非接觸受電裝置、非接觸輸電裝置和非接觸輸電受電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明所涉及的非接觸受電裝置以非接觸方式接受從輸電裝置(200)被輸送的電力。輸電裝置包括：輸電部(220)；電源部(250)，其向輸電部供給交流電力。非接觸受電裝置具備：受電部(110)，其能夠以非接觸方式而從輸電部接受電力；控制部(300)，其實(shí)施與受電部和輸電部的定位、和定位后的受電相關(guān)的控制。受電部從輸電部所接受的電力的大小被使用于受電部與輸電部的定位?？刂撇繉⑤旊娛茈娐窂降膮?shù)設(shè)定為，使在實(shí)施定位時(shí)的任一時(shí)間點(diǎn)上的受電部的可受電范圍與定位后的受電時(shí)相比成為寬范圍。
【專利說明】非接觸受電裝置、非接觸輸電裝置和非接觸輸電受電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種非接觸受電裝置、非接觸輸電裝置和非接觸輸電受電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，為了防止地球變暖，而推進(jìn)了采用能夠從車輛外部對蓄電池進(jìn)行充電的結(jié)構(gòu)的電動汽車以及插電式混合汽車的開發(fā)，并進(jìn)入了實(shí)用化階段。而且，為了減少充電時(shí)所耗費(fèi)的時(shí)間，也研究了自動執(zhí)行外部電源與車輛的連接的技術(shù)。
[0003]日本特開平9-215211號公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)中公開了一種能夠簡單地進(jìn)行電動汽車的充電的電動汽車用充電系統(tǒng)。該充電系統(tǒng)設(shè)置有線圈移動裝置，所述線圈移動裝置在被設(shè)置于停車場的地板上的凹部處以可移動的方式對電磁感應(yīng)的一次線圈進(jìn)行支承。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開平9-215211號公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-246348號公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本特開2010-141976號公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)4:日本特開平9-213378號公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)5:國際公開第2010/131346號手冊

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的課題
[0012]在上述文獻(xiàn)中，在通過電磁感應(yīng)等而進(jìn)行非接觸輸電受電的情況下使用了磁傳感器，而關(guān)于將一次線圈作為磁傳感器來使用的情況僅簡單地進(jìn)行了敘述并未進(jìn)行具體研究。
[0013]此外，近年來，作為能夠以非接觸方式來傳輸電能的技術(shù)，采用了磁場共振方式的能量傳輸備受矚目。已知在磁共振方式中，與電磁感應(yīng)方式相比，即使在輸電部與受電部的距離較大的情況下也能夠進(jìn)行輸電。關(guān)于以這種磁共振方式實(shí)施能量傳輸時(shí)的定位方法，在上述文獻(xiàn)中并未進(jìn)行研究。
[0014]例如，雖然不太需要對便攜式設(shè)備等這種的重量較小、定位容易的非接觸受電裝置進(jìn)行研究，但在應(yīng)用于不容易進(jìn)行輸電受電部的定位的車輛等的情況下，則需要容許有一些位置偏移。不如說，需要構(gòu)建一種如下的系統(tǒng)，其在某種程度上容許位置偏移，并且即使發(fā)生位置偏移也不降低效率。
