車輛用供電系統(tǒng)、電動(dòng)車輛以及車輛用供電設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種車輛用供電系統(tǒng)、電動(dòng)車輛以及車輛用供電設(shè)備。IPA-ECU（410）基于來自搭載于車輛的攝像機(jī)（120）的圖像信息對(duì)送電單元的位置進(jìn)行圖像識(shí)別。并且，IPA-ECU（410）基于該圖像識(shí)別結(jié)果，執(zhí)行引導(dǎo)控制，使得將車輛向送電單元引導(dǎo)（第一引導(dǎo)控制）。共振ECU（460）基于從送電單元向受電單元供電的供電狀況來推定送電單元與受電單元的距離。并且，在送電單元進(jìn)入到車體下部時(shí)，HV-ECU（470）基于來自共振ECU（460）的距離信息，執(zhí)行車輛的引導(dǎo)控制（第二引導(dǎo)控制），使得進(jìn)行送電單元與受電單元的位置對(duì)準(zhǔn)。
【專利說明】車輛用供電系統(tǒng)、電動(dòng)車輛以及車輛用供電設(shè)備
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2008年11月7日、申請(qǐng)?zhí)枮?00880131868.8、發(fā)明創(chuàng)造名稱為:“車輛用供電系統(tǒng)、電動(dòng)車輛以及車輛用供電設(shè)備”的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及車輛用供電系統(tǒng)、電動(dòng)車輛以及車輛用供電設(shè)備，尤其涉及能夠以非接觸方式從設(shè)置于車輛外部的供電設(shè)備接受電力的電動(dòng)車輛的向供電設(shè)備的停車控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0003]日本特開平9-215211號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)公開了一種電動(dòng)汽車用充電系統(tǒng)，其能夠使與車輛外部的電源連接的初級(jí)線圈和與電動(dòng)汽車的蓄電裝置連接的次級(jí)線圈電磁耦合，以非接觸方式從車輛外部的電源對(duì)車輛的蓄電裝置進(jìn)行。在該充電系統(tǒng)中，在車體底部設(shè)有次級(jí)線圈。另一方面，在停車場(chǎng)的地面上形成有凹陷，在其內(nèi)部設(shè)有以能夠移動(dòng)的方式支承初級(jí)線圈的線圈移動(dòng)裝置。在線圈移動(dòng)裝置的本體上，具備三個(gè)磁傳感器。
[0004]為了對(duì)車輛的蓄電裝置進(jìn)行充電，以橫跨凹陷的方式將車輛停車，對(duì)次級(jí)線圈進(jìn)行勵(lì)磁。于是，通過磁傳感器檢測(cè)次級(jí)線圈的位置。并且，基于該檢測(cè)結(jié)果驅(qū)動(dòng)線圈移動(dòng)裝置，將初級(jí)線圈引導(dǎo)到兩線圈電磁耦合的位置(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0005]作為不使用電源線、送電電纜而以非接觸方式輸送電力的非接觸送電技術(shù)，使用電磁感應(yīng)的送電、使用微波的送電以及基于共振法的送電這三種技術(shù)眾所周知是最有希望的。
[0006]其中，共振法是使一對(duì)共振器(例如一對(duì)自諧振線圈)在電磁場(chǎng)(接近場(chǎng))中共振、經(jīng)由電磁場(chǎng)輸送電力的非接觸的送電技術(shù)，也能夠以比較長(zhǎng)距離(例如數(shù)米)輸送數(shù)千瓦的大電力(參照非專利文獻(xiàn)I)。
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開平9-215211號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開平11-1177號(hào)公報(bào)
[0009]非專利文獻(xiàn)1:Andre Kurs et al., “Wireless Power Transfer via StronglyCoupled Magnetic Resonances”，2007 年 7 月 6 日，Science,第 317 卷，ρ.83-86, [2007 年9 月 12 日檢索],互聯(lián)網(wǎng) <URL:http://www.scie ncemag.0rg/cgi/reprint/317/5834/83.pdf>

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]上述的日本特開平9-215211號(hào)公報(bào)所公開的充電系統(tǒng)需要在停車場(chǎng)設(shè)置以能夠移動(dòng)的方式支承初級(jí)線圈的線圈移動(dòng)裝置，所以裝置會(huì)大型化。今后，為了謀求普及能夠從車輛外部的供電設(shè)備接受電力的車輛，希望實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
[0011]因此，本發(fā)明是為了解決該課題而完成的發(fā)明，其目的在于提供一種確保向供電設(shè)備的停車精度的同時(shí)由簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的車輛用供電系統(tǒng)、使用于該系統(tǒng)的電動(dòng)車輛以及車輛用供電設(shè)備。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，車輛用供電系統(tǒng)是以非接觸方式從設(shè)置于車輛外部的供電設(shè)備的送電單元向搭載于車輛的受電單元供電的系統(tǒng)，包括:第一、第二檢測(cè)單元；第一、第二引導(dǎo)控制單元。第一檢測(cè)單元檢測(cè)送電單元與受電單元的位置關(guān)系。第一引導(dǎo)控制單元基于第一檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果控制車輛，使得向送電單元引導(dǎo)車輛。第二檢測(cè)單元基于從送電單元向受電單元的供電狀況，檢測(cè)送電單元與受電單元之間的距離。第二引導(dǎo)控制單元在通過第一引導(dǎo)控制單元使車輛與送電單元接近到預(yù)定的距離時(shí)，基于第二檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果控制車輛，使得進(jìn)行送電單元與受電單元的位置對(duì)準(zhǔn)。
[0013]優(yōu)選是，送電單元配置于地面。受電單元配置于車體底面。送電單元和受電單元的相對(duì)面積比車體底面的面積小。第一檢測(cè)單元包括拍攝裝置和圖像識(shí)別部。拍攝裝置搭載于車輛，對(duì)車輛的外部進(jìn)行拍攝。圖像識(shí)別部基于通過拍攝裝置拍攝的圖像來識(shí)別送電單元的位置。上述預(yù)定的距離為通過車輛接近送電單元、從而送電單元進(jìn)入車體下部、因而變?yōu)闊o法通過拍攝裝置拍攝送電單元的距離。
[0014]另外，優(yōu)選是，上述預(yù)定的距離為受電單元能夠從送電單元接受電力的預(yù)先設(shè)定的距離。
[0015]優(yōu)選是，車輛用供電系統(tǒng)還包括通信單元。通信單元在車輛與供電設(shè)備之間進(jìn)行通信。第一檢測(cè)單元進(jìn)一步包括表示送電單元的位置的發(fā)光部。發(fā)光部在通過通信單元確立了車輛與供電設(shè)備之間的通信之后發(fā)光。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)選是，發(fā)光部根據(jù)通過通信單元從車輛接受的指令而發(fā)光。
[0017]優(yōu)選是，車輛用供電系統(tǒng)還包括通信單元。通信單元在車輛與供電設(shè)備之間進(jìn)行通信。供電設(shè)備根據(jù)通過通信單元從車輛接受的指令而啟動(dòng)。
[0018]優(yōu)選是，送電單元包括從電源接受電力的送電用線圈。受電單元包括用于以非接觸方式從送電用線圈接受電力的受電用線圈。第二檢測(cè)單元包括距離推定部。距離推定部基于從送電用線圈向充電用線圈輸送的電力的信息來推定送電單元與受電單元之間的距離。
[0019]優(yōu)選是，在通過第二引導(dǎo)控制單元執(zhí)行送電單元與受電單元的位置對(duì)準(zhǔn)的期間中從送電單元向受電單元供給的電力的大小比在位置對(duì)準(zhǔn)完成后從送電單元向受電單元供給的電力小。
[0020]優(yōu)選是，第一引導(dǎo)控制單元包括第一控制部。第一控制部基于第一檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果對(duì)車輛的轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制。第二引導(dǎo)控制單元包括第二控制部。第二控制部基于第二檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果對(duì)車輛的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)進(jìn)行控制。
