非接觸式供電系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及非接觸式供電系統。
[0002]本申請要求基于2013年3月29日提出的日本國專利申請的特愿2013 — 072239的優先權，對于認可參照文獻引入的指定國，將上述申請所記載的內容通過參照而引入本申請，作為本申請的記載的一部分。
【背景技術】
[0003]作為從在地面上設置的供電裝置向電動汽車以非接觸方式提供電力的電動汽車的電力供應系統，公開了如下技術:使用8比特(256種)的隨機數，避開預定的電力值Ptest和預定的時間Ttest成為相同的值的情況，用基于該隨機數所生成的電力值Ptest以及預定的時間Ttest，進行電力供應，判定在經過了預定的時間Ttest后，由車輛的接收單元接收到的電力是否已成為預定的電力值Ptest，從而建立車輛和供電裝置之間的通信。(專利文獻I)。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:國際公開2012-42902號公報
【發明內容】
[0007]發明要解決的課題
[0008]但是，為了在車輛和供電裝置之間建立通信，在利用以非接觸方式的電力供應的情況下，無法以較高的分辨率識別電力值或電力的供應定時。但是，在上述的系統中，由于基于256種隨機數設定預定的電力值以及預定的時間，因此在利用了以非接觸方式的電力供應的情況下，存在誤識別車輛和供電裝置之間的通信的建立的可能性高這樣的問題。
[0009]本發明要解決的課題在于，提供能夠建立車輛和供電裝置之間的通信的非接觸式供電系統。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]本發明通過對多個所述供電裝置中的一所述供電裝置允許從輸電線圈向受電線圈的輸電、且以無線通信發送包含一供電裝置的識別信息的允許信號，在供電裝置的所述識別信息、和由供電裝置側通信裝置接收到的允許信號中包含的識別信息一致的情況下，從輸電線圈向受電線圈輸出電力，并通過車輛的電力檢測裝置檢測出電力的情況下，判定為在一供電裝置和車輛之間，建立了成對通信，從而解決上述課題。
[0012]發明的效果
[0013]根據本發明，具有如下效果:與不具有在允許信號中包含的識別信息的供電裝置不進行用于建立成對通信的勵磁，而通過在與具有在允許信號中包含的識別信息的供電裝置之間進行勵磁，能夠建立車輛和供電裝置之間的通信。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的實施方式的非接觸式供電系統的方框圖。
[0015]圖2是圖1的車輛側的控制器以及供電裝置側的控制器的方框圖。
[0016]圖3是用于說明分別具有多個供電裝置的停車場與多個車輛的位置關系的平面圖。
[0017]圖4是表示圖1的車輛側的控制器以及供電裝置側的控制器的控制流程的流程圖。
[0018]圖5是表示圖的步驟SlOO的控制流程的流程圖。
[0019]圖6是表示圖4的步驟S200以及步驟S300的具體的控制流程的流程圖。
[0020]圖7是表示圖4的步驟S400的具體的控制流程的流程圖。
[0021]圖8是表示圖4的步驟S500的具體的控制流程、和步驟S600的控制中供電裝置側的控制流程的流程圖。
[0022]圖9是表示圖4的步驟S600的控制中車輛側的控制流程的流程圖。
[0023]圖10是表示圖4的步驟S700的具體的控制、和步驟S800的控制中車輛側的控制流程的流程圖。
[0024]圖11是表示圖4的步驟S800的控制中供電裝置側的控制流程的流程圖。
[0025]圖12是表示作為停車中的車輛中的控制器的控制過程的、圖4的步驟SlOO的具體的控制流程的流程圖。
[0026]圖13是表示圖5的步驟SllO的具體的控制流程的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]以下，根據【附圖說明】本發明的實施方式。
[0028]《第I實施方式》
[0029]圖1是本發明的實施方式的非接觸式供電系統的方框圖。本例的非接觸式供電系統是，至少通過磁耦合，以非接觸方式將電力從地面側設置的供電裝置的供電線圈提供給車輛側的受電線圈，然后，通過由受電線圈受電的電力，對車輛的電池充電的系統。而且，非接觸式供電系統是能夠以非接觸式供電的系統、接觸式供電的系統的兩個系統的方式供電的系統。在接觸式供電的系統方式中，充電用的電纜被連接在供電裝置和車輛的充電端口之間。
