой причине, затруднительно измерять напряжение, сформированное на катушке 22 для приема мощности, с высокой точностью с помощью обычно используемого недорогого устройства обнаружения. Как следствие, требуется устройство обнаружения с улучшенными рабочими характеристиками. Другими словами, имеется компромиссная взаимосвязь между уменьшением отрицательного эффекта на человеческое тело или посторонний объект и повышением точности обнаружения напряжения.
[0035] В этом варианте осуществления, катушка для подачи мощности возбуждается на частоте около резонансной точки между катушкой 12 для подачи мощности и катушкой 22 для приема мощности при переводе катушки 12 для подачи мощности на очень слабое возбуждение таким образом, чтобы получать более высокое принимаемое напряжение. Следовательно, обнаружение напряжения обеспечивается без использования устройства обнаружения с улучшенными рабочими характеристиками. Между тем, когда транспортное средство 10 приближается к позиции возможности заряда, позиция транспортного средства 10 обнаруживается с высокой точностью посредством переключения с очень слабого возбуждения на слабое возбуждение.
[0036] Ниже подробно описывается причина задания частоты возбуждения при переводе катушки 12 для подачи мощности на очень слабое возбуждение на частоте около резонансной точки между катушкой 12 для подачи мощности и катушкой 22 для приема мощности.
[0037] Фиг. 2 является характеристической схемой, показывающей взаимосвязи между частотой возбуждения, принимаемым напряжением и коэффициентом связи между катушкой 12 для подачи мощности и катушкой 22 для приема мощности. Группа P1 кривых, проиллюстрированная на фиг. 2, показывает взаимосвязи между частотой и принимаемым напряжением (дБВ) при различных коэффициентах связи, когда катушка 12 для подачи мощности переводится на очень слабое возбуждение (возбуждение с очень слабым напряжением). Следует отметить, что принимаемое напряжение (дБВ) проиллюстрировано в логарифмических значениях. Группа P2 кривых показывает взаимосвязи между частотой и принимаемым напряжением (дБВ) при различных коэффициентах связи, когда катушка 12 для подачи мощности переводится на слабое возбуждение (возбуждение со слабым напряжением, большим очень слабого напряжения).
[0038] В группе P1 кривых, коэффициент связи возрастает в порядке кривых p1, p2 и p3 (p3-1). Кроме того, на каждой из кривых p1-p3, принимаемое напряжение становится высоким около каждой из частот q1 и q2, соответствующих двум резонансным точкам.
[0039] С другой стороны, в группе P2 кривых, коэффициент связи возрастает в порядке кривых p3 (p3-2), p4, p5, p6 и p7. Здесь, кривая p3 (указывается как p3-1), включенная в группу P1 кривых, и кривая p3 (указывается как p3-2), включенная в группу P2 кривых, применяют идентичный коэффициент связи. В силу этого резонансные точки совпадают друг с другом между этими кривыми.
[0040] Между тем, кривая p7, включенная в группу P2 кривых, показывает характеристики, когда коэффициент связи достигает максимума, тогда как кривая p5 в ней показывает характеристики, когда коэффициент связи достигает допустимого коэффициента связи. Как описано выше, допустимый коэффициент связи представляет коэффициент связи в состоянии, в котором позиционная взаимосвязь между катушкой 12 для подачи мощности и катушкой 22 для приема мощности устанавливает состояние, допускающее выполнение бесконтактной подачи мощности. Соответственно, бесконтактная подача мощности становится возможной, когда коэффициент связи между катушкой 12 для подачи мощности и катушкой 22 для приема мощности превышает допустимый коэффициент связи. Далее, коэффициенты связи кривых p1-p7, показанных на фиг. 2, должны задаваться как K1-K7, соответственно.
[0041] Как видно из групп P1 и P2 кривых на фиг. 2, схема, сформированная из катушки 12 для подачи мощности и катушки 22 для приема мощности, имеет две резонансных точки (пиковых частоты). Здесь, более низкая резонансная точка (пиковая частота) представляет синфазную резонансную точку, тогда как более высокая резонансная точка (пиковая частота) представляет противофазную резонансную точку. Кроме того, в группе P2 кривых, интервал между двумя резонансными точками становится более широким по мере того, как коэффициент связи возрастает. Поскольку синфазная резонансная точка и противофазная резонансная точка используют общеизвестную технологию, их подробное описание опускается.
[0042] Между тем, когда катушка 12 для подачи мощности переводится на очень слабое возбуждение в этом варианте осуществления, частота для возбуждения катушки 12 для подачи мощности задается равной частоте около резонансной частоты схемы, сформированной из катушки 12 для подачи мощности и катушки 22 для приема мощности. Например, как показано на фиг. 2, частота задается равной частоте f1 около синфазной резонансной точки q1. Таким образом, катушка 22 для приема мощности может получать высокое принимаемое напряжение даже в случае очень слабого возбуждения. Другими словами, можно обнаруживать принимаемое напряжение без использования высокоточного детектора.
[0043] Катушка 12 для подачи мощности переключается с очень слабого возбуждения на слабое возбуждение, когда транспортное средство 10 приближается к позиции возможности заряда в пространстве 2 для парковки в состоянии, в котором катушка 12 для подачи мощности переводится на очень слабое возбуждение, и принимаемое напряжение с помощью катушки 22 для приема мощности достигает первого порогового напряжения Vth1, показанного на фиг. 2. Например, если принимаемое напряжение превышает первое пороговое значение voltageVth1, когда коэффициент связи составляет K3 (кривая p3-1), катушка 12 для подачи мощности переключается с очень слабого возбуждения на слабое возбуждение в этот момент. Следует отметить, что символ "x" для частоты f1 на фиг. 2 указывает состояние не достижения первого порогового напряжения Vth1, и символ "○" для нее указывает состояние достижения первого порогового напряжения Vth1.