[0015]本發(fā)明的目的在于，提供一種在實(shí)施輸電裝置與受電裝置的定位時(shí)，擴(kuò)大了輸電裝置與受電裝置之間的位置偏移的容許量的非接觸受電裝置、非接觸輸電裝置和非接觸輸電受電系統(tǒng)。
[0016]用于解決課題的方法
[0017]本發(fā)明在某種局面下為，用于以非接觸方式而接受從輸電裝置被傳輸來的電力的非接觸受電裝置。輸電裝置包括:輸電部；電源部，其向輸電部供給交流電力。非接觸受電裝置具備:受電部，其能夠以非接觸方式而從輸電部接受電力；控制部，其實(shí)施受電部與輸電部的定位?？刂撇繉?shí)施將輸電部和受電部配置于預(yù)定的位置上的第一調(diào)節(jié)、以及將輸電部和受電部配置于與在第一調(diào)節(jié)中所配置的位置相比受電效率變好的位置上的第二調(diào)節(jié)，并將輸電部或受電部的參數(shù)設(shè)定為，使在第一調(diào)節(jié)時(shí)受電部能夠受電的受電范圍與在第二調(diào)節(jié)時(shí)受電部能夠受電的受電范圍相比為寬范圍。
[0018]優(yōu)選為，控制部在由受電部與輸電部的位置偏移所產(chǎn)生的偏移量成為預(yù)定值以內(nèi)為止，將輸電部或受電部的參數(shù)設(shè)定為，使從輸電部向受電部的傳輸效率表現(xiàn)出第一特性，而在偏移量成為了預(yù)定值以內(nèi)之后，將輸電部或受電部的參數(shù)設(shè)定為，使從輸電部向受電部的傳輸效率在窄于第一特性的范圍內(nèi)表現(xiàn)出提高了對于位置偏移的靈敏度的第二特性。
[0019]更優(yōu)選為，第一特性為，在受電部的中心軸與輸電部的中心軸的水平方向上的位置被配置成偏移了的狀態(tài)的情況下，傳輸效率表現(xiàn)出峰值的特性。第二特性為，在受電部的中心軸與輸電部的中心軸的水平方向上的位置被配置成一致了的狀態(tài)的情況下，表現(xiàn)出傳輸效率的峰值的特性。
[0020]更優(yōu)選為，輸電裝置或非接觸受電裝置還包括用于對輸電部或受電部的特性進(jìn)行變更的阻抗調(diào)節(jié)部?？刂撇繉ψ杩拐{(diào)節(jié)部實(shí)施將傳輸效率從第一特性切換成第二特性的指
/Jn ο
[0021 ] 優(yōu)選為，輸電裝置還具備使輸電部的位置進(jìn)行移動的定位機(jī)構(gòu)。控制部以如下方式對定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行指示，即，在使輸電部的位置在車輛的行進(jìn)方向上移動而進(jìn)行調(diào)節(jié)之后使所述輸電部的位置在車輛的左右方向上移動而進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0022]優(yōu)選為，受電部被構(gòu)成為，與輸電部的固有頻率之差為±10%以內(nèi)。
[0023]優(yōu)選為，受電部與輸電部的耦合系數(shù)為0.1以下。
[0024]優(yōu)選為，輸電部通過被形成于受電部與輸電部之間且以特定的頻率進(jìn)行振動的磁場、和被形成于受電部與輸電部之間且以特定的頻率進(jìn)行振動的電場中的至少一方，而向受電部輸送電力。
[0025]本發(fā)明在其他局面下為，用于以非接觸方式對受電裝置輸送電力的非接觸輸電裝置。受電裝置包括:受電部；電負(fù)載裝置，其從受電部接受電力。非接觸輸電裝置具備:輸電部，其能夠以非接觸方式向受電部輸送電力；電源部，其向輸電部供給交流電力；控制部，其實(shí)施受電部與輸電部的定位?？刂撇繉?shí)施將輸電部和受電部配置于規(guī)定的位置上的第一調(diào)節(jié)、以及將輸電部和受電部配置于與在第一調(diào)節(jié)中所配置的位置相比受電效率變好的位置上的第二調(diào)節(jié)，并將輸電部或受電部的參數(shù)設(shè)定為，使在第一調(diào)節(jié)時(shí)受電部能夠受電的受電范圍與在第二調(diào)節(jié)時(shí)受電部能夠受電的受電范圍相比為寬范圍。