[0030]非接觸式供電系統被設置在例如家庭用的停車場、或者高速路的停車場等共用設施等的停車設施中。非接觸式供電系統具有車輛2和供電裝置I。供電裝置I被設置在停泊車輛2的停車位中，是在車輛2泊車在規定的泊車位置時，通過線圈間的非接觸式供電供給電力的地面側的裝置(unit)。車輛2是電動汽車或插電式混合動力車輛等，可以從外部通過電源，對車輛內設置的電池進行充電的車輛2。
[0031]以下，說明構成非接觸式供電系統的供電裝置I以及車輛2的結構。而且，在本例中，作為電動汽車而說明車輛2。圖1中，虛線的箭頭表示控制器10、20、與供電裝置I內的結構以及車輛2內的結構之間各個信號線，粗線表示通過交流電源3的電力對電池24充電時的電力線，表示接觸式供電的系統方式的電力線以及非接觸式供電的系統方式的電力線。
[0032]供電裝置I具有控制器10、輸電線圈11、傳感器12、電源裝置13、自我診斷電路14、存儲器15、無線通信單元16、顯示單元17、以及繼電器開關18。
[0033]控制器10是用于控制供電裝置I的整體的主控制器。控制器10的結構如后所述。
[0034]輸電線圈11是對于車輛2側設置的受電線圈21，以非接觸方式供給電力的平行的圓形形狀的線圈，被設置在設置了本例的非接觸式供電裝置的泊車位中。傳感器12是用于檢測受電線圈21相對于輸電線圈11的相對位置的傳感器，例如由相機等圖像傳感器或者紅外線傳感器等構成。傳感器12的檢測值被輸出到控制器10。
[0035]電源裝置13是用于將從交流電源3輸電的交流電力變換為高頻的交流電力，并對輸電線圈11輸電的電路，具有整流單元、功率因數改善電路(PFC (Power FactorCorrect1n)電路)、逆變器、以及用于檢測至輸電線圈11的輸出值的傳感器。電源裝置13通過由控制器10對該逆變器中設置的開關元件進行PffM控制，對輸電線圈11輸出期望的電力。
[0036]自我診斷電路14是用于診斷包含電源裝置13、從交流電源3至輸電線圈11的布線等的非接觸式供電用的系統的接地、布線的斷線、傳感器12的檢測不良、接觸式供電的系統的接地等異常的電路。自我診斷電路14的診斷結果被輸出到控制器10。
[0037]存儲器15是記錄對每個供電裝置I預先賦予的識別信息(ID)以及從車輛2側發送的信息的記錄介質。無線通信單元16是與車輛2側設置的無線通信單元26進行雙方向通信的發送接收器。對無線通信單元16和無線通信單元26之間的通信頻率，設定與智能鑰匙等車輛周邊設備所使用的頻率不同的頻率，即使在無線通信單元16和無線通信單元26之間進行通信，車輛周邊設備也難以受到該通信的干擾。無線通信單元16以及無線通信單元26之間的通信中，例如使用各種無線LAN方式。
[0038]顯示單元17是用于將供電裝置I的狀態向外部通知的顯示裝置，由燈或者顯示器等構成。繼電器開關18是被設置在構成接觸式供電的系統的布線中，根據控制器10的控制來切換接通、關斷的開關。在通過接觸式供電對電池充電的情況下，繼電器開關18接通。
[0039]接著，說明車輛2的結構。車輛2具有:控制器20、受電線圈21、傳感器22、受電電路單元23、電池24、顯示器25、無線通信單元26、相機27、GPS28、存儲器29、泊車確認按鈕31、充電端口 32、充電器33、以及停車鎖止機構34。
[0040]控制器20不限于對電池24充電時的充電控制，還進行車輛的EV系統中的各種控制。
[0041]受電線圈21在車輛2的底面(底盤)等中，被設置在后方的車輪之間。然后該車輛2泊車在規定的泊車位置時，受電線圈21在輸電線圈11的上部與輸電線圈11保持距離而定位。受電線圈21是與停車位的表面平行的圓形形狀的線圈。
[0042]傳感器22是檢測從受電線圈21對電池24輸出的電流、電壓的傳感器。傳感器22的檢測值被輸出到控制器20。受電電路單元23具有被連接在受電線圈21和電池24之間、將受電線圈受電的交流電力變換為直流電力的電路以及繼電器開關。繼電器開關根據控制器20的控制來切換接通、關斷。在通過非接觸式供電對電池24充電的情況下，繼電器開關接通。
[0043]電池24是經由未圖示的逆變器對作為車輛2的動力源的電動機(未圖示)輸出電力的二次電池。電池24通過將鋰離子電池等多個二次電池串聯或者并聯連接而構成。電池24經由受電電路單元23的繼電器開關，電連接受電線圈21。而且，電池24連接到充電器33。