[0044] Здесь, частота для возбуждения катушка 12 для подачи мощности изменяется одновременно с переключением на слабое возбуждение. В этом случае, частота задается равной частоте в любом из частотных диапазонов, показанных в (A) и (B) ниже:
(A) частота в некотором диапазоне ниже резонансной точки, когда коэффициент связи составляет максимальный коэффициент K7 связи, т.е. ниже пика (q2 на фиг. 2) кривой p7 (указывается с помощью M1 на фиг. 3); и
(B) частота между вышеуказанной частотой q2 и частотой q3, при которой кривая p5 при допустимом коэффициенте K5 связи и кривая p7 при максимальном коэффициенте K7 связи пересекают друг друга (указывается с помощью M2 на фиг. 3).
[0045] Случай переключения на частоту в диапазоне (A), упомянутом выше
Ниже описывается случай задания частоты в вышеуказанном диапазоне (A) со ссылкой на характеристическую схему, показанную на фиг. 3. Частота возбуждения переключается одновременно с переключением катушки 12 для подачи мощности с очень слабого возбуждения на слабое возбуждение. В этом случае, напряжение возбуждения катушки 12 для подачи мощности изменяется, за счет чего характеристика при коэффициенте K3 связи переключается с кривой p3-1 на кривую p3-2. Между тем, принимаемое напряжение в случае слабого возбуждения (Vth3, показано на фиг. 3: нижнее предельное пороговое напряжение) задается выше принимаемого напряжения в случае очень слабого возбуждения (Vth1, показано на фиг. 2). В частности, как показано на фиг. 3, когда коэффициент связи увеличивается, и переключение с очень слабого возбуждения на слабое возбуждение осуществляется, принимаемое напряжение переключается с Vth1 на Vth3 (Vth3>Vth1). Фиг. 5 является характеристической схемой, показывающей взаимосвязь между коэффициентом связи и принимаемым напряжением, в которой кривая S1 переключается на кривую S2 как следствие переключения с очень слабого возбуждения на слабое возбуждение.
[0046] Кроме того, частота возбуждения после переключения на слабое возбуждение задается равной частоте в диапазоне M1, показанном на фиг. 3, к примеру, частоте f2. Таким образом, принимаемое напряжение с помощью катушки 22 для приема мощности монотонно увеличивается наряду с увеличением коэффициента связи (в порядке кривых p3-2, p4, p5, p6 и p7), как показано на фиг. 3. Следует отметить, что символ "x" для частоты f2 на фиг. 3 указывает состояние не достижения второго порогового напряжения Vth2, и символ "○" для нее указывает состояние достижения второго порогового напряжения Vth2.
[0047] Соответственно, принимаемое напряжение превышает второе пороговое напряжение Vth2 в случае принимаемого напряжения при допустимом коэффициенте K5 связи (кривая p5), когда транспортное средство 10 принудительно постепенно приближается к позиции возможности заряда при задании частоты возбуждения равной частоте f2. Кроме того, если транспортное средство 10 остановлено в позиции, в которой коэффициент связи приближается в максимально возможной степени к максимальному значению, можно останавливать транспортное средство 10 при максимальном коэффициенте K7 связи или около него.
[0048] Другими словами, если модуль 30 выдачи уведомлений, показанный на фиг. 1, уведомляет в отношении того, что принимаемое напряжение достигает второго порогового напряжения Vth2, например, транспортное средство 10 должно быть остановлено в позиции возможности заряда как следствие остановки транспортного средства 10 в соответствующей позиции после этого.
[0049] Фиг. 6 является характеристической схемой, показывающей взаимосвязи между коэффициентом связи и принимаемым напряжением (дБВ). Кривая S11 показывает взаимосвязь между коэффициентом связи и принимаемым напряжением при задании частоты согласно условию диапазона (A), упомянутого выше. Кроме того, как видно из кривой S11, принимаемое напряжение монотонно увеличивается наряду с увеличением коэффициента связи. Таким образом, можно определять позицию, в которой коэффициент связи становится максимумом, или позицию около нее с помощью простой операции, как упомянуто выше.
[0050] Хотя выше описывается пример задания равной частоте ниже частоты q2 синфазной резонансной точки кривой p7 в случае максимального коэффициента K7 связи, также можно задавать равной частоте выше частоты q2a противофазной резонансной точки, показанной на фиг. 2. Как можно видеть на фиг. 2, принимаемое напряжение также монотонно увеличивается наряду с увеличением коэффициента связи в случае противофазной резонансной точки, показанной на фиг. 2, и в силу этого можно достигать преимущества, идентичного преимуществу, описанному выше. Помимо этого, нижний предел диапазона M1 может задаваться равным любой требуемой частоте ниже частоты q2.
[0051] Случай переключения на частоту в диапазоне (B), упомянутом выше
Далее описывается случай задания частоты в вышеуказанном диапазоне (B) со ссылкой на характеристическую схему, показанную на фиг. 4. В этом примере, когда катушка 12 для подачи мощности переключается с очень слабого возбуждения на слабое возбуждение, частота одновременно задается в диапазоне M2, показанном на фиг. 4. Если точнее, частота, при которой кривая p5 при допустимом коэффициенте K5 связи и кривая p7 при максимальном коэффициенте K7 связи пересекают друг друга, задается как q3, и частота задается в диапазоне M2 от этой частоты q3 до вышеуказанной частоты q2.
[0052] В этом случае, когда коэффициент связи увеличивается, как показано на фиг. 4, принимаемое напряжение повышается наряду с этим увеличением, но принимаемое напряжение начинает падать на некотором уровне. Другими словами, принимаемое напряжение не увеличивается монотонно, а изменяется в порядке ссылок с номерами a1, a2 и a3, указываемых на фиг. 4. Тем не менее, даже когда принимаемое напряжение начинает падать, это напряжение не опускается ниже принимаемого напряжения (второго порогового напряжения Vth2) при допустимом коэффициенте K5 связи. В частности, как показано на кривой S12 на фиг. 6, когда коэффициент связи увеличивается, принимаемое напряжение превышает второе пороговое напряжение Vth2 (принимаемое напряжение при коэффициенте K5 связи; опорное напряжение) и достигает максимального напряжения. После этого, принимаемое напряжение начинает падать, но не опускается ниже второго порогового напряжения Vth2.