[0026]優(yōu)選為，控制部在由受電部與輸電部的位置偏移所產(chǎn)生的偏移量成為預(yù)定值以內(nèi)為止，將輸電部或受電部的參數(shù)設(shè)定為，使從輸電部向受電部的傳輸效率表現(xiàn)出第一特性，而在偏移量成為了預(yù)定值以內(nèi)之后，將輸電部或受電部的參數(shù)設(shè)定為，使從輸電部向受電部的傳輸效率在窄于第一特性的范圍內(nèi)表現(xiàn)出提高了對于位置偏移的靈敏度的第二特性。
[0027]更優(yōu)選為，第一特性為，在受電部的中心軸與輸電部的中心軸的水平方向上的位置被配置成偏移了的狀態(tài)的情況下，傳輸效率表現(xiàn)出峰值的特性。第二特性為，在受電部的中心軸與輸電部的中心軸的水平方向上的位置被配置成一致了的狀態(tài)的情況下，表現(xiàn)出傳輸效率的峰值的特性。
[0028]更優(yōu)選為，非接觸輸電裝置或受電裝置還包括用于對輸電部或受電部的特性進(jìn)行變更的阻抗調(diào)節(jié)部?？刂撇繉ψ杩拐{(diào)節(jié)部實(shí)施將傳輸效率從第一特性切換成第二特性的指
/Jn ο
[0029]優(yōu)選為，非接觸輸電裝置還具備使輸電部的位置進(jìn)行移動的定位機(jī)構(gòu)?？刂撇恳匀缦路绞綄Χㄎ粰C(jī)構(gòu)進(jìn)行指示，即，在使輸電部的位置在車輛的行進(jìn)方向上移動而進(jìn)行了調(diào)節(jié)之后使所述輸電部的位置在車輛的左右方向上移動而進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0030]優(yōu)選為，受電部被構(gòu)成為，與輸電部的固有頻率之差為±10%以內(nèi)。
[0031]優(yōu)選為，受電部與輸電部的耦合系數(shù)為0.1以下。
[0032]優(yōu)選為，受電部通過被形成于受電部與輸電部之間且以特定的頻率進(jìn)行振動的磁場、和被形成于受電部與輸電部之間形且以特定的頻率進(jìn)行振動的電場中的至少一方，而從輸電部接受電力。
[0033]本發(fā)明在另外其他的局面下為非接觸輸電受電系統(tǒng)，所述非接觸輸電受電系統(tǒng)具備非接觸輸電裝置和非接觸受電裝置，所述非接觸受電裝置用于以非接觸方式而接受從非接觸輸電裝置被輸送來的電力。非接觸輸電裝置包括:輸電部；電源部，其向輸電部供給交流電力。非接觸受電裝置包括:受電部，其能夠以非接觸方式而從輸電部接受電力；電負(fù)載裝置，其使用通過受電部而被接受的電力。非接觸輸電受電系統(tǒng)還具備，實(shí)施受電部與輸電部的定位的控制部?？刂撇繉?shí)施將輸電部和受電部配置于預(yù)定的位置上的第一調(diào)節(jié)、以及將輸電部和受電部配置于與在第一調(diào)節(jié)中所配置的位置相比受電效率變好的位置上的第二調(diào)節(jié)，并將輸電部或受電部的參數(shù)設(shè)定為，使在第一調(diào)節(jié)時(shí)受電部能夠受電的受電范圍與在第二調(diào)節(jié)時(shí)受電部能夠受電的受電范圍相比為寬范圍。
[0034]發(fā)明效果
[0035]按照本發(fā)明，在實(shí)施輸電裝置與受電裝置的定位時(shí)，即使在輸電部與受電部中發(fā)生了某種程度的位置偏移，也能夠使得不至引起極端的受電效率降低的情形，并能夠?qū)⒂墒茈姴慨a(chǎn)生的受電電壓的變化使用于定位。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為作為本發(fā)明的實(shí)施方式的輸電受電系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0037]圖2為用于對由共振法實(shí)施輸電的原理進(jìn)行說明的圖。
[0038]圖3為表示距離電流源(磁流源)的距離與電磁場強(qiáng)度之間的關(guān)系的圖。
[0039]圖4為表不電力傳輸系統(tǒng)的模擬模型的圖。
[0040]圖5為表示輸電裝置與受電裝置之間的固有頻率的偏移與效率的關(guān)系的圖。