[0021]另外，根據(jù)本發(fā)明。電動(dòng)車輛是能夠使用從設(shè)置于車輛外部的供電設(shè)備的送電單元供給的電力利用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行行駛的車輛，包括:受電單元；第一、第二檢測(cè)部；第一、第二引導(dǎo)控制部。受電單元構(gòu)成為以非接觸方式接受從送電單元送出的電力。第一檢測(cè)部檢測(cè)送電單元的位置。第一引導(dǎo)控制部基于第一檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制該車輛，使得向送電單元引導(dǎo)該車輛。第二檢測(cè)部基于從送電單元向受電單元的供電狀況，檢測(cè)送電單元與受電單元之間的距離。第二引導(dǎo)控制部在通過第一引導(dǎo)控制部使該車輛與送電單元接近到預(yù)定的距離時(shí)，基于第二檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制該車輛，使得進(jìn)行送電單元與受電單元的位置對(duì)準(zhǔn)。[0022]優(yōu)選是，送電單元配置于地面。受電單元配置于車體底面。送電單元和受電單元的相對(duì)面積比車體底面的面積小。第一檢測(cè)部包括拍攝裝置和圖像識(shí)別部。拍攝裝置對(duì)車輛的外部進(jìn)行拍攝。圖像識(shí)別部基于通過拍攝裝置拍攝的圖像來識(shí)別送電單元的位置。上述預(yù)定的距離為通過該車輛接近送電單元、從而送電單元進(jìn)入車體下部、因而變?yōu)闊o法通過拍攝裝置拍攝送電單元的距離。
[0023]另外，優(yōu)選是，上述預(yù)定的距離為受電單元能夠從送電單元接受電力的預(yù)先設(shè)定的距離。
[0024]優(yōu)選是，電動(dòng)車輛還包括通信部。通信部與供電設(shè)備進(jìn)行通信。供電設(shè)備包括表示送電單元的位置的發(fā)光部。通信部在確立了與供電設(shè)備的通信之后，向供電設(shè)備發(fā)送指示發(fā)光部點(diǎn)亮的指令。
[0025]優(yōu)選是，電動(dòng)車輛還包括通信部。通信部與供電設(shè)備進(jìn)行通信。通信部向供電設(shè)備發(fā)送指示供電設(shè)備啟動(dòng)的指令。
[0026]優(yōu)選是，送電單元包括從電源接受電力的送電用線圈。受電單元包括用于以非接觸方式從送電用線圈接受電力的受電用線圈。第二檢測(cè)部包括距離推定部。距離推定部基于從送電用線圈向充電用線圈輸送的電力的信息來推定送電單元與受電單元之間的距離。
[0027]優(yōu)選是，在通過第二引導(dǎo)控制部進(jìn)行送電單元與受電單元的位置對(duì)準(zhǔn)時(shí)從送電單元向受電單元供給的電力的大小比在送電單元與受電單元的位置對(duì)準(zhǔn)完成后從送電單元向受電單元供給的電力小。
[0028]優(yōu)選是，第一引導(dǎo)控制部包括第一控制部。第一控制部基于第一檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果對(duì)車輛的轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制。第二引導(dǎo)控制部包括第二控制部。第二控制部基于第二檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果對(duì)車輛的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)進(jìn)行控制。
[0029]另外，根據(jù)本發(fā)明，車輛用供電設(shè)備是以非接觸方式向搭載于車輛的受電單元供電的設(shè)備，包括送電單元、通信部、電力控制部。送電單元構(gòu)成為以非接觸方式將從電源接受的電力向受電單元送出。通信部與車輛進(jìn)行通信。電力控制部對(duì)從送電單元向受電單元送出的電力進(jìn)行控制。車輛構(gòu)成為基于從送電單元向受電單元的供電狀況進(jìn)行送電單元與受電單元的位置對(duì)準(zhǔn)。在通過通信部從車輛接收表示車輛正在執(zhí)行位置對(duì)準(zhǔn)的信號(hào)時(shí)，電力控制部控制電力，使得電力比在位置對(duì)準(zhǔn)完成后從送電單元向受電單元送出的電力小。
[0030]優(yōu)選是，車輛用供電設(shè)備還包括表示送電單元的位置的發(fā)光部。發(fā)光部在通過通信部確立了與車輛的通信之后發(fā)光。
[0031]進(jìn)一步優(yōu)選是，發(fā)光部根據(jù)通過通信部從車輛接受的指令而發(fā)光。
[0032]優(yōu)選是，電力控制部根據(jù)通過通信部從車輛接受的指令而啟動(dòng)。
[0033]在本發(fā)明中，車輛的停車控制以兩個(gè)階段進(jìn)行。在第一階段，通過第一檢測(cè)單元檢測(cè)送電單元與受電單元的位置關(guān)系，基于該檢測(cè)結(jié)果通過第一引導(dǎo)控制單元控制車輛，使得將車輛向送電單元引導(dǎo)。在第二階段，基于從送電單元向受電單元的供電狀況通過第二檢測(cè)單元檢測(cè)送電單元與受電單元之間的距離。并且，在通過第一引導(dǎo)控制單元使車輛與送電單元接近到預(yù)定的距離時(shí)，基于第二檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果控制車輛，使得進(jìn)行送電單元與受電單元的位置對(duì)準(zhǔn)。由此，能夠不具備大型的設(shè)備地進(jìn)行供電設(shè)備的送電單元與搭載于車輛的受電單元的位置對(duì)準(zhǔn)。
[0034]因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠在確保向供電設(shè)備的停車精度的同時(shí)以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 車輛用供電系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的車輛用供電系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0036]圖2是用于說明基于共振法的送電的原理的圖。
[0037]圖3是表示距電流源(磁流源)的距離與電磁場(chǎng)的強(qiáng)度的關(guān)系的圖。
[0038]圖4是圖1所示的電動(dòng)車輛的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
[0039]圖5是圖4所示的控制裝置的功能框圖。
[0040]圖6是表示送電單元和受電單元間的距離與初級(jí)側(cè)電壓的關(guān)系的圖。
[0041]圖7是表示送電單元和受電單元間的距離與次級(jí)側(cè)電壓的關(guān)系的圖。
[0042]圖8是表示送電單元和受電單元間的距離與初級(jí)側(cè)電流的關(guān)系的圖。
[0043]圖9是表示送電單元和受電單元間的距離與其微分值的變化的圖。
[0044]圖10是圖1所示的供電設(shè)備的功能框圖。
[0045]圖11是用于說明由電動(dòng)車輛的控制裝置以及供電設(shè)備的ECU執(zhí)行的車輛的引導(dǎo)控制的流程圖。
[0046]標(biāo)號(hào)說明
[0047]10:車輛用供電系統(tǒng)，100:電動(dòng)車輛，110:受電單元，112、340:次級(jí)自諧振線圈，114,350:次級(jí)線圈，120:攝像機(jī)，130、240:通信部，140:整流器，142:DC/DC轉(zhuǎn)換器，150:蓄電裝置，162:升壓轉(zhuǎn)換器，164、166:變換器，172、174:電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，176:發(fā)動(dòng)機(jī)，177:動(dòng)力分配裝置，178:驅(qū)動(dòng)輪，180:控制裝置，190、272:電壓傳感器，200:供電設(shè)備，210:電源裝置，220:送電單元，222、320:初級(jí)線圈，224、330:初級(jí)自諧振線圈，230:發(fā)光部，250:交流電源，260:高頻電力驅(qū)動(dòng)器，270:ECU，274:電流傳感器，310:高頻電源，360:負(fù)載，410:IPA-ECU，420:EPS,430:MG_ECU，440:ECB,450:EPB,460:共振 ECU，470:HV_ECU，SMRl、SMR2:系統(tǒng)主繼電器，PL1、PL2:正極線，NL:負(fù)極線。
【具體實(shí)施方式】
[0048]下面，一邊參照附圖一邊詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。對(duì)于圖中同一或者相當(dāng)部分標(biāo)記相同的標(biāo)號(hào)，不重復(fù)進(jìn)行其說明。
[0049]圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的車輛用供電系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。參照?qǐng)D1，車輛用供電系統(tǒng)10具備電動(dòng)車輛100和供電設(shè)備200。電動(dòng)車輛100包括受電單元110、攝像機(jī)120和通信部130。
[0050]受電單元110固定設(shè)置于車體底面，構(gòu)成為以非接觸方式接受從供電設(shè)備200的送電單元220 (后述)送出的電力。詳細(xì)地說，受電單元110包括自諧振線圈(后述)，通過經(jīng)由電磁場(chǎng)與送電單元220所包括的自諧振線圈共振，從而以非接觸方式從送電單元220接受電力。攝像機(jī)120是為了檢測(cè)受電單元110與送電單元220的位置關(guān)系而設(shè)置的，以例如能夠拍攝車輛后方的方式安裝于車體。通信部130是用于在電動(dòng)車輛100與供電設(shè)備200之間進(jìn)行通信的通信接口。