[0053] Соответственно, аналогично вышеописанному случаю диапазона M1, если модуль 30 выдачи уведомлений, показанный на фиг. 1, уведомляет в отношении того, что принимаемое напряжение достигает второго порогового напряжения Vth2, транспортное средство 10 должно быть остановлено в позиции возможности заряда как следствие остановки транспортного средства 10 в соответствующей позиции после этого.
[0054] Хотя это описание поясняет случай задействования синфазной резонансной точки, идентичное преимущество также может достигаться в случае задействования противофазной резонансной точки.
[0055] Случай переключения на частоту, отличную от диапазонов (A) и (B), упомянутых выше
Далее приводится описание случая задания частоты во время переключения на слабое возбуждение равной частоте за пределами диапазонов (A) и (B), упомянутых выше. Как показано на фиг. 4, когда частота задается в диапазоне M3 частоты выше частоты q3, принимаемое напряжение изменяется, как показано на кривой S13 на фиг. 6, наряду с увеличением коэффициента связи. В частности, принимаемое напряжение повышается с увеличением коэффициента связи и затем принимаемое напряжение начинает падать, когда принимаемое напряжение превышает допустимый коэффициент K5 связи (когда принимаемое напряжение превышает второе пороговое напряжение Vth2). Между тем, принимаемое напряжение опускается ниже второго порогового напряжения Vth2, представляющего принимаемое напряжение при допустимом коэффициенте K5 связи. Другими словами, принимаемое напряжение варьируется, как показано на кривой S13 на фиг. 6 наряду с изменением коэффициента связи. Соответственно, если некоторое принимаемое напряжение получается, невозможно определять то, это принимаемое напряжение формируется при коэффициенте связи, большем K5, или формируется при коэффициенте связи, меньшем K5. Как следствие, может быть невозможным определять то, расположено или нет транспортное средство 10 в позиции возможности заряда. Другими словами, когда катушка 12 для подачи мощности переводится на слабое возбуждение, можно надежно останавливать транспортное средство 10 в позиции возможности заряда посредством задания частоты либо в диапазоне M1, либо в диапазоне M2, как показано в (A) и (B), упомянутых выше. Следует отметить, что кривая S14, показанная на фиг. 6, иллюстрирует случай частоты q2, и кривая S15 на нем иллюстрирует случай частоты q3.
[0056] Как описано выше, в этом варианте осуществления, очень слабое возбуждение первоначально прикладывается, когда транспортное средство 10 должно приближаться к позиции возможности заряда. В этом случае, частота возбуждения для катушки 12 для подачи мощности задается равной частоте около резонансной точки таким образом, чтобы увеличивать принимаемое напряжение с помощью катушки 22 для приема мощности. После этого, очень слабое возбуждение переключается на слабое возбуждение, когда транспортное средство 10 приближается к позиции возможности заряда, к примеру, в случае если катушка 22 для приема мощности частично перекрывает катушку 12 для подачи мощности. В этом случае, частота возбуждения задается равной частоте в диапазоне M1 или M2, как показано в (A) и упомянутом выше (B). Таким образом, следует понимать, что транспортное средство 10 может надежно направляться в позицию возможности заряда без использования устройства обнаружения, имеющего высокую точность обнаружения.
[0057] Описание обработки определения позиций для парковки
Далее описывается обработка для того, чтобы определять позицию для парковки транспортного средства 10 посредством использования способа обнаружения позиции катушки этого варианта осуществления, со ссылкой на блок-схемы последовательности операций способа, показанные на фиг. 8-10. Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций способа, схематично показывающей всю последовательность операций. Между тем, фиг. 9 показывает процедуры обработки с помощью устройства 200 приема мощности, установленного в транспортное средство 10, и фиг. 10 показывает процедуры обработки с помощью устройства 100 подачи мощности.
[0058] Как показано на фиг. 8, на этапе S1, система 1 бесконтактной подачи мощности этого варианта осуществления начинает связь между устройством 200 приема мощности, предоставленным на стороне транспортного средства 10, и устройством 100 подачи мощности, предоставленным на стороне земли.
[0059] Затем, на этапе S2, катушка 12 для подачи мощности переводится на очень слабое возбуждение. На этапе S3, выполняется определение в отношении того, приближается или нет транспортное средство 10 к позиции возможности заряда.
[0060] После этого, катушка 12 для подачи мощности переключается на слабое возбуждение на этапе S4, и на этапе S5 выполняется определение в отношении того, паркуется или нет транспортное средство 10 в позиции возможности заряда. После этого, если транспортное средство 10 определяется как остановленное в позиции возможности заряда, бесконтактная подача мощности выполняется на этапе S6.
[0061] Далее описываются процедуры обработки с помощью устройства 200 приема мощности, установленного в транспортное средство 10, со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, показанную на фиг. 9. Во-первых, на этапе S11, модуль 24 управления зарядом устройства 200 приема мощности начинает связь с устройством 100 подачи мощности на стороне земли и передает сигнал запроса на очень слабое возбуждение в устройство 100 подачи мощности. Эта связь выполняется между модулем 23 беспроводной связи и модулем 13 беспроводной связи. В этом случае, триггер на то, чтобы начинать связь, может задаваться посредством операции вручную пользователем, запуска системы автоматизированной парковки, поиска посредством устройства 200 приема мощности и т.д. Как следствие, катушка 12 для подачи мощности переводится на очень слабое возбуждение (см. S32 на фиг. 10, который описывается ниже).
[0062] На этапе S12, модуль 24 управления зарядом получает принимаемое напряжение Va с помощью катушки 22 для приема мощности. Кроме того, на этапе S13 выполняется определение в отношении того, достигает или нет принимаемое напряжение Va предварительно установленного первого порогового напряжения Vth1.