[0041]圖6為圖1所示的輸電受電系統(tǒng)10的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
[0042]圖7為用于對受電部110與輸電部220之間的位置偏移以及定位進(jìn)行說明的圖。
[0043]圖8為從受電部的上空觀察車輛實(shí)施停車時(shí)的狀態(tài)的圖。
[0044]圖9為用于對表示位置偏移量與二次側(cè)受電電壓之間的關(guān)系的輸電受電特性如何根據(jù)匹配器的狀態(tài)而被變更進(jìn)行說明的圖。
[0045]圖10為用于對匹配器狀態(tài)Pl中的受電電壓閾值的設(shè)定進(jìn)行說明的圖。
[0046]圖11為用于對在受電部與輸電部的定位時(shí)在車輛以及輸電裝置中所執(zhí)行的控制進(jìn)行說明的流程圖(前半部)。
[0047]圖12為用于對在受電部與輸電部的定位時(shí)在車輛以及輸電裝置中所執(zhí)行的控制進(jìn)行說明的流程圖(后半部)。
[0048]圖13為用于對在保持受電電壓峰值為兩個(gè)的狀態(tài)下進(jìn)行細(xì)致定位時(shí)的示例進(jìn)行說明的圖。
[0049]圖14為表示用于對位置偏移進(jìn)行說明的共振線圈的第一配置例的圖。
[0050]圖15為表示用于對位置偏移進(jìn)行說明的共振線圈的第二配置例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051]以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，對圖中相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同符號并不再重復(fù)其說明。
[0052]圖1為，作為本發(fā)明的實(shí)施方式的輸電受電系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0053]參照圖1，輸電受電系統(tǒng)10包括:車輛100和輸電裝置200。車輛100包括:受電部110和通信部160。
[0054]受電部110被設(shè)置于車身底面上，且被構(gòu)成為，以非接觸方式接受從輸電裝置200的輸電部220被送出的電力。詳細(xì)而言，受電部110包括下文進(jìn)行說明的自諧振線圈(也稱為共振線圈)，并通過經(jīng)由電磁場而與輸電部220中所包含的自諧振線圈進(jìn)行共振，從而以非接觸方式從輸電部220進(jìn)行受電。通信部160為，用于在車輛100與輸電裝置200之間實(shí)施通信的通信接口。
[0055]輸電裝置200包括:高頻電源裝置210、輸電部220和通信部230。高頻電源裝置210例如將經(jīng)由連接器212而被供給的商用交流電力變換為高頻的電力并向輸電部220輸出。
[0056]輸電部220例如被設(shè)置于停車場的地板上，且被構(gòu)成為，將從高頻電源裝置210被供給的高頻電力以非接觸方式向車輛100的受電部110輸送。詳細(xì)而言，輸電部220包括自諧振線圈，通過該自諧振線圈經(jīng)由電磁場而與受電部110中所包含的自諧振線圈進(jìn)行共振，從而以非接觸方式向受電部110進(jìn)行輸電。通信部230為，用于在輸電裝置200與車輛100之間實(shí)施通信的通信接口。
[0057]在此，在從輸電裝置200向車輛100進(jìn)行供電時(shí)，需要實(shí)施車輛100的受電部110與輸電裝置200的輸電部220的定位。即，車輛100的定位并不簡單。通過便攜式設(shè)備可以簡單實(shí)施，即，用戶可用手拿起并置于充電器等供電單元的適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。但是，車輛則需要用戶對車輛進(jìn)行操作以使車輛停在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，不可能用手拿起從而對位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0058]因此，輸電部220被收納于收納部215中，并在收納部215的內(nèi)部通過未圖示的定位機(jī)構(gòu)而以能夠在車輛行進(jìn)方向以及車輛左右方向上進(jìn)行移動的方式被支承。通過利用該定位機(jī)構(gòu)而使輸電部220的位置與受電部110 —致，從而能夠以高輸電效率對車輛實(shí)施供電。