[0051]供電設(shè)備200包括電源裝置210、送電單元220、發(fā)光部230和通信部240。電源裝置210例如將從系統(tǒng)電源供給的商用交流電力轉(zhuǎn)換成高頻的電力而向送電單元220輸出。電源裝置210生成的高頻電力的頻率為例如IM?10幾MHz。
[0052]送電單元220固定設(shè)置于停車場(chǎng)的地面，構(gòu)成為將從電源裝置210供給的高頻電力以非接觸方式向電動(dòng)車輛100的受電單元110送出。詳細(xì)地說，送電單元220包括自諧振線圈(后述)，通過經(jīng)由電磁場(chǎng)與受電單元110所包括的自諧振線圈共振，從而以非接觸方式向受電單元110輸送電力。在送電單元220上設(shè)有多個(gè)發(fā)光部230，該發(fā)光部230是為了表示送電單元220的位置而設(shè)置的。發(fā)光部230由例如LED等構(gòu)成。通信部240是用于在供電設(shè)備200與電動(dòng)車輛100之間進(jìn)行通信的通信接口。
[0053]在該車輛用供電系統(tǒng)10中，從供電設(shè)備200的送電單元220送出高頻的電力，通過電動(dòng)車輛100的受電單元110所包括的自諧振線圈與送電單元220所包括的自諧振線圈經(jīng)由電磁場(chǎng)而共振，從供電設(shè)備200向電動(dòng)車輛100供電。在此，在從供電設(shè)備200向電動(dòng)車輛100供電時(shí)，需要將電動(dòng)車輛100向供電設(shè)備200引導(dǎo)而進(jìn)行電動(dòng)車輛100的受電單元110與供電設(shè)備200的送電單元220的位置對(duì)準(zhǔn)。而且，在本實(shí)施方式中，電動(dòng)車輛100的向供電設(shè)備200的停車控制以兩個(gè)階段進(jìn)行。
[0054]S卩，在第一階段，基于由攝像機(jī)120拍攝到的圖像檢測(cè)電動(dòng)車輛100的受電單元110與供電設(shè)備200的送電單元220的位置關(guān)系，基于該檢測(cè)結(jié)果控制車輛，使得將車輛向送電單元220引導(dǎo)。更詳細(xì)地說，通過攝像機(jī)120拍攝設(shè)置在送電單元220上的多個(gè)發(fā)光部230，對(duì)多個(gè)發(fā)光部230的位置以及方向進(jìn)行圖像識(shí)別。并且，基于該圖像識(shí)別的結(jié)果對(duì)送電單元220與車輛的位置以及方向進(jìn)行識(shí)別，基于該識(shí)別結(jié)果將車輛向送電單元220引導(dǎo)。
[0055]在此，受電單元110和送電單元220的相對(duì)面積比車體底面的面積小，當(dāng)由于送電單元220進(jìn)入車體下部而變?yōu)闊o法通過攝像機(jī)120拍攝送電單元220時(shí)，從第一階段切換為第二階段。在該第二階段，進(jìn)行從送電單元220向受電單元110的供電，基于其供電狀況檢測(cè)送電單元220與受電單元110的距離。并且，基于該距離信息，控制車輛以進(jìn)行送電單元220與受電單元110的位置對(duì)準(zhǔn)。
[0056]在上述的第二階段時(shí)從送電單元220送出的電力的大小被設(shè)定得比在送電單元220與受電單元110的位置對(duì)準(zhǔn)完成后從送電單元220向受電單元110供給的電力小。在上述第二階段時(shí)從送電單元220送出電力是為了檢測(cè)送電單元220與受電單元110之間的距離，因?yàn)椴恍枰M(jìn)行正式供電時(shí)的大電力。
[0057]接下來，對(duì)本實(shí)施方式的車輛用供電系統(tǒng)10中所使用的非接觸供電方法進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式涉及的車輛用供電系統(tǒng)10中，使用共振法從供電設(shè)備200進(jìn)行對(duì)電動(dòng)車輛100的供電。
[0058]圖2是用于說明基于共振法的送電的原理的圖。參照?qǐng)D2，在該共振法中，與兩個(gè)音叉共振同樣地，通過具有相同的固有頻率的兩個(gè)LC諧振線圈在電磁場(chǎng)(接近場(chǎng))中共振，從一方的線圈向另一方的線圈經(jīng)由電磁場(chǎng)傳送電力。
[0059]具體地說,在高頻電源310連接初級(jí)線圈320,通過電磁感應(yīng)向與初級(jí)線圈320磁耦合的初級(jí)自諧振線圈330供給IM?10幾MHz的高頻電力。初級(jí)自諧振線圈330是基于線圈自身的電感和寄生電容的LC諧振器，經(jīng)由電磁場(chǎng)(接近場(chǎng))與具有與初級(jí)自諧振線圈330相同的共振頻率的次級(jí)自諧振線圈340共振。于是，能量(電力)經(jīng)由電磁場(chǎng)從初級(jí)自諧振線圈330向次級(jí)自諧振線圈340轉(zhuǎn)移。向次級(jí)自諧振線圈340轉(zhuǎn)移的能量(電力)通過電磁感應(yīng)由與次級(jí)自諧振線圈340磁耦合的次級(jí)線圈350獲取，向負(fù)載360供給。在表示初級(jí)自諧振線圈330與次級(jí)自諧振線圈340的共振強(qiáng)度的Q值例如比100大時(shí)能實(shí)現(xiàn)基于共振法的送電。
[0060]對(duì)于與圖1的對(duì)應(yīng)關(guān)系，次級(jí)自諧振線圈340以及次級(jí)線圈350與圖1的受電單元110對(duì)應(yīng)，初級(jí)線圈320以及初級(jí)自諧振線圈330與圖1的送電單元220對(duì)應(yīng)。
[0061]圖3是表示距電流源(磁流源)的距離與電磁場(chǎng)的強(qiáng)度的關(guān)系的圖。參照?qǐng)D3，電磁場(chǎng)包含三個(gè)成分。曲線kl是與距離波源的距離成反比例的成分，被稱為“輻射電磁場(chǎng)”。曲線k2是與距離波源的距離的平方成反比例的成分，被稱為“感應(yīng)電磁場(chǎng)”。另外，曲線k3是與距離波源的距離的立方成反比例的成分，被稱為“靜電磁場(chǎng)”。
[0062]其中具有電磁波的強(qiáng)度隨著距波源的距離而急劇減少的區(qū)域，但在共振法中，利用該接近場(chǎng)(漸逝場(chǎng))進(jìn)行能量(電力)的傳送。即，利用接近場(chǎng)，通過使具有相同的固有頻率的一對(duì)共振器(例如一對(duì)LC諧振線圈)共振，從一方的共振器(初級(jí)自諧振線圈)向另一方的共振器(次級(jí)自諧振線圈)傳送能量(電力)。該接近場(chǎng)不向遠(yuǎn)方傳播能量(電力)，所以與通過將能量傳播到遠(yuǎn)方的“輻射電磁場(chǎng)”來傳送能量(電力)的電磁波相比，“共振法”能夠以更少的能量損失輸送電力。
[0063]圖4是圖1所示的電動(dòng)車輛100的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。參照?qǐng)D4，電動(dòng)車輛100包括蓄電裝置150、系統(tǒng)主繼電器SMR1、升壓轉(zhuǎn)換器162、變換器(inverter，逆變器)164、166、電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172、174、發(fā)動(dòng)機(jī)176、動(dòng)力分配裝置177和驅(qū)動(dòng)輪178。另外，電動(dòng)車輛100還包括次級(jí)自諧振線圈112、次級(jí)線圈114、整流器140、DC/DC轉(zhuǎn)換器142、系統(tǒng)主繼電器SMR2和電壓傳感器190。進(jìn)一步，電動(dòng)車輛100還包括控制裝置180、攝像機(jī)120和通信部130。
[0064]該電動(dòng)車輛100搭載發(fā)動(dòng)機(jī)176以及電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)174作為動(dòng)力源。發(fā)動(dòng)機(jī)176以及電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172、174被連接于動(dòng)力分配裝置177。并且，電動(dòng)車輛100利用發(fā)動(dòng)機(jī)176以及電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)174的至少一方產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力來進(jìn)行行駛。發(fā)動(dòng)機(jī)176產(chǎn)生的動(dòng)力由動(dòng)力分配裝置177分配至兩條路徑。即，一方是向驅(qū)動(dòng)輪178傳遞的路徑，另一方是向電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172傳遞的路徑。
[0065]電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172是交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)，由例如在轉(zhuǎn)子中埋設(shè)有永磁體的三相交流同步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成。電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172使用由動(dòng)力分配裝置177分配的發(fā)動(dòng)機(jī)176的動(dòng)能來進(jìn)行發(fā)電。例如，在蓄電裝置150的充電狀態(tài)(也稱為“SOC” (State Of Charge))低于預(yù)先確定的值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)176啟動(dòng)而通過電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172進(jìn)行發(fā)電，對(duì)蓄電裝置150充電。