[0063] В частности, как показано в группе P1 кривых на фиг. 2, описанных выше, по мере того, как транспортное средство 10 приближается к позиции возможности заряда, и коэффициент связи между катушкой 12 для подачи мощности и катушкой 22 для приема мощности увеличивается в то время, когда катушка 12 для подачи мощности переводится на очень слабое возбуждение на частоте f1, принимаемое напряжение (которое должно задаваться как Va) увеличивается в порядке кривых p1, p2 и p3 1 и достигает первого порогового напряжения Vth1, когда коэффициент связи составляет K3 (кривая p3-1). Например, принимаемое напряжение Va формируется, когда катушка 22 для приема мощности частично перекрывает катушку 12 для подачи мощности, за счет чего принимаемое напряжение Va достигает первого порогового напряжения Vth1.
[0064] Когда принимаемое напряжение Va превышает первое пороговое напряжение Vth1 ("Да" на этапе S13), модуль 24 управления зарядом передает сигнал Q1 приближения, который указывает приближение транспортного средства 10 к позиции возможности заряда, в устройство 100 подачи мощности посредством использования модуля 23 беспроводной связи на этапе S14. Как следствие, катушка 12 для подачи мощности переключается с очень слабого возбуждения на слабое возбуждение (см. S34 на фиг. 10, который описывается ниже). В этом случае, частота возбуждения задается равной частоте в диапазоне M1 или M2, показанном на фиг. 3.
[0065] На этапе S15, модуль 24 управления зарядом получает принимаемое напряжение (которое должно задаваться как Vb) с помощью катушки 22 для приема мощности. Кроме того, на этапе S16 выполняется определение в отношении того, достигает или нет это принимаемое напряжение Vb предварительно установленного второго порогового напряжения Vth2. Как упомянуто выше, принимаемое напряжение Vb, когда коэффициент связи между катушкой 12 для подачи мощности и катушкой 22 для приема мощности достигает допустимого коэффициента K5 связи, задается равным второму пороговому напряжению Vth2.
[0066] Соответственно, когда принимаемое напряжение Vb превышает второе пороговое напряжение Vth2 ("Да" на этапе S16), модуль 24 управления зарядом передает сигнал Q2 подтверждения на этапе S17, который представляет собой сигнал, указывающий то, что транспортное средство 10 достигает позиции возможности заряда.
[0067] В этом случае, когда частота слабого возбуждения находится в диапазоне, указываемом в качестве M1 на фиг. 3, как упомянуто выше, принимаемое напряжение монотонно увеличивается наряду с увеличением коэффициента связи. Соответственно, можно легко и надежно останавливать транспортное средство 10 в позиции возможности заряда посредством остановки транспортного средства 10 в позиции, в которой принимаемое напряжение достигает максимального значения.
[0068] Между тем, когда частота слабого возбуждения находится в диапазоне, указываемом с M2 на фиг. 3, транспортное средство 10 достигает позиции возможности заряда, и принимаемое напряжение не увеличивается монотонно. Тем не менее, принимаемое напряжение не опускается ниже принимаемого напряжения при допустимом коэффициенте связи. Соответственно, можно легко и надежно останавливать транспортное средство 10 в позиции возможности заряда посредством остановки транспортного средства 10 после того, как принимаемое напряжение Vb превышает второе пороговое напряжение Vth2.
[0069] С другой стороны, на этапе S16 по фиг. 9, когда принимаемое напряжение Vb не достигает второго порогового напряжения Vth2 ("Нет" на этапе S16), модуль 24 управления зарядом определяет на этапе S18 то, превышает или нет принимаемое напряжение Vb предварительно установленное третье пороговое напряжение Vth3. Третье пороговое напряжение Vth3 представляет собой напряжение, используемое для определения того, что катушка 12 для подачи мощности расположена на удалении от катушки 22 для приема мощности в то время, когда катушка 12 для подачи мощности переводится на слабое возбуждение (см. кривую S2 на фиг. 5).
[0070] Соответственно, когда принимаемое напряжение Vb опускается ниже третьего порогового напряжения Vth3 ("Нет" на этапе S18), отрицательный сигнал обнаружения передается на этапе S19. Этот отрицательный сигнал обнаружения снова переключает катушку 12 для подачи мощности со слабого возбуждения на очень слабое возбуждение, и после этого обработка возвращается к этапу S12.
[0071] С другой стороны, обработка возвращается к этапу S15, когда принимаемое напряжение Vb не опускается ниже третьего порогового напряжения Vth3 ("Да" на этапе S18).
[0072] Далее описываются процедуры обработки с помощью устройства 100 подачи мощности со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, показанную на фиг. 10. Во-первых, на этапе S31, модуль 14 управления устройства 100 подачи мощности определяет то, получается или нет сигнал запроса на очень слабое возбуждение. Сигнал запроса на очень слабое возбуждение представляет собой сигнал, передаваемый из модуля 23 беспроводной связи устройства 200 приема мощности при обработке на этапе S11 по фиг. 9.
[0073] Когда сигнал запроса на очень слабое возбуждение получается ("Да" на этапе S31), модуль 14 управления подает мощность для очень небольшого возбуждения в катушку 12 для подачи мощности, чтобы переводить катушку 12 для подачи мощности на очень слабое возбуждение на этапе S32. В этом случае, частота возбуждения задается равной частоте около резонансной точки, как упомянуто выше. Например, частота возбуждения задается равной частоте f1, показанной на фиг. 2.
[0074] На этапе S33, модуль 14 управления определяет то, принимается или нет сигнал Q1 приближения, ассоциированный с обработкой на этапе S14 на фиг. 9. Когда сигнал Q1 приближения принимается ("Да" на этапе S33), модуль 14 управления увеличивает мощность, которая должна подаваться в катушку 12 для подачи мощности, за счет этого переключая на слабое возбуждение на этапе S34. В этом случае, как упомянуто выше, частота возбуждения, чтобы переводить катушку 12 для подачи мощности на слабое возбуждение, задается равной частоте либо диапазоне M1, либо в диапазоне M2, показанном на фиг. 3.