[0059]由于如果在實(shí)施向車輛的輸電的情況下使用電磁感應(yīng)，則需要使輸電部220貼緊受電部110，因此輸電部220的結(jié)構(gòu)會變得更為復(fù)雜。因此優(yōu)選為，采用由電磁場實(shí)現(xiàn)的共振方式，以便即使輸電部220與受電部110拉開距離，也能夠進(jìn)行輸電。在該情況下，收納部 215 優(yōu)選米用 FRP (纖維強(qiáng)化塑料 Fiber Reinforced Plastics)或 ABS (AerylonitriIeButadiene Styrene:丙烯腈丁二烯苯乙烯)樹脂等的對共振系統(tǒng)的影響較少的材質(zhì)。
[0060]由電磁場實(shí)現(xiàn)的共振方式即使發(fā)送距離為數(shù)米(m)也能夠發(fā)送比較大的電力，對于位置偏移的容許度與電磁感應(yīng)方式相比一般情況下也可以說是較大的。因此，在由本實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)的輸電受電系統(tǒng)10中，使用共振法來實(shí)施從輸電裝置200向車輛100的供電。[0061 ] 另外，在本實(shí)施方式所涉及的輸電受電系統(tǒng)中，輸電部的固有頻率與受電部的固有頻率被設(shè)為相同的固有頻率。
[0062]所謂“輸電部的固有頻率”是指，輸電部的包括線圈以及電容器在內(nèi)的電路進(jìn)行自由振動時(shí)的振動頻率的含義。另外，所謂“輸電部的諧振頻率”是指，在輸電部的包括線圈以及電容器在內(nèi)的電路中，將制動力或電阻設(shè)為零時(shí)的固有頻率的含義。
[0063]同樣地，所謂“受電部的固有頻率”是指，受電部的包括線圈以及電容器在內(nèi)的電路進(jìn)行自由振動時(shí)的振動頻率的含義。此外，所謂“受電部的諧振頻率”是指，在受電部的包括線圈以及電容器在內(nèi)的電路中，將制動力或電阻設(shè)為零時(shí)的固有頻率的含義。
[0064]在本說明書中，所謂“相同的固有頻率”不僅包含完全相同的情況，也包含固有頻率實(shí)質(zhì)上相同的情況。所謂“固有頻率實(shí)質(zhì)上相同”是指，輸電部的固有頻率與受電部的固有頻率之差為輸電部的固有頻率或受電部的固有頻率的10%以內(nèi)的情況。
[0065]圖2為用于對由共振法實(shí)現(xiàn)的輸電的原理進(jìn)行說明的圖。
[0066]參照圖2，在該共振法中，與兩個(gè)音叉共振相同，通過具有相同的固有振動頻率的兩個(gè)LC諧振線圈在電磁場(接近場)中進(jìn)行共振，從而經(jīng)由電磁場而使電力從一個(gè)線圈被傳輸向另一個(gè)線圈。
[0067]具體而言，將一次線圈320與高頻電源310連接，通過電磁感應(yīng)而向與一次線圈320磁性耦合的一次自諧振線圈330供給高頻電力。一次自諧振線圈330為，由線圈本身的電感和雜散電容形成的LC諧振器，并且經(jīng)電磁場(接近場)而與二次自諧振線圈340進(jìn)行共振，所述二次自諧振線圈340具有與一次自諧振線圈330相同的諧振頻率。如此，能量(電力)經(jīng)由電磁場而從一次自諧振線圈330向二次自諧振線圈340移動。向二次自諧振線圈340移動了的能量(電力)通過利用電磁感應(yīng)而與二次自諧振線圈340磁性耦合的二次線圈350而被取出，并被供給向負(fù)載360。另外，由共振法實(shí)施的輸電在表不一次自諧振線圈330與二次自諧振線圈340的共振強(qiáng)度的Q值例如大于100時(shí)被實(shí)現(xiàn)。