[0066]電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)174也是交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)，與電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172同樣地，由例如在轉(zhuǎn)子中埋設(shè)有永磁體的三相交流同步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成。電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)174使用積蓄于蓄電裝置150的電力以及由電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172發(fā)電產(chǎn)生的電力的至少一方來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。并且，電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)174的驅(qū)動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪178傳遞。
[0067]另外，在車輛制動(dòng)時(shí)、下坡的加速度降低時(shí)，作為動(dòng)能、勢(shì)能而積蓄于車輛的機(jī)械能經(jīng)由驅(qū)動(dòng)輪178使用于電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)174的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)174作為發(fā)電機(jī)進(jìn)行工作。由此，電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)174將行駛能量變換為電力，作為產(chǎn)生制動(dòng)力的再生制動(dòng)器進(jìn)行工作。而且，由電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)174發(fā)電產(chǎn)生的電力被積蓄于蓄電裝置150。
[0068]動(dòng)力分配裝置177由包括太陽齒輪、小齒輪、行星架、齒圈的行星齒輪構(gòu)成。小齒輪與太陽齒輪以及齒圈接合。行星架以能夠使其自轉(zhuǎn)的方式支承小齒輪，并且連結(jié)于發(fā)動(dòng)機(jī)176的曲軸。太陽齒輪連結(jié)于電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172的旋轉(zhuǎn)軸。齒圈連結(jié)于電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)174的旋轉(zhuǎn)軸以及驅(qū)動(dòng)軸178。
[0069]蓄電裝置150是能夠再充電的直流電源，由例如鋰離子電池、鎳氫電池等二次電池構(gòu)成。蓄電裝置150除了積蓄從DC/DC轉(zhuǎn)換器142供給的電力，還積蓄由電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172、174發(fā)電產(chǎn)生的再生電力。而且，蓄電裝置150將其積蓄的電力向升壓轉(zhuǎn)換器162供給。作為蓄電裝置150也能夠采用大容量的電容器，只要是能夠暫時(shí)積蓄從供電裝置200(圖1)供給的電力、來自電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172、174的再生電力、并能夠?qū)⑵浞e蓄的電力向升壓變壓器162供給的電力緩沖器，則可以是任何裝置。
[0070]系統(tǒng)主繼電器SMRl配設(shè)于蓄電裝置150與升壓轉(zhuǎn)換器162之間。系統(tǒng)主繼電器SMRl在來自控制裝置180的信號(hào)SEl被激活時(shí)，將蓄電裝置150與升壓轉(zhuǎn)換器162電連接，在信號(hào)SEl被非激活時(shí)，將蓄電裝置150與升壓轉(zhuǎn)換器162之間的電路切斷。升壓轉(zhuǎn)換器162基于來自控制裝置180的信號(hào)PWC，將正極線PL2的電壓升壓為從蓄電裝置150輸出的電壓以上的電壓。該升壓轉(zhuǎn)換器162由例如直流斬波電路構(gòu)成。變換器164、166分別與電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172、174對(duì)應(yīng)地設(shè)置。變換器164基于來自控制裝置180的信號(hào)PWIl來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172，變換器166基于來自控制裝置180的信號(hào)PWI2來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)174。變換器164、166由例如三相橋電路構(gòu)成。
[0071 ] 次級(jí)自諧振線圈112是兩端開路(非連接)的LC諧振線圈，通過經(jīng)由電磁場(chǎng)與供電設(shè)備200的初級(jí)自諧振線圈(后述)共振而從供電設(shè)備200接受電力。次級(jí)自諧振線圈112的電容成分為線圈的寄生電容，但也可以設(shè)置連接在線圈的兩端的電容器。對(duì)于該次級(jí)自諧振線圈112，基于與供電裝置200的初級(jí)自諧振線圈的距離、初級(jí)自諧振線圈以及次級(jí)自諧振線圈112的共振頻率等，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定其圈數(shù)，使得表示初級(jí)自諧振線圈與次級(jí)自諧振線圈112的共振強(qiáng)度的Q值(例如，Q > 100)和表示其耦合度的K等變大。
[0072]次級(jí)線圈114與次級(jí)自諧振線圈112配設(shè)在相同軸上，能夠通過電磁感應(yīng)與次級(jí)自諧振線圈112磁耦合。該次級(jí)線圈114通過電磁感應(yīng)獲取由次級(jí)自諧振線圈112接受的電力，并向整流器140輸出。次級(jí)自諧振線圈112和次級(jí)線圈114形成圖1所示的受電單元 IlO0
[0073]整流器140對(duì)由次級(jí)線圈114獲取的交流電力進(jìn)行整流。DC/DC轉(zhuǎn)換器142基于來自控制裝置180的控制信號(hào)PWD，將由整流器140整流后的電力變換成蓄電裝置150的電壓電平，并向蓄電裝置150輸出。系統(tǒng)主繼電器SMR2配設(shè)于DC/DC轉(zhuǎn)換器142與蓄電裝置150之間。系統(tǒng)主繼電器SMR2在來自控制裝置180的信號(hào)SE2被激活時(shí)，將蓄電裝置150與DC/DC轉(zhuǎn)換器142電連接，在信號(hào)SE2被非激活時(shí)，將蓄電裝置150與DC/DC轉(zhuǎn)換器142之間的電路切斷。電壓傳感器190檢測(cè)整流器140與DC/DC轉(zhuǎn)換器142之間的電壓VH，將其檢測(cè)值向控制裝置180輸出。
[0074]控制裝置180基于加速器(加速踏板)開度、車輛速度、來自其他的各種傳感器的信號(hào)，生成用于分別驅(qū)動(dòng)升壓轉(zhuǎn)換器162以及電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172、174的信號(hào)PWC、PWI1、PWI2，將其生成的信號(hào)PWC、PWI1、PWI2分別向升壓轉(zhuǎn)換器162以及變換器164、166輸出。而且，在車輛行駛時(shí)，控制裝置180將信號(hào)SEl激活而使系統(tǒng)主繼電器SMRl接通，并且將信號(hào)SE2非激活而使系統(tǒng)主繼電器SMR2斷開。
[0075]另外，在從供電設(shè)備200 (圖1)進(jìn)行向電動(dòng)車輛100的供電時(shí)，控制裝置180從攝像機(jī)120接收由攝像機(jī)120拍攝到的圖像。另外，控制裝置180從供電設(shè)備200經(jīng)由通信部130接收從供電設(shè)備200送出的電力信息(電壓以及電流)，從電壓傳感器190接受由電壓傳感器190檢測(cè)出的電壓VH的檢測(cè)值。并且，控制裝置180基于這些數(shù)據(jù)通過后述的方法執(zhí)行車輛的停車控制，使得將該車輛向供電設(shè)備200的送電單元220 (圖1)引導(dǎo)。
[0076]在向送電單元220的停車控制完成時(shí)，控制裝置180經(jīng)由通信部130向供電設(shè)備200發(fā)送供電指令，并且將信號(hào)SE2激活而使系統(tǒng)主繼電器SMR2接通。而且，控制裝置180生成用于驅(qū)動(dòng)DC/DC轉(zhuǎn)換器142的信號(hào)PWD，將其生成的信號(hào)PWD向DC/DC轉(zhuǎn)換器142輸出。