[0075] На этапе S35, модуль 14 управления определяет то, принимается или нет сигнал Q2 подтверждения, ассоциированный с обработкой на этапе S17 на фиг. 9.
[0076] Когда сигнал Q2 подтверждения не принимается, либо другими словами, когда транспортное средство 10 должно по-прежнему достигать позиции возможности заряда ("Нет" на этапе S35), модуль 14 управления определяет на этапе S37 то, принимается или нет отрицательный сигнал обнаружения, ассоциированный с обработкой на этапе S19 на фиг. 9.
[0077] Когда отрицательный сигнал обнаружения не принимается ("Нет" на этапе S37), обработка возвращается к этапу S34, чтобы продолжать слабое возбуждение. С другой стороны, когда отрицательный сигнал обнаружения принимается ("Да" на этапе S37), модуль 14 управления прекращает слабое возбуждение на этапе S38. Кроме того, обработка возвращается на S32, чтобы переводить катушку 12 для подачи мощности на очень слабое возбуждение.
[0078] Между тем, когда сигнал Q2 подтверждения принимается при обработке на этапе S35 ("Да" на этапе S35), модуль 14 управления определяет на этапе S36 то, что транспортное средство 10 остановлено в позиции возможности заряда в пространстве 2 для парковки, и определяет то, что бесконтактная подача мощности является осуществимой.
[0079] Таким образом, когда транспортное средство 10 паркуется в пространстве 2 для парковки для бесконтактной подачи мощности, катушка 12 для подачи мощности сначала переводится на очень слабое возбуждение, и катушка 12 для подачи мощности переключается на слабое возбуждение, когда транспортное средство 10 достигает позиции возможности заряда. Затем транспортное средство 10 определяется как заряжаемое, когда транспортное средство 10 достигает позиции возможности заряда, и бесконтактный заряд осуществляется.
[0080] Как описано выше, в системе 1 бесконтактной подачи мощности, приспосабливающей способ обнаружения позиции катушки этого варианта осуществления, напряжение возбуждения и частота возбуждения для катушки 12 для подачи мощности изменяются в зависимости от позиции катушки 22 для приема мощности относительно катушки 12 для подачи мощности. Затем позиция катушки 22 для приема мощности обнаруживается на основе принимаемого напряжения, обнаруженного с помощью катушки 22 для приема мощности. Соответственно, можно надежно обнаруживать позицию катушки 22 для приема мощности относительно катушки 12 для подачи мощности без использования высокоточного устройства обнаружения.
[0081] Между тем, катушка 12 для подачи мощности переводится на очень слабое возбуждение до тех пор, пока транспортное средство 10 не достигнет позиции возможности заряда в пространстве 2 для парковки, чтобы подвергаться бесконтактной подаче мощности. Другими словами, катушка 12 для подачи мощности переводится на первое возбуждение (очень слабое возбуждение) с напряжением первого возбуждения и на первой частоте (f1). После этого, катушка 12 для подачи мощности переключается на слабое возбуждение, когда транспортное средство 10 приближается к пространству для парковки 2 и достигает позиции возможности заряда, т.е. когда принимаемое напряжение достигает первого порогового напряжения Vth1. Другими словами, катушка 12 для подачи мощности переключается на второе возбуждение (слабое возбуждение) с напряжением второго возбуждения и на второй частоте (f2). После этого определение как заряжаемого выполняется, если коэффициент связи достигает допустимого коэффициента связи, когда слабое возбуждение устанавливается.
[0082] Соответственно, когда транспортное средство 10 приближается к пространству для парковки 2, катушка 12 для подачи мощности переводится на очень слабое возбуждение (первое возбуждение). Следовательно, даже если человек присутствует, или металлический посторонний объект размещен около катушки 12 для подачи мощности, можно не допускать отрицательного эффекта на него. Помимо этого, когда транспортное средство 10 достигает позиции возможности заряда, слабое возбуждение (второе возбуждение, имеющее относительно большее напряжение возбуждения, чем напряжение первого возбуждения) устанавливается на частоте возбуждения в диапазоне M1 или M2, показанном на фиг. 3 и 4. Таким образом, можно надежно направлять транспортное средство 10 в позицию возможности заряда.
[0083] Другими словами, частота возбуждения задается равной частоте либо в диапазоне M1, либо в диапазоне M2, показанном на фиг. 3, во время переключения на слабое возбуждение. Соответственно, принимаемое напряжение варьируется, как показано на кривой S11 или S12, проиллюстрированной на фиг. 6, наряду с изменением коэффициента связи. Таким образом, можно надежно определять то, что транспортное средство 10 достигает позиции возможности заряда, когда принимаемое напряжение превышает второе пороговое напряжение Vth2. В силу этого можно надежно и легко останавливать транспортное средство 10 в позиции возможности заряда.
[0084] Между тем, частота (первая частота) во время установления очень слабого возбуждения задается равной частоте около резонансной частоты (см. f1 на фиг. 2). Следовательно, значение принимаемого напряжения, сформированного в катушке 22 для приема мощности, увеличивается таким образом, что принимаемое напряжение может обнаруживаться с помощью относительно недорогого устройства обнаружения общего назначения.
[0085] Кроме того, после перевода катушки 12 для подачи мощности на слабое возбуждение (второе возбуждение), катушка 12 для подачи мощности переводится обратно на очень слабое возбуждение (первое возбуждение), если принимаемое напряжение опускается ниже нижнего предельного порогового напряжения Vth3. Соответственно, даже когда транспортное средство 10 в какой-то момент приближается к пространству для парковки 2 и затем отдаляется снова, как в случае, когда транспортное средство 10 разворачивается около пространства 2 для парковки, например, по-прежнему можно надежно переключаться между слабым возбуждением и очень слабым возбуждением.