[0068]此外，在本實(shí)施方式所涉及的輸電受電系統(tǒng)中，通過利用電磁場而使輸電部與受電部進(jìn)行共振(諧振)，從而從輸電部向受電部輸送電力，輸電部與受電部之間的稱合系數(shù)O)為0.1以下。另外，一般情況下，在利用了電磁感應(yīng)的電力傳輸中，輸電部與受電部之間的耦合系數(shù)(K)接近于1.0。
[0069]另外，與圖1的對應(yīng)關(guān)系為，二次自諧振線圈340以及二次線圈350對應(yīng)于圖1的受電部110，一次線圈320以及一次自諧振線圈330對應(yīng)于圖1的輸電部220。
[0070]在本實(shí)施方式所涉及的輸電受電系統(tǒng)中，通過利用電磁場而使輸電部與受電部進(jìn)行共振，從而從輸電部向受電部輸送電力。將這種電力傳輸中的輸電部與受電部的耦合，例如稱為“磁共振耦合”、“磁場(磁場)共振耦合”、“電磁場(電磁場)諧振耦合”或“電場(電場)諧振耦合”。
[0071]“電磁場(電磁場)諧振耦合”為，包括“磁共振耦合”、“磁場(磁場)共振耦合”、“電場(電場)諧振稱合”中的任意一種的f禹合。
[0072]在本說明書中所說明的輸電部和受電部，由于采用了線圈形狀的天線，因此輸電部與受電部主要通過磁場(磁場)進(jìn)行耦合，從而輸電部與受電部進(jìn)行“磁共振耦合”或“磁場(磁場)共振稱合”。
[0073]另外，作為輸電部和受電部，例如也可以采用曲折線等的天線，在該情況下，輸電部與受電部主要通過電場進(jìn)行耦合。此時(shí)，輸電部與受電部進(jìn)行“電場(電場)諧振耦合”。
[0074]圖3為，表示距電流源(磁流源)的距離與電磁場強(qiáng)度之間的關(guān)系的圖。
[0075]參照圖3，電磁場包括三個(gè)成分。曲線K I為，與距波源的距離成反比的成分，并被稱為“輻射電磁場”。曲線K 2為，與距波源的距離的平方成反比的成分，并稱為“感應(yīng)電磁場”。此外，曲線K 3為，與距波源的距離的立方成反比的成分，并稱為“靜電磁場”。
[0076]其中，雖然有電磁波的強(qiáng)度與距波源的距離一起急劇減少的區(qū)域，但在共振法中，利用該接近場(漸逝場)實(shí)施能量(電力)的傳輸。即，通過利用接近場而使具有相同的固有振動頻率的一對共振器(例如一對LC諧振線圈)進(jìn)行共振，從而從一個(gè)共振器(一次自諧振線圈)向另一個(gè)共振器(二次自諧振線圈)傳輸能量(電力)。由于該接近場不能將能量(電力)傳播到遠(yuǎn)方，因此與利用將能量傳播到遠(yuǎn)方的“輻射電磁場”傳輸能量(電力)的電磁波相比，共振法能夠以更少的能量損失進(jìn)行輸電。
[0077]使用圖4以及圖5，對解析了固有頻率之差與電力傳輸效率的關(guān)系的模擬結(jié)果進(jìn)行說明。圖4為表示電力傳輸系統(tǒng)的模擬模型的圖。此外，圖5為表示輸電部以及受電部的固有頻率的偏移與電力傳輸效率之間的關(guān)系的圖。
[0078]參照圖4，電力傳輸系統(tǒng)89包括輸電部90和受電部91。輸電部90包括第一線圈92和第二線圈93。第二線圈93包括諧振線圈94和與諧振線圈94連接的電容器95。受電部91包括第三線圈96和第四線圈97。第三線圈96包括諧振線圈99和與該諧振線圈99連接的電容器98。
[0079]將諧振線圈94的電感設(shè)為電感Lt，將電容器95的電容設(shè)為電容Cl。此外，將諧振線圈99的電感設(shè)為電感Lr，將電容器98的電容設(shè)為電容C2。當(dāng)如此設(shè)定各個(gè)參數(shù)時(shí)，第二線圈93的固有頻率fI可以通過下述的式(I)來表示，第三線圈96的固有頻率f2可以通過下述的式(2)來表示。
[0080]Π = I/{2 31 (Lt X Cl)1/2}…(I)
[0081 ] f2 = I/{2 π (Lr X C2)1/2}…(2)