[0044]顯示器25例如被設置在車輛2的儀表板上，顯示導航系統中的地圖、和泊車輔助系統的相機27的拍攝圖像等。而且，顯示器25還顯示供電裝置I的狀態、以及在地圖上供電裝置I的位置。而且，顯示器25在由供電裝置I對電池24充電時，還顯示充電的引導畫面。
[0045]無線通信單元26是用于與供電裝置I側的無線通信單元16進行無線通信的通發送接收器。相機27是用于拍攝車輛的周圍的攝像裝置。相機27在車輛2中被設置在可拍攝車輛2的周圍的位置。相機27也可以是多個。
[0046]GPS28(全球定位系統)是使用接收來自衛星的信號的接收器，測量車輛2的當前位置的系統。存儲器29是記錄對每個車輛預先賦予的識別信息(ID)以及從供電裝置I側發送的信息的記錄介質。泊車確認按鈕31是用于確認用戶中有泊車的意向的按鈕，是用于通過用戶的操作，啟動泊車輔助系統的開關。泊車確認按鈕31被設置在儀表板上。
[0047]充電端口 32是用于與充電電纜的插頭連接的端子。在通過接觸式供電對電池24充電的情況下，將供電裝置I上所連接的充電電纜連接到充電端口 32。
[0048]充電器33是用于將經由充電端口 32以及充電電纜從供電裝置I輸出的電力變換為直流電力的變換電路，具有逆變器、整流器、平滑電路等。控制器20根據電池24的充電狀態(S0C:State of Charge)，通過控制逆變器中包含的開關元件，將從供電裝置I輸出的交流電力變換為適于電池24的充電的電力，提供給電池24。而且，電池24的充電狀態根據與電池24連接的、檢測電池24的電壓或者電流的傳感器(未圖示)的值進行計算。
[0049]停車鎖止機構34是側向剎車或停車桿等，用于固定車輪的轉動的機械性的機構。
[0050]接著，使用圖1以及圖2，說明供電裝置I側的控制器10的結構以及車輛2側的控制器20的結構。
[0051]控制器10具有:泊車車輛判定單元101、狀態檢測單元102、線圈位置檢測單元103、以及非接觸式供電控制單元104。
[0052]泊車車輛判定單元101是用于根據傳感器12的檢測值，判定車輛是否已停車在供電裝置I的停車場中的控制單元。如后所述，控制器10將車輛已停車在停車場的情況下的控制、與車輛未停車在停車場的情況下的控制設為不同的控制。因此，供電裝置I為了確定在哪個控制流程下控制供電裝置1，泊車車輛判定單元101判定車輛是否已泊車在停車場。
[0053]狀態檢測單元102根據傳感器12的檢測值以及自我診斷電路14的診斷結果，檢測供電裝置I的狀態。供電裝置I的狀態中包含:可以正常進行非接觸式供電的可非接觸式供電狀態；即使出現了某些異常，也可以由車輛2的用戶除去該異常或者該問題的可恢復狀態；僅能夠進行基于接觸式供電的充電的可接觸式供電狀態；以及表示不能進行基于非接觸式供電和接觸式供電這兩種供電的充電的狀態的不可供電狀態。
[0054]在通過自我診斷電路14，供電裝置I內的電路等中沒有異常，通過傳感器12的檢測值，輸電線圈11上沒有異物的情況下，狀態檢測單元102檢測為能夠從輸電線圈11至受電線圈21以非接觸方式供給電力的狀態，即可非接觸式供電狀態。
[0055]狀態檢測單元102通過分析從傳感器12取得的輸電線圈11上的拍攝圖像，判定在輸電線圈11上是否存在異物。在輸電線圈11上存在例如空罐等金屬制的異物的情況下，在非接觸式供電時，從輸電線圈11輸出的磁通受到異物的影響，存在線圈間的耦合變差的情況。另一方面，輸電線圈11上的異物能夠被車輛的用戶容易地除去。因此，通過自我診斷電路14檢測供電裝置I正常，并且通過傳感器12在輸電線圈11上檢測到異物的情況下，狀態檢測單元102檢測為可以通過用戶從不能通過非接觸方式供給電力的狀態恢復為可非接觸式供電狀態的狀態，即可恢復狀態。
[0056]而且，通過自我診斷電路14檢測出供電裝置I的電纜從交流電源3脫落的情況下，狀態檢測單元102也判定為上述的可恢復狀態。在供電裝置I構成為可以通過用戶將供電裝置I的電纜連接到交流電源3的情況下，該電纜脫落也是可由用戶去除的故障。并且，電纜脫落可以通過由自我診斷電路14檢測因有無電纜連接所產生的電位差或者阻抗的變化來檢測。因此，狀態檢測單元102根據自我診斷電路14的診斷結果檢測可恢復狀態。
[0057]而且，可恢復狀態不限于是具有上述的輸電線圈11上的異物導致的、或者由至交流電源3的電纜的未連接導致的故障的狀態，也可以是具有可由用戶解決的其它故障或者問題的狀態。例如，也可以是在非接觸式供電系統的維護時，暫時停止系統，即使用戶泊車在停車場