[0077]圖5是圖4所示的控制裝置180的功能框圖。參照?qǐng)D5，控制裝置180包括:IPA(Intelligent Parking Assist,智能泊車輔助)-ECU (Electronic Control Unit,電子控制單兀)410 ；EPS (Electric Power Steering,電動(dòng)轉(zhuǎn)向器)420 ；MG (Motor-Generator,電動(dòng)發(fā)電機(jī))-ECU430 ;ECB (Electronically Controlled Brake,電子控制制動(dòng)器)440 ;EPB(Electric Parking Brake,電子駐車制動(dòng)器)450 ;共振 ECU460 ；HV (Hybrid Vehicle 混合動(dòng)力車輛)-ECU470。
[0078]IPA-E⑶410在車輛的工作模式為充電模式時(shí)，基于從攝像機(jī)120接收的圖像信息，執(zhí)行將車輛向供電設(shè)備200的送電單元220(圖1)引導(dǎo)的引導(dǎo)控制(第一引導(dǎo)控制)。具體地說，IPA-E⑶410基于從攝像機(jī)120接收的圖像信息識(shí)別送電單元220。在此，在送電單元220設(shè)有表示送電單元220的位置以及方向的多個(gè)發(fā)光部230，IPA-E⑶410基于由攝像機(jī)120拍攝到的多個(gè)發(fā)光部230的圖像來識(shí)別與送電單元220的位置關(guān)系(大致的距離以及方向)。并且，IPA-E⑶410基于該識(shí)別結(jié)果，向EPS420輸出指令，使得以適當(dāng)?shù)姆较驅(qū)④囕v向送電單元220引導(dǎo)。
[0079]另外，IPA-E⑶410在通過車輛接近送電單元220而送電單元220進(jìn)入車體下部、變得無法通過攝像機(jī)120拍攝送電單元220時(shí)，向HV-E⑶470通知結(jié)束基于來自攝像機(jī)120的圖像信息的引導(dǎo)控制(第一引導(dǎo)控制)。EPS420在第一引導(dǎo)控制時(shí)，基于來自IPA-E⑶410的指令進(jìn)行轉(zhuǎn)向器的自動(dòng)控制。
[0080]MG-E⑶430基于來自HV-E⑶470的指令，控制電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172、174以及升壓轉(zhuǎn)換器162。詳細(xì)地說，MG-E⑶430生成用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172、174以及升壓轉(zhuǎn)換器162的信號(hào)，并分別向變換器164、166以及升壓轉(zhuǎn)換器162輸出。
[0081]ECB440基于來自HV-E⑶470的指令，控制車輛的制動(dòng)。詳細(xì)地說，ECB440基于來自HV-ECU470的指令，進(jìn)行液壓制動(dòng)器的控制，并且進(jìn)行液壓制動(dòng)器和借助電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)174的再生制動(dòng)器的協(xié)調(diào)控制。EPB450基于來自HV-ECU470的指令，進(jìn)行電動(dòng)停車制動(dòng)器的控制。
[0082]共振E⑶460從供電設(shè)備200經(jīng)由通信部130接收從供電設(shè)備200 (圖1)送出的電力信息。另外，共振ECU460從電壓傳感器190 (圖4)接收表示車輛中的受電電壓的電壓VH的檢測(cè)值。并且，共振E⑶460通過例如對(duì)來自供電設(shè)備200的送電電壓與電壓VH進(jìn)行比較，檢測(cè)供電設(shè)備200的送電單元220與車輛的受電單元110的距離。
[0083]具體地說，相對(duì)于圖6所示的一定的初級(jí)側(cè)電壓(來自供電設(shè)備200的輸出電壓)，次級(jí)側(cè)電壓(電動(dòng)車輛100的受電電壓)如圖7所示，根據(jù)供電設(shè)備200的送電單元220與電動(dòng)車輛100的受電單元110的距離L而變化。因此，能夠預(yù)先測(cè)定該圖6、7所示的初級(jí)側(cè)電壓和次級(jí)側(cè)電壓的關(guān)系而預(yù)先制作映射(map)等，基于表示次級(jí)側(cè)電壓的電壓VH的檢測(cè)值來檢測(cè)送電單元220與受電單元110之間的距離。
[0084]如圖8所示，初級(jí)側(cè)電流(來自供電設(shè)備200的輸出電流)根據(jù)送電單元220與受電單元110之間的距離L而變化，也可以使用該關(guān)系，基于來自供電設(shè)備200的輸出電流的檢測(cè)值來檢測(cè)送電單元220與受電單元110之間的距離。
[0085]再次參照?qǐng)D5，共振E⑶460在檢測(cè)到送電單元220與受電單元110之間的距離時(shí)，將該距離信息向HV-E⑶470輸出。另外，共振E⑶460在從HV-E⑶470接收到充電開始指令時(shí)，通過將向系統(tǒng)主繼電器SMR2輸出的信號(hào)SE2激活而使系統(tǒng)主繼電器SMR2接通。而且，共振E⑶460生成用于驅(qū)動(dòng)DC/DC轉(zhuǎn)換器142的信號(hào)并向DC/DC轉(zhuǎn)換器142輸出。
[0086]HV-ECU470在車輛的工作模式為行駛模式時(shí)，根據(jù)加速踏板/制動(dòng)踏板的操作狀況和/或車輛的行駛狀況等，向MG-ECU430以及ECB440輸出控制指令。另外，在操作停車制動(dòng)開關(guān)等而由駕駛者指示停車制動(dòng)器工作時(shí)，HV-E⑶470向EPB450輸出動(dòng)作指令。
[0087]另一方面，在車輛的工作模式為充電模式時(shí)，HV-E⑶470通過通信部130建立與供電設(shè)備200 (圖1)的通信，經(jīng)由通信部130向供電設(shè)備200輸出用于啟動(dòng)供電設(shè)備200的啟動(dòng)指令。當(dāng)供電設(shè)備200啟動(dòng)時(shí)，HV-E⑶470經(jīng)由通信部130向供電設(shè)備200輸出設(shè)置在供電設(shè)備200的送電單元220上的發(fā)光部230的點(diǎn)亮指令。并且，在發(fā)光部230點(diǎn)亮?xí)r，HV-E⑶470經(jīng)由通信部130向供電設(shè)備200輸出表示處于執(zhí)行將電動(dòng)車輛100向送電單元220引導(dǎo)的引導(dǎo)控制期間的引導(dǎo)控制中信號(hào)，并且向IPA-ECU410輸出指示執(zhí)行基于來自攝像機(jī)120的圖像信息的引導(dǎo)控制(第一引導(dǎo)控制)的指令。
[0088]進(jìn)一步，HV-E⑶470在從IPA-E⑶410接收到第一引導(dǎo)控制的結(jié)束通知時(shí)，執(zhí)行基于送電單元220與受電單元110的距離信息的引導(dǎo)控制(第二引導(dǎo)控制)。具體地說，HV-E⑶470從共振E⑶460接受供電設(shè)備200的送電單元220與車輛的受電單元110的距離信息，基于該距離信息，向分別控制車輛的驅(qū)動(dòng)以及制動(dòng)的MG-E⑶430以及ECB440輸出指令，使得送電單元220與受電單元110的距離變?yōu)樽钚　?br> [0089]對(duì)于送電單元220與受電單元110的距離為最小的判斷，例如如圖9所示，基于從共振E⑶460接收的送電單元220與受電單元110的距離L的微分值變?yōu)榱銜r(shí)來實(shí)現(xiàn)該判斷。
[0090]再次參照?qǐng)D5，在送電單元220與受電單元110的位置對(duì)準(zhǔn)完成時(shí)，HV-E⑶470向EPB450輸出動(dòng)作指令，然后，經(jīng)由通信部130向供電設(shè)備200輸出指示從供電設(shè)備200供電的供電指令，并且向共振ECU460輸出充電開始指令。
[0091]在該控制裝置180，在車輛的工作模式變?yōu)槌潆娔Ｊ綍r(shí)，HV-E⑶470通過通信部130建立與供電設(shè)備200的通信，經(jīng)由通信部130向供電設(shè)備200發(fā)送啟動(dòng)指令。在供電設(shè)備200根據(jù)啟動(dòng)指令而啟動(dòng)后，HV-E⑶470經(jīng)由通信部130向供電設(shè)備200發(fā)送發(fā)光部230的點(diǎn)亮指令。在送電單元220上的發(fā)光部230點(diǎn)亮?xí)r，HV-E⑶470經(jīng)由通信部130向供電設(shè)備200發(fā)送引導(dǎo)控制中信號(hào)，并且向IPA-E⑶410輸出指示執(zhí)行基于來自攝像機(jī)120的圖像信息的引導(dǎo)控制(第一引導(dǎo)控制)的指令。
[0092]IPA-E⑶410在從HV-E⑶470接收到指令時(shí)，執(zhí)行基于來自攝像機(jī)120的圖像信息的引導(dǎo)控制(第一引導(dǎo)控制)，向EPS420輸出用于自動(dòng)控制轉(zhuǎn)向器的指令。并且，在由于車輛接近送電單元220而送電單元220進(jìn)入車體下部、變得無法通過攝像機(jī)120識(shí)別送電單元220時(shí)，IPA-E⑶410向HV-E⑶470通知結(jié)束第一引導(dǎo)控制。