[0086] Между тем, частота (вторая частота) во время установления слабого возбуждения задается равной частоте в диапазоне M1 или M2, показанном на фиг. 3 и 4. Если точнее, при условии, что принимаемое напряжение, когда коэффициент связи увеличивается, чтобы достигать допустимого коэффициента связи, задается как опорное напряжение (например, второе пороговое напряжение Vth2), вторая частота задается равной частоте, имеющей такую характеристику, которая удерживает принимаемое напряжение от опускания ниже опорного напряжения в случае увеличения коэффициента связи позднее. Соответственно, когда принимаемое напряжение достигает опорного напряжения, транспортное средство надежно остановлено в позиции возможности заряда. Таким образом, можно надежно выполнять бесконтактную подачу мощности.
[0087] Кроме того, частота (вторая частота) во время установления слабого возбуждения задается равной либо частоте (в диапазоне M1) ниже частоты f2 в синфазной резонансной точке, показанной на фиг. 3, либо частоте выше частоты в противофазной резонансной точке, показанной на фиг. 3. Таким образом, принимаемое напряжение монотонно увеличивается наряду с увеличением коэффициента связи. Таким образом, можно надежно останавливать транспортное средство в позиции возможности заряда.
[0088] Между тем, минимальное принимаемое напряжение при установлении слабого возбуждения (второго возбуждения) задается выше максимального принимаемого напряжения при установлении очень слабого возбуждения (первого возбуждения). В частности, нижнее предельное пороговое напряжение Vth3, показанное на фиг. 5, задается выше первого порогового напряжения Vth1. Вследствие этого задания, принимаемое напряжение повышается, когда очень слабое возбуждение переключается на слабое возбуждение. Соответственно, принимаемое напряжение может плавно обнаруживаться.
[0089] Описание модифицированного примера первого варианта осуществления
Далее приводится описание модифицированного примера вышеуказанного первого варианта осуществления. Первый вариант осуществления описывает пример перевода катушки 12 для подачи мощности на очень слабое возбуждение, при котором катушка 12 для подачи мощности переключается на слабое возбуждение, когда принимаемое напряжение Va с помощью катушки 22 для приема мощности достигает первого порогового напряжения Vth1.
[0090] С другой стороны, согласно способу обнаружения позиции катушки модифицированного примера, когда катушка 12 для подачи мощности переводится на очень слабое возбуждение, катушка 12 для подачи мощности переключается на слабое возбуждение при условии, что принимаемое напряжение обнаруживается с помощью катушки 22 для приема мощности. Другими словами, когда очень слабое возбуждение устанавливается, принимаемое напряжение, которое должно обнаруживаться, является чрезвычайно небольшим. Это принимаемое напряжение должно обнаруживаться, когда катушка 22 для приема мощности частично перекрывает катушку 12 для подачи мощности.
[0091] В частности, когда очень слабое возбуждение устанавливается посредством задания частоты возбуждения равной f1, как показано на фиг. 7, принимаемое напряжение обнаруживается, когда коэффициент связи достигает предварительно определенного уровня (в случае кривой p3 на фиг. 7). На фиг. 7, принимаемое напряжение не формируется, когда коэффициент связи не достигает K3 (кривая p3-1) (когда принимаемое напряжение опускается ниже Vth1). Соответственно, характеристическая кривая остается пустой. Затем очень слабое возбуждение переключается на слабое возбуждение, когда принимаемое напряжение обнаруживается. Другими словами, катушка 12 для подачи мощности переводится на первое возбуждение (очень слабое возбуждение) и переключается на второе возбуждение (слабое возбуждение), когда принимаемое напряжение обнаруживается с помощью катушки 22 для приема мощности. Также можно достигать преимущества, идентичного преимуществу первого варианта осуществления, описанного выше, в случае приспособления вышеуказанных процедур.
[0092] Описание второго варианта осуществления
Далее описывается второй вариант осуществления настоящего изобретения. Вышеуказанный первый вариант осуществления описывает пример, сконфигурированный таким образом, что когда катушка 12 для подачи мощности переводится на очень слабое возбуждение, катушка 12 для подачи мощности переключается на слабое возбуждение по мере того, как транспортное средство 10 приближается к позиции возможности заряда в пространстве 2 для парковки, и принимаемое напряжение Va, обнаруженное с помощью катушки 22 для приема мощности, превышает первое пороговое напряжение Vth1.
[0093] С другой стороны, во втором варианте осуществления, катушка 12 для подачи мощности переключается на слабое возбуждение, когда транспортное средство 10 остановлено после того, как принимаемое напряжение Va превышает первое пороговое напряжение Vth1. Здесь, конфигурация системы является идентичной конфигурации системы, показанной на фиг. 1. Соответственно, описание конфигурации опускается.
[0094] Ниже описываются процедуры обработки с помощью системы бесконтактной подачи мощности, приспосабливающей способ обнаружения позиции катушки согласно второму варианту осуществления, со ссылкой на фиг. 11-13. Фиг. 11 является блок-схемой последовательности операций способа, схематично показывающей всю последовательность операций. Между тем, фиг. 12 показывает процедуры обработки с помощью устройства 200 приема мощности, установленного в транспортное средство 10, тогда как фиг. 13 показывает процедуры обработки с помощью устройства 100 подачи мощности.
[0095] Как показано на фиг. 11, на этапе S1, система 1 бесконтактной подачи мощности согласно второму варианту начинает связь между устройством 200 приема мощности, предоставленным на стороне транспортного средства 10, и устройством 100 подачи мощности, предоставленным на стороне земли.
[0096] Затем, на этапе S2, катушка 12 для подачи мощности переводится на очень слабое возбуждение. На этапе S3, выполняется определение в отношении того, приближается или нет транспортное средство 10 к позиции возможности заряда. На этапе S3a, выполняется определение в отношении того, остановлено или нет транспортное средство 10. После этого, на этапе S4, катушка 12 для подачи мощности переключается на слабое возбуждение, и на этапе S5 выполняется определение в отношении того, остановлено или нет транспортное средство 10 в позиции возможности заряда. После этого, если транспортное средство 10 определяется как остановленное в позиции возможности заряда, бесконтактная подача мощности выполняется.