[0082]在此，在圖5中圖示出在將電感Lr和電容Cl、C2固定并僅使電感Lt變化的情況下，第二線圈93以及第三線圈96的固有頻率的偏移與電力傳輸效率之間的關(guān)系。另外，在該模擬中，將諧振線圈94以及諧振線圈99的相對位置關(guān)系設(shè)為固定，進(jìn)而使被供給至第二線圈93的電流的頻率固定。
[0083]在圖5所示的曲線圖中,橫軸表示固有頻率的偏移(％ ),縱軸表示在恒定頻率下的電力傳輸效率)。固有頻率的偏移)通過下述的式(3)來表示。
[0084](固有頻率的偏移)={(fl-f2)/f2}X100(% )...(3)
[0085]從圖5也可知，在固有頻率的偏移(％)為0%的情況下，電力傳輸效率接近100%。在固有頻率的偏移(％)為±5%的情況下，電力傳輸效率為40%左右。在固有頻率的偏移(％ )為±10%的情況下，電力傳輸效率為10%左右。在固有頻率的偏移)為±15%的情況下，電力傳輸效率為5%左右。即，可知通過將第二線圈93以及第三線圈96的固有頻率設(shè)定為，固有頻率的偏移)的絕對值(固有頻率之差)成為第三線圈96的固有頻率的10%以下的范圍，從而能夠?qū)㈦娏鬏斝侍岣叩綄?shí)用的水平。而且，如果將第二線圈93以及第三線圈96的固有頻率設(shè)定為，固有頻率的偏移)的絕對值成為第三線圈96的固有頻率的5%以下，則由于能夠進(jìn)一步提高電力傳輸效率，因此更優(yōu)選之。另外，模擬軟件采用電磁場解析軟件(JMAG (注冊商標(biāo)):株式會社JSOL制造)。
[0086]圖6為圖1所示的輸電受電系統(tǒng)10的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。參照圖6，車輛100除受電部110以及通信部160之外還包括:整流器180、充電繼電器(CHR) 170、蓄電裝置190、系統(tǒng)主繼電器(SMR) 115、電力控制單元(Power Control Unit)PCU120、電動發(fā)電機(jī)130、動力傳遞齒輪140、驅(qū)動輪150、作為控制裝置的車輛ECU (Electronic Control Unit:電子控制單元)300、電流傳感器171、電壓傳感器172。受電部110包括二次自諧振線圈111、電容器112、二次線圈113。
[0087]另外，雖然在本實(shí)施方式中，作為車輛100而以電動汽車為例進(jìn)行說明，但只要是能夠使用蓄積于蓄電裝置內(nèi)的電力而行駛的車輛即可，車輛100的結(jié)構(gòu)并不限定于此。作為車輛100的其他的示例，包括搭載了發(fā)動機(jī)的混合動力車輛、與搭載了燃料電池的燃料電池車等。
[0088]二次自諧振線圈111從輸電裝置200中所包含的一次自諧振線圈221使用電磁場通過電磁共振而進(jìn)行受電。
[0089]關(guān)于該二次自諧振線圈111，根據(jù)與輸電裝置200的一次自諧振線圈221的距離、或一次自諧振線圈221以及二次自諧振線圈111的共振頻率等，來適當(dāng)設(shè)定其匝數(shù)及線圈間距離，以使表示一次自諧振線圈221與二次自諧振線圈111的共振強(qiáng)度的Q值變大(例如，Q > 100)，并使表示其耦合度的耦合系數(shù)(K)等變小(例如，0.1以下)。
[0090]電容器112與二次自諧振線圈111的兩端連接，并與二次自諧振線圈111 一起形成LC諧振電路。電容器112的電容根據(jù)二次自諧振線圈111所具有的電感而被適當(dāng)設(shè)定，以便成為預(yù)定的共振頻率。另外，在通過二次自諧振線圈111本身所具有的雜散電容得到所需的諧振頻率的情況下，有時(shí)會省略電容器112。
[0091]二次線圈113被設(shè)置為與二次自諧振線圈111同軸，從而能夠通過電磁感應(yīng)而與二次自諧振線圈111進(jìn)行磁性耦合。該二次線圈113利用電磁感應(yīng)來取出通過二次自諧振線圈111而接受的電力，并向整流器180輸出。