[0093]另一方面，共振E⑶460從供電設(shè)備200經(jīng)由通信部130接收根據(jù)上述的引導(dǎo)控制中信號(hào)而從供電設(shè)備200送出的電力(如上所述，該電力比在停車控制完成后供給的電力小)的信息，從電壓傳感器190接收表示電動(dòng)車輛100的受電電壓的電壓VH的檢測(cè)值。并且，共振ECU460基于從供電設(shè)備200向電動(dòng)車輛100供電的供電狀況推定送電單元220與受電單元110之間的距離，將該距離信息向HV-E⑶470輸出。HV-E⑶470在從IPA-E⑶410接收到基于來自攝像機(jī)120的圖像信息的第一引導(dǎo)控制的結(jié)束通知時(shí)，執(zhí)行基于從共振E⑶460接受的送電單元220與受電單元110的距離信息的引導(dǎo)控制(第二引導(dǎo)控制)，分別向MG-E⑶430以及ECB440輸出用于自動(dòng)控制車輛的驅(qū)動(dòng)以及制動(dòng)的指令。
[0094]并且，在通過上述第二引導(dǎo)控制而完成送電單元220與受電單元110的位置對(duì)準(zhǔn)時(shí)，HV-E⑶470向EPB450輸出動(dòng)作指令，然后，經(jīng)由通信部130向供電設(shè)備200輸出供電指令，并且向共振ECU460輸出充電開始指令。由此，開始從供電設(shè)備200向電動(dòng)車輛100的實(shí)質(zhì)的供電。
[0095]圖10是圖1所示的供電設(shè)備200的功能框圖。參照?qǐng)D10，供電設(shè)備200包括交流電源250、高頻電力驅(qū)動(dòng)器260、初級(jí)線圈222、初級(jí)自諧振線圈224、電壓傳感器272、電流傳感器274、發(fā)光部230、通信部240和ECU270。
[0096]交流電源250是車輛外部的電源，為例如系統(tǒng)電源。高頻電力驅(qū)動(dòng)器260將從交流電源250接受的電力變換為高頻的電力，將其變換后的高頻電力向初級(jí)線圈222輸出。高頻電力驅(qū)動(dòng)器260生成的高頻電力的頻率為例如IMHz?10幾MHz。
[0097]初級(jí)線圈222與初級(jí)自諧振線圈224配設(shè)在相同軸上，能夠通過電磁感應(yīng)與初級(jí)自諧振線圈224磁耦合。而且，初級(jí)線圈222通過電磁感應(yīng)將從高頻電力驅(qū)動(dòng)器260供給的高頻電力向初級(jí)自諧振線圈224供給。
[0098]初級(jí)自諧振線圈224與電動(dòng)車輛100的次級(jí)自諧振線圈112同樣是兩端開路(非連接)的LC諧振線圈，通過經(jīng)由電磁場(chǎng)與電動(dòng)車輛100的次級(jí)自諧振線圈112共振而向電動(dòng)車輛100輸送電力。初級(jí)自諧振線圈224的電容成分也為線圈的寄生電容，但也可以設(shè)置連接于線圈的兩端的電容器。該初級(jí)自諧振線圈224也基于與電動(dòng)車輛100的次級(jí)自諧振線圈112的距離和/或初級(jí)自諧振線圈224和次級(jí)自諧振線圈112的諧振頻率等，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定其圈數(shù)，使得Q值(例如，Q > 100)和耦合度K等變大。
[0099]初級(jí)自諧振線圈224以及初級(jí)線圈222形成圖1所示的送電單元220。發(fā)光部230以及通信部240如圖1中說明的那樣。電壓傳感器272檢測(cè)從高頻電力驅(qū)動(dòng)器260輸出的電壓VS，將該檢測(cè)值向ECU270輸出。電流傳感器274檢測(cè)從高頻電力驅(qū)動(dòng)器260輸出的電流IS，將該檢測(cè)值向E⑶270輸出。
[0100]E⑶270在經(jīng)由通信部240從電動(dòng)車輛100接收到啟動(dòng)指令時(shí)，供電設(shè)備200啟動(dòng)。另外，E⑶270在經(jīng)由通信部240從電動(dòng)車輛100接收到發(fā)光部230的點(diǎn)亮指令時(shí)，使發(fā)光部230點(diǎn)亮。并且，E⑶270在經(jīng)由通信部240從電動(dòng)車輛100接收到供電指令時(shí)，控制高頻電力驅(qū)動(dòng)器260的輸出，以使從供電設(shè)備200向電動(dòng)車輛100供給的電力與目標(biāo)值一致。
[0101]另外，E⑶270在經(jīng)由通信部240從電動(dòng)車輛100接收到引導(dǎo)控制中信號(hào)時(shí)，經(jīng)由通信部240向電動(dòng)車輛100發(fā)送包含來自電壓傳感器272的電壓VS以及來自電流傳感器274的電流IS的各檢測(cè)值的供電設(shè)備200的電力信息。并且，ECU270在引導(dǎo)控制中信號(hào)的接收期間，控制高頻電力驅(qū)動(dòng)器260的輸出，使得輸出比執(zhí)行基于供電指令的供電時(shí)的電力小的預(yù)定的電力。
[0102]圖11是用于說明由電動(dòng)車輛100的控制裝置180以及供電設(shè)備200的E⑶260執(zhí)行的車輛的引導(dǎo)控制的流程圖。該流程圖的處理每一定時(shí)間或者每當(dāng)預(yù)定的條件成立時(shí)而被執(zhí)行。
[0103]參照?qǐng)D11，在電動(dòng)車輛100中，控制裝置180判定車輛的工作模式是否為充電模式(步驟S10)。在非充電模式時(shí)即行駛模式時(shí)(在步驟SlO中為“否”)，控制裝置180不執(zhí)行以后的一系列的處理而將處理向步驟S120轉(zhuǎn)移。
[0104]當(dāng)在步驟SlO中判定為是充電模式(在步驟SlO中為“是”)時(shí)，控制裝置180建立車輛的通信部130與供電設(shè)備200的通信部240的通信，通過通信部130向供電設(shè)備200發(fā)送指示啟動(dòng)供電設(shè)備200的啟動(dòng)指令(步驟S20)。接下來，控制裝置180在有設(shè)置在供電設(shè)備200的送電單元220上的發(fā)光部230的點(diǎn)亮要求(在步驟S25中為“是”)時(shí)，通過通信部130向供電設(shè)備200發(fā)送指示點(diǎn)亮發(fā)光部230的點(diǎn)亮指令(步驟S30)。進(jìn)而接下來，控制裝置180通過通信部130向供電設(shè)備200發(fā)送表示車輛正進(jìn)行向送電單元220的引導(dǎo)控制的引導(dǎo)控制中信號(hào)，持續(xù)發(fā)送直到送電單元220與受電單元110的位置對(duì)準(zhǔn)完成為止。
[0105]并且，控制裝置180通過上述的方法執(zhí)行基于來自攝像機(jī)120的圖像信息的引導(dǎo)控制(第一引導(dǎo)控制)(步驟S50)。該第一引導(dǎo)控制執(zhí)行到由于電動(dòng)車輛100向供電設(shè)備200接近、送電單元220進(jìn)入車體下部、因而變?yōu)闊o法基于來自攝像機(jī)120的圖像信息識(shí)別送電單元220為止(步驟S60)。
[0106]在變?yōu)闊o法基于來自攝像機(jī)120的圖像信息識(shí)別送電單元220 (在步驟S60中為“是”)時(shí)，控制裝置180基于從供電設(shè)備200發(fā)送來的電力信息(來自供電設(shè)備200的輸出電壓以及電流)，通過上述方法推定送電單元220與受電單元110的距離。并且，控制裝置180執(zhí)行基于根據(jù)從送電單元220向受電單元110供電的供電狀況而推定出的上述的距離信息的引導(dǎo)控制(第二引導(dǎo)控制)(步驟S70)。
[0107]在第二引導(dǎo)控制中，控制裝置180基于送電單元220與受電單元110的距離的微分值，通過上述的方法判定送電單元220與受電單元110的距離是否變?yōu)闃O小(步驟S80)。并且，在判定為送電單元220與受電單元110的距離變?yōu)榱藰O小(在步驟S80中為“是”)時(shí)，控制裝置180使車輛停車，使電動(dòng)停車制動(dòng)器工作(步驟S90)。
[0108]然后，控制裝置180通過通信部130向供電設(shè)備200發(fā)送指示從供電設(shè)備200向電動(dòng)車輛100的實(shí)質(zhì)的供電的供電指令(步驟S100)。進(jìn)一步，控制裝置180將系統(tǒng)主繼電器SMR2接通，并且驅(qū)動(dòng)DC/DC轉(zhuǎn)換器142，執(zhí)行蓄電裝置150的充電控制(步驟S110)。
[0109]另一方面，在供電設(shè)備200中，在通信部240接收到從電動(dòng)車輛100發(fā)送的啟動(dòng)指令(在步驟S200中為“是”)時(shí)，E⑶270進(jìn)行供電設(shè)備200的啟動(dòng)(步驟S210)。接下來，在通信部240接收到從電動(dòng)車輛100發(fā)送來的點(diǎn)亮指令(在步驟S220中為“是”)時(shí)，E⑶270將發(fā)光部230點(diǎn)亮(步驟S230)。進(jìn)而接下來，在通信部240接收到從電動(dòng)車輛100發(fā)送的引導(dǎo)控制中信號(hào)(在步驟S240中為“是”)時(shí)，ECU270控制高頻電力驅(qū)動(dòng)器260的輸出，使得輸出比充電時(shí)小的預(yù)先設(shè)定的電力(步驟S250)。
[0110]在接收引導(dǎo)控制中信號(hào)的期間，ECU270將表示從供電設(shè)備200輸出的電壓的大小的來自電壓傳感器272的電壓VS的檢測(cè)值以及表不從供電設(shè)備200輸出的電流的大小的來自電流傳感器274的電流IS的檢測(cè)值作為供電設(shè)備200的電力信息，通過通信部240向電動(dòng)車輛100發(fā)送(步驟S260)。
[0111]并且，在通信部240接收到從電動(dòng)車輛100發(fā)送的供電指令(在步驟S270中為“是”)時(shí)，ECU270控制高頻電力驅(qū)動(dòng)器260的輸出，使得輸出用于進(jìn)行車輛的充電的充電電力(步驟S280)。