[0097] Далее описываются процедуры обработки с помощью устройства 200 приема мощности со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, показанную на фиг. 12. Обработка, показанная на фиг. 12, отличается от вышеописанной обработки, показанной на фиг. 9, тем, что дополнительно предоставляется обработка на этапе S14a и S14b. Остальная обработка, а именно, обработка на этапах S11-S14 и S15-S19 является идентичной обработке, показанной на фиг. 9. Соответственно, присоединяются идентичные номера этапов, и их описание опускается.
[0098] Когда сигнал Q1 приближения передается на этапе S14 по фиг. 12, модуль 24 управления зарядом определяет то, ниже или нет скорость V1 транспортного средства предварительно установленной пороговой скорости V0. Пороговая скорость v0 является числовым значением, используемым для определения остановки транспортного средства 10. Когда транспортное средство 10 остановлено, справедливо V1<V0.
[0099] После этого, когда транспортное средство 10 остановлено ("Да" на этапе S14a), модуль 24 управления зарядом передает сигнал остановки транспортного средства на этапе S14b. После этого обработка переходит к этапу S15.
[0100] Далее описываются процедуры обработки с помощью устройства 100 подачи мощности со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, показанную на фиг. 13. Обработка, показанная на фиг. 13, отличается от вышеописанной обработки, показанной на фиг. 10, тем, что дополнительно предоставляется обработка на этапе S33a. Остальная обработка, а именно, обработка на этапах S31-S33 и S34-S38 является идентичной обработке, показанной на фиг. 10. Соответственно, присоединяются идентичные номера этапов, и их описание опускается.
[0101] Когда сигнал Q1 приближения принимается на этапе S33 по фиг. 13, модуль 14 управления затем определяет на этапе S33a то, принимается или нет сигнал остановки транспортного средства. После этого, когда сигнал остановки транспортного средства принимается ("Да" на этапе S33a), обработка переходит к этапу S34, и катушка для подачи мощности переводится на слабое возбуждение.
[0102] Как описано выше, в системе 1 бесконтактной подачи мощности, приспосабливающей способ обнаружения позиции катушки согласно второму варианту осуществления, в случае если катушка 12 для подачи мощности переводится на очень слабое возбуждение, и транспортное средство 10 приближается к позиции возможности заряда, возбуждение катушки для подачи мощности переключается с очень слабого возбуждения на слабое возбуждение, когда транспортное средство 10 остановлено после того. Посредством задания остановки транспортного средства 10 в качестве условия, можно безопасно переключаться с очень слабого возбуждения на слабое возбуждение. Кроме того, также можно задавать некоторое условие переключения, когда транспортное средство остановлено.
[0103] Описание третьего варианта осуществления
Далее описывается третий вариант осуществления настоящего изобретения. Вышеуказанный первый вариант осуществления описывает пример, в котором устройство 200 приема мощности, установленное в транспортное средство 10, соответствует устройству 100 подачи мощности, которое выполняет бесконтактную подачу мощности на основе "один-к-одному". С другой стороны, третий вариант осуществления описывает случай, в котором существуют несколько пространств для парковки. В этом случае, необходимо предоставлять обработку спаривания между транспортным средством 10 и любым из пространств 2 для парковки для бесконтактной подачи мощности.
[0104] В дальнейшем описываются операции системы 1 бесконтактной подачи мощности согласно третьему варианту осуществления со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, показанную на фиг. 14. По сравнению с фиг. 8, описанным выше, этот вариант осуществления отличается тем, что обработка на этапе S1a дополнительно предоставляется после этапа S1. Кроме того, обработка спаривания выполняется при обработке на этапе S1a. В этой обработке, транспортное средство 10 обменивается данными с несколькими устройствами подачи мощности, предоставленными в соответствующих пространствах для парковки, посредством использования беспроводной LAN. Затем в случае, если устройство 100 подачи мощности, которое должно выполнять подачу мощности, определяется в качестве результата связи, катушка 12 для подачи мощности, предоставленная в этом устройстве 100 подачи мощности, начинает слабое возбуждение. Обработка после этого является идентичной обработке на фиг. 8, поясненной выше, и ее описание опускается.
[0105] Соответственно, поскольку третий вариант осуществления выполняет спаривание между транспортным средством 10 и пространством для парковки, переключение между очень слабым возбуждением и слабым возбуждением посредством связи между транспортным средством 10 и устройством 100 подачи мощности в пространстве для парковки, спаренном с транспортным средством 10. Следовательно, даже когда существует два или более пространств для парковки, можно надежно останавливать транспортное средство в позиции возможности заряда в требуемом пространстве для парковки.
[0106] Описание модифицированного примера третьего варианта осуществления
Далее приводится описание модифицированного примера третьего варианта осуществления. В модифицированном примере, спаривание выполняется посредством использования очень слабого возбуждения. В частности, как показано на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 15, катушка 12 для подачи мощности устройства 100 подачи мощности, предоставленного на каждом пространстве для парковки, переводится на очень слабое возбуждение при обработке на этапе S2. Кроме того, на этапе S2a, передаваемые данные накладываются на мощность, используемую для очень слабого возбуждения, и спаривание проводится посредством обнаружения мощности очень слабого возбуждения. После этого, обработка на этапе S3 и далее выполняется.
[0107] Вышеописанная конфигурация также позволяет достигать спаривания транспортного средства 10 с одним из нескольких устройств 100 подачи мощности таким образом, что бесконтактная подача мощности может выполняться посредством остановки транспортного средства 10 в пространстве для парковки устройства 100 подачи мощности, определенного посредством спаривания.
[0108] Между тем, поскольку спаривание проводится посредством использования очень слабого возбуждения, можно упрощать конфигурацию без необходимости выполнять дополнительную связь. Кроме того, в этом модифицированном примере, все катушки 12 для подачи мощности, предоставленные для соответствующих устройств 100 подачи мощности, переводятся на очень слабое возбуждение. Тем не менее, эта конфигурация с крайне небольшой вероятностью должна затрагивать человека или металлический посторонний объект в окрестностях вследствие небольшой мощности возбуждения.