[0112]如上所述，在該實(shí)施方式中，電動(dòng)車輛100的停車控制以兩個(gè)階段進(jìn)行。在第一階段，基于來自搭載于車輛的攝像機(jī)120的圖像信息檢測(cè)送電單元220與受電單元110的位置關(guān)系，基于該檢測(cè)結(jié)果控制車輛，使得將車輛向送電單元220引導(dǎo)(第一引導(dǎo)控制)。在第二階段，基于從送電單元220向受電單元110供電的供電狀況，檢測(cè)送電單元220與受電單元110之間的距離L。并且，在車輛接近送電單元220到由于送電單元220進(jìn)入車體下部而無法通過攝像機(jī)120拍攝送電單元220的距離時(shí)，根據(jù)基于從送電單元220向受電單元110供電的供電狀況而檢測(cè)到的送電單元220與受電單元110的距離信息來控制車輛，使得進(jìn)行送電單元220與受電單元110的位置對(duì)準(zhǔn)(第二引導(dǎo)控制)。由此，能夠不具備大型的設(shè)備地進(jìn)行供電設(shè)備的送電單元220與搭載于車輛的受電單元110的位置對(duì)準(zhǔn)。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠在確保向供電設(shè)備200的停車精度的同時(shí)，以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車輛用供電系統(tǒng)10。
[0113]另外，在上述的實(shí)施方式中，在供電設(shè)備200與電動(dòng)車輛100的距離較大時(shí)，設(shè)為基于圖像信息的引導(dǎo)控制(第一引導(dǎo)控制)，從供電設(shè)備200與電動(dòng)車輛100的距離變小開始，執(zhí)行需要來自送電單元220的送電的、基于距離信息的引導(dǎo)控制(第二引導(dǎo)控制)。進(jìn)而，在第二引導(dǎo)控制時(shí)從送電單元220送出的電力比在充電控制開始后輸出的電力小。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠抑制電力的消耗。
[0114]另外，在上述的實(shí)施方式中，基于來自要從供電設(shè)備200接受供電的電動(dòng)車輛100的指令來啟動(dòng)供電設(shè)備200，進(jìn)一步，基于來自電動(dòng)車輛100的指令點(diǎn)亮發(fā)光部230。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠抑制非充電時(shí)的浪費(fèi)的電力消耗。
[0115]在上述的實(shí)施方式中，設(shè)為在送電單元220進(jìn)入攝像機(jī)120的死角時(shí)從基于攝像機(jī)120的圖像信息的第一引導(dǎo)控制切換為基于距離信息的第二引導(dǎo)控制，但也可以在車輛接近送電單元220到預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的距離時(shí)從第一引導(dǎo)控制切換為第二引導(dǎo)控制。例如，可以將受電單元110能夠從送電單元220接受電力的距離等設(shè)定作為上述預(yù)定的距離。
[0116]另外，在上面的敘述中，設(shè)為將供電設(shè)備200的電力信息向電動(dòng)車輛100發(fā)送、基于該電力信息在車輛側(cè)生成距離信息，但也可以基于供電設(shè)備200的輸出電流、或者通過從電動(dòng)車輛100向供電設(shè)備200發(fā)送車輛的受電電壓，來在供電設(shè)備200側(cè)生成距離信息并向電動(dòng)車輛100發(fā)送。另外，也可以通過供電設(shè)備200具有距離信息來在供電設(shè)備200進(jìn)行基于距離信息的第二引導(dǎo)控制的結(jié)束判定。
[0117]另外，在上面的敘述中，第一引導(dǎo)控制時(shí)設(shè)為駕駛者操作加速器/制動(dòng)器，第二引導(dǎo)控制時(shí)設(shè)為自動(dòng)進(jìn)行加速器/制動(dòng)器操作，但也可以設(shè)為第一引導(dǎo)控制時(shí)也自動(dòng)進(jìn)行加速器/制動(dòng)器操作，或也可以設(shè)為第二引導(dǎo)控制時(shí)也是駕駛者操作加速器/制動(dòng)器。
[0118]另外，在上面的敘述中，設(shè)為攝像機(jī)120配設(shè)在車輛后部，但攝像機(jī)120的配設(shè)位置并不限定于車輛后部。
[0119]另外，在上面的敘述中，設(shè)為使用共振法從供電設(shè)備200向電動(dòng)車輛100以非接觸方式輸送電力，但從供電設(shè)備200向電動(dòng)車輛100的送電方法并不限定于共振法,也可以是使用作為其他的非接觸送電方法的電磁感應(yīng)的送電、使用微波的送電。在這些送電方法中，也可以基于從供電設(shè)備向車輛供電的供電狀況來推定送電單元與受電單元的距離。
[0120]另外，在上面的敘述中，設(shè)為基于發(fā)光部230對(duì)送電單元220的位置以及方向進(jìn)行圖像識(shí)別，但也可以不設(shè)置發(fā)光部230而對(duì)送電單元220的形狀等進(jìn)行圖像識(shí)別。需說明的是，通過如上述實(shí)施方式那樣設(shè)置發(fā)光部230，在夜間也能夠識(shí)別送電單元220的位置以及方向。
[0121]另外，在上面的敘述中，設(shè)為使一對(duì)自諧振線圈共振而進(jìn)行送電，但作為共振體也可以代替自諧振線圈而使用由高介電常數(shù)材料形成的高介電常數(shù)電介質(zhì)盤。
[0122]另外，在上面的敘述中，作為電動(dòng)車輛，對(duì)于能夠通過動(dòng)力分配裝置177對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)176的動(dòng)力分配而向驅(qū)動(dòng)輪178和電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172傳遞的串/并型的混合動(dòng)力車進(jìn)行了說明，但本發(fā)明也能夠應(yīng)用于其他的形式的混合動(dòng)力車。即例如，本發(fā)明也能夠應(yīng)用于:僅為了驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)172而使用發(fā)動(dòng)機(jī)176、僅通過電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)174產(chǎn)生車輛的驅(qū)動(dòng)力的所謂串聯(lián)型的混合動(dòng)力車；僅將發(fā)動(dòng)機(jī)176生成的動(dòng)能中的再生能量作為電能回收的混合動(dòng)力車；將發(fā)動(dòng)機(jī)作為主動(dòng)力、馬達(dá)根據(jù)需要進(jìn)行輔助的馬達(dá)輔助型的混合動(dòng)力車等。
[0123]另外，本發(fā)明也能夠應(yīng)用于不具備發(fā)動(dòng)機(jī)176而僅利用電力進(jìn)行行駛的電動(dòng)汽車、作為直流電源除了蓄電裝置150之外還具備燃料電池的燃料電池車。另外，本發(fā)明也能夠應(yīng)用于不具備升壓轉(zhuǎn)換器162的電動(dòng)車輛、不具備DC/DC轉(zhuǎn)換器142的電動(dòng)車輛。
[0124]另外，在上面的敘述中，攝像機(jī)120以及IPA-E⑶410形成本發(fā)明中的“第一檢測(cè)單元”(第一檢測(cè)部)，IPA-E⑶410以及EPS420形成本發(fā)明中的“第一引導(dǎo)控制單元”(第一引導(dǎo)控制部)。另外，共振E⑶460對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的“第二檢測(cè)單元”(第二檢測(cè)部)，HV-E⑶470、MG-E⑶430以及ECB440形成本發(fā)明中的“第二引導(dǎo)控制單元”(第二引導(dǎo)控制部)。
[0125]進(jìn)一步，攝像機(jī)120對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的“拍攝裝置”，IPA-E⑶410對(duì)應(yīng)于發(fā)明中的“圖像識(shí)別部”。另外，進(jìn)而，通信部130、240形成本發(fā)明中的“通信單元”，初級(jí)自諧振線圈224對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的“送電用線圈”。另外，進(jìn)而，次級(jí)自諧振線圈112對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的“受電用線圈”，共振E⑶460對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的“距離推定部”。另外，進(jìn)而，EPS420對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的“第一控制部”，MG-E⑶430以及ECB440形成本發(fā)明中的“第二控制部”。另外，進(jìn)而，高頻電力驅(qū)動(dòng)器260以及ECU270形成本發(fā)明中的“電力控制部”。
[0126]應(yīng)該認(rèn)為本次公開的實(shí)施方式在所有方面都是例示性的而不是限制性的內(nèi)容。本發(fā)明的范圍不由上述的實(shí)施方式的說明而由權(quán)利要求表示，其含義包含與權(quán)利要求等同的意義以及范圍內(nèi)的所有的變更。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛用供電系統(tǒng)，以非接觸方式從設(shè)置于車輛外部的供電設(shè)備(200)的送電單元向搭載于車輛(100)的受電單元(110)供電，包括: 第一檢測(cè)單元(120、410)，其檢測(cè)所述送電單元與所述受電單元的位置關(guān)系； 第一引導(dǎo)控制單元(410、420)，其基于所述第一檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果控制所述車輛，使得向所述送電單元引導(dǎo)所述車輛； 第二檢測(cè)單元(460)，其基于從所述送電單元向所述受電單元的供電狀況，檢測(cè)所述送電單元與所述受電單元之間的距離；以及 第二引導(dǎo)控制單元(470、420、430、440)，其在通過所述第一引導(dǎo)控制單元使所述車輛與所述送電單元接近到預(yù)定的距離時(shí)，基于所述第二檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果控制所述車輛，使得進(jìn)行所述送電單元與所述受電單元的位置對(duì)準(zhǔn)， 所述送電單元配置于地面， 所述受電單元配置于車體底面， 所述送電單元和所述受電單元的相對(duì)面積比所述車體底面的面積小， 所述第一檢測(cè)單元包括: 拍攝裝置(120)，其搭載于所述車輛，對(duì)所述車輛的外部進(jìn)行拍攝；和圖像識(shí)別部(410)，其基于通過所述拍攝裝置拍攝的圖像來識(shí)別所述送電單元的位置，所述預(yù)定的距離為通過所述車輛接近所述送電單元、從而所述送電單元進(jìn)入車體下部、因而變?yōu)闊o法通過所述拍攝裝置拍攝所述送電單元的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用供電系統(tǒng)，其中，` 所述預(yù)定的距離為所述受電單元能夠從所述送電單元接受電力的預(yù)先設(shè)定的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用供電系統(tǒng)，其中， 還包括在所述車輛與所述供電設(shè)備之間進(jìn)行通信的通信單元(130、240)， 所述第一檢測(cè)單元進(jìn)一步包括表示所述送電單元的位置的發(fā)光部(230)， 所述發(fā)光部在通過所述通信單元確立了所述車輛與所述供電設(shè)備之間的通信之后發(fā)光。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛用供電系統(tǒng)，其中， 所述發(fā)光部根據(jù)通過所述通信單元從所述車輛接受的指令而發(fā)光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用供電系統(tǒng)，其中， 還包括在所述車輛與所述供電設(shè)備之間進(jìn)行通信的通信單元(130、240)， 所述供電設(shè)備根據(jù)通過所述通信單元從所述車輛接受的指令而啟動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用供電系統(tǒng)，其中， 所述送電單元包括從電源接受電力的送電用線圈(224)， 所述受電單元包括用于以非接觸方式從所述送電用線圈接受電力的受電用線圈(112)， 所述第二檢測(cè)單元包括距離推定部(460)，所述距離推定部基于從所述送電用線圈向所述受電用線圈輸送的電力的信息來推定所述送電單元與所述受電單元之間的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用供電系統(tǒng)，其中， 在通過所述第二引導(dǎo)控制單元執(zhí)行所述送電單元與所述受電單元的位置對(duì)準(zhǔn)的期間中從所述送電單元向所述受電單元供給的電力的大小比在所述位置對(duì)準(zhǔn)完成后從所述送電單元向所述受電單元供給的電力小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用供電系統(tǒng)，其中， 所述第一引導(dǎo)控制單元包括基于所述第一檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果對(duì)所述車輛的轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制的第一控制部(420)， 所述第二引導(dǎo)控制單元包括基于所述第二檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果對(duì)所述車輛的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)進(jìn)行控制的第二控制部(430、440 )。
9.一種電動(dòng)車輛，能夠使用從設(shè)置于車輛外部的供電設(shè)備(200)的送電單元(220)供給的電力利用電動(dòng)機(jī)(174)進(jìn)行行駛，包括: 受電單元(110)，其構(gòu)成為以非接觸方式接受從所述送電單元送出的電力； 第一檢測(cè)部(120、410)，其檢測(cè)所述送電單元的位置； 第一引導(dǎo)控制部(410、420)，其基于所述第一檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制該車輛，使得向所述送電單元引導(dǎo)該車輛； 第二檢測(cè)部(460)，其基于從所述送電單元向所述受電單元的供電狀況，檢測(cè)所述送電單元與所述受電單元之間的距離；以及 第二引導(dǎo)控制部(470、420、430、440)，其在通過所述第一引導(dǎo)控制部使該車輛與所述送電單元接近到預(yù)定的距離時(shí)，基于所述第二檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制該車輛，使得進(jìn)行所述送電單元與所述受電單元的位置對(duì)準(zhǔn)， 所述送電單元配置于地面， 所述受電單元配置于車體底面， 所述送電單元和所述受電單元的相對(duì)面積比所述車體底面的面積小， 所述第一檢測(cè)部包括: 拍攝裝置(120)，其對(duì)所述車輛的外部進(jìn)行拍攝；和 圖像識(shí)別部(410)，其基于通過所述拍攝裝置拍攝的圖像來識(shí)別所述送電單元的位置，所述預(yù)定的距離為通過該車輛接近所述送電單元、從而所述送電單元進(jìn)入車體下部、因而變?yōu)闊o法通過所述拍攝裝置拍攝所述送電單元的距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)車輛，其中， 所述預(yù)定的距離為所述受電單元能夠從所述送電單元接受電力的預(yù)先設(shè)定的距離。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)車輛，其中， 還包括與所述供電設(shè)備進(jìn)行通信的通信部(130)， 所述供電設(shè)備包括表示所述送電單元的位置的發(fā)光部(230 )， 所述通信部，在確立了與所述供電設(shè)備的通信之后，向所述供電設(shè)備發(fā)送指示所述發(fā)光部點(diǎn)亮的指令。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)車輛，其中， 還包括與所述供電設(shè)備進(jìn)行通信的通信部(130)， 所述通信部向所述供電設(shè)備發(fā)送指示所述供電設(shè)備啟動(dòng)的指令。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)車輛，其中， 所述送電單元包括從電源接受電力的送電用線圈(224)， 所述受電單元包括用于以非接觸方式從所述送電用線圈接受電力的受電用線圈(112)，所述第二檢測(cè)部包括距離推定部(460)，所述距離推定部基于從所述送電用線圈向所述受電用線圈輸送的電力的信息來推定所述送電單元與所述受電單元之間的距離。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)車輛，其中， 在通過所述第二引導(dǎo)控制部進(jìn)行所述送電單元與所述受電單元的位置對(duì)準(zhǔn)時(shí)從所述送電單元向所述受電單元供給的電力的大小比在所述送電單元與所述受電單元的位置對(duì)準(zhǔn)完成后從所述送電單元向所述受電單元供給的電力小。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)車輛，其中， 所述第一引導(dǎo)控制部包括基于所述第一檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果對(duì)所述車輛的轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制的第一控制部(420)， 所述第二引導(dǎo)控制部包括基于所述第二檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果對(duì)所述車輛的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)進(jìn)行控制的第二控制部( 430、440)。
【文檔編號(hào)】B60L11/18GK103552478SQ201310478555
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2008年11月7日
【發(fā)明者】市川真士 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社