[0109] Выше описываются способ обнаружения позиции катушки для системы бесконтактной подачи мощности и система бесконтактной подачи мощности настоящего изобретения на основе проиллюстрированных вариантов осуществления. Тем не менее, следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено только этими вариантами осуществления, и конфигурации соответствующих составляющих могут заменяться любыми другими конфигурациями, имеющими аналогичные функции.
Список номеров ссылок
[0110] 1 - система бесконтактной подачи мощности
2 - пространство для парковки
10 - транспортное средство
11 - модуль управления мощностью
12 - катушка для подачи мощности
13 - модуль беспроводной связи
14 - модуль управления
22 - катушка для приема мощности
23 - модуль беспроводной связи
24 - модуль управления зарядом
25 - модуль выпрямления
26 - релейный модуль
27 - аккумулятор
28 - инвертор
29 - электромотор
30 - модуль выдачи уведомлений
100 - устройство подачи мощности
110 - источник мощности переменного тока
111 - модуль выпрямления
112 - PFC-схема
113 - инвертор
114 - источник мощности постоянного тока
141 - модуль управления инвертора
142 - модуль PFC-управления
143 - модуль управления последовательностями
200 - устройство приема мощности
241 - модуль определения напряжения
1. Способ обнаружения позиции катушки для системы бесконтактной подачи мощности, применимой к системе бесконтактной подачи мощности, чтобы подавать мощность из катушки для подачи мощности на стороне земли в катушку для приема мощности на стороне транспортного средства, причем способ обнаружения позиции катушки предназначен для обнаружения позиции катушки для приема мощности, содержащий этапы, на которых:
- изменяют напряжение возбуждения и частоту возбуждения для катушки для подачи мощности в зависимости от позиции катушки для приема мощности относительно катушки для подачи мощности; и
- обнаруживают позицию катушки для приема мощности на основе принимаемого напряжения с помощью катушки для приема мощности, когда катушка для подачи мощности возбуждается.
2. Способ обнаружения позиции катушки для системы бесконтактной подачи мощности по п. 1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
- переводят катушку для подачи мощности на первое возбуждение на первой частоте и с напряжением первого возбуждения, и переводят катушку для подачи мощности на второе возбуждение на второй частоте и с напряжением второго возбуждения, большим напряжения первого возбуждения, когда принимаемое напряжение с помощью катушки для приема мощности достигает первого порогового напряжения; и
- обнаруживают позицию катушки для приема мощности на основе принимаемого напряжения с помощью катушки для приема мощности, когда катушка для подачи мощности переводится на второе возбуждение.
3. Способ обнаружения позиции катушки для системы бесконтактной подачи мощности по п. 2, дополнительно содержащий этап, на котором:
- переводят катушку для подачи мощности на первое возбуждение, если принимаемое напряжение с помощью катушки для приема мощности опускается ниже нижнего предельного порогового напряжения (Vth3) в то время, когда катушка для подачи мощности переводится на второе возбуждение.
4. Способ обнаружения позиции катушки для системы бесконтактной подачи мощности по п. 1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
- переводят катушку для подачи мощности на первое возбуждение на первой частоте и с напряжением первого возбуждения и переводят катушку для подачи мощности на второе возбуждение на второй частоте и с напряжением второго возбуждения, большим напряжения первого возбуждения, когда принимаемое напряжение обнаруживается с помощью катушки для приема мощности; и
- обнаруживают позицию катушки для приема мощности на основе принимаемого напряжения с помощью катушки для приема мощности, когда катушка для подачи мощности переводится на второе возбуждение.
5. Способ обнаружения позиции катушки для системы бесконтактной подачи мощности по любому из пп. 2-4, дополнительно содержащий этап, на котором:
- задают первую частоту равной частоте около резонансной частоты схемы, сформированной из катушки для приема мощности и катушки для подачи мощности.
6. Способ обнаружения позиции катушки для системы бесконтактной подачи мощности по любому из пп. 2-4, дополнительно содержащий этап, на котором:
- при условии, что принимаемое напряжение, когда коэффициент связи увеличивается, чтобы достигать допустимого коэффициента связи, задается как опорное напряжение, задают вторую частоту равной частоте, имеющей такую характеристику, которая удерживает принимаемое напряжение от опускания ниже опорного напряжения в случае увеличения коэффициента связи позднее.
7. Способ обнаружения позиции катушки для системы бесконтактной подачи мощности по любому из пп. 2-4, дополнительно содержащий этап, на котором:
- задают вторую частоту равной любой из частоты ниже более низкой пиковой частоты и частоту выше более высокой пиковой частоты из двух пиковых частот на характеристической кривой, связанной с частотой и принимаемым напряжением, когда коэффициент связи между катушкой для подачи мощности и катушкой для приема мощности достигает максимума.
8. Способ обнаружения позиции катушки для системы бесконтактной подачи мощности по любому из пп. 2-4, дополнительно содержащий этап, на котором:
- задают минимальное принимаемое напряжение с помощью катушки для приема мощности, когда катушка для подачи мощности переводится на второе возбуждение, выше максимального принимаемого напряжения с помощью катушки для приема мощности, когда катушка для подачи мощности переводится на первое возбуждение.
9. Система бесконтактной подачи мощности, выполненная с возможностью обнаруживать позицию катушки для приема мощности, при подаче мощности из катушки для подачи мощности на стороне земли в катушку для приема мощности на стороне транспортного средства, содержащая:
- схему изменения напряжения/частоты возбуждения, выполненную с возможностью изменять напряжение возбуждения и частоту возбуждения для катушки для подачи мощности в зависимости от позиции катушки для приема мощности относительно катушки для подачи мощности; и
- схему обнаружения позиции, выполненную с возможностью обнаруживать позицию катушки для приема мощности на основе принимаемого напряжения с помощью катушки для приема мощности, когда катушка для подачи мощности возбуждается посредством схемы изменения напряжения/частоты возбуждения.