[0092]整流器180對從二次線圈113接受的交流電力進(jìn)行整流，并將該被整流后的直流電力經(jīng)由CHR170而向蓄電裝置190輸出。作為整流器180，例如能夠采用包括二極管電橋以及平滑用的電容器(均未圖示)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)。作為整流器180，雖然可以使用開關(guān)控制來實(shí)施整流、即使用所謂開關(guān)調(diào)節(jié)器，但也存在整流器180被包含在受電部110中的情況，為了防止伴隨于所發(fā)生的電磁場的開關(guān)元件的誤動作等，更優(yōu)選為將其設(shè)為二極管電橋這樣的靜止型整流器。
[0093]另外，雖然在本實(shí)施方式中，采用了通過整流器180而被整流的直流電力被直接輸出向蓄電裝置190的結(jié)構(gòu)，但在整流后的直流電壓與蓄電裝置190能夠容許的充電電壓不同的情況下，也可以在整流器180與蓄電裝置190之間設(shè)置有用于進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的DC/DC轉(zhuǎn)換器(未圖示)。[0094]在整流器180的輸出部分上連接有串聯(lián)連接的位置檢測用的負(fù)載電阻173和繼電器174。至輸電部220與受電部110的定位結(jié)束為止,從輸電裝置200向車輛輸送微弱的電力以作為測試用信號。此外，繼電器174根據(jù)來自車輛ECU300的控制信號SE3而被控制，在定位時(shí)繼電器174被設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)。
[0095]電壓傳感器172被設(shè)置于連結(jié)整流器180與蓄電裝置190的電力線對之間。電壓傳感器172對整流器180的二次側(cè)的直流電壓、即從輸電裝置200接受的受電電壓進(jìn)行檢測，并將其檢測值VC輸出到車輛ECU300。車輛ECU300根據(jù)電壓VC來判斷受電效率，并經(jīng)由通信部160而向輸電裝置輸出定位指令。
[0096]電流傳感器171被設(shè)置于連結(jié)整流器180與蓄電裝置190的電力線上。電流傳感器171對向蓄電裝置190的充電電流進(jìn)行檢測，并將其檢測值IC輸出到車輛ECU300。
[0097]CHRl70與整流器180和蓄電裝置190電連接。CHR170根據(jù)來自車輛E⑶300的控制信號SE2而被控制，從而對從整流器180向蓄電裝置190的電力的供給與斷開進(jìn)行切換。
[0098]蓄電裝置190為，被構(gòu)成為能夠充放電的電力貯存要素。蓄電裝置190被構(gòu)成為，包括例如鋰離子電池、鎳氫電池或鉛蓄電池等的二次電池、與雙電荷層電容器等的蓄電元件。
[0099]蓄電裝置190經(jīng)由CHR170而與整流器180連接。蓄電裝置190蓄積通過受電部110而被受電、通過整流器180而被整流的電力。此外，蓄電裝置190也經(jīng)由SMR115而與CPU120連接。蓄電裝置190向P⑶120供給用于產(chǎn)生車輛驅(qū)動力的電力。而且，蓄電裝置190對通過電動發(fā)電機(jī)130而發(fā)出的電力進(jìn)行蓄電。蓄電裝置190的輸出例如為200V左右。
[0100]在蓄電裝置190內(nèi)設(shè)置有用于對蓄電裝置190的電壓VB以及被輸入輸出的電流IB進(jìn)行檢測的電壓傳感器以及電流傳感器，但這些傳感器均未圖示。這些檢測值被輸出到車輛E⑶300中。車輛E⑶300根據(jù)該電壓VB以及電流IB，來對蓄電裝置190的充電狀態(tài)(也稱為“SOC(State Of Charge:充電狀態(tài))”)進(jìn)行運(yùn)算。
[0101]SMRl 15被中間插入在連結(jié)蓄電裝置190與P⑶120的電力線上。而且，SMRl 15根據(jù)來自車輛E⑶300的控制信號SEl而被控制，從而對在蓄電裝置190與P⑶120之間的電力的供給與斷開進(jìn)行切換。
[0102]P⑶120包括轉(zhuǎn)換器及變換器，但均未進(jìn)行圖示。轉(zhuǎn)換器根據(jù)來自車輛E⑶300的控制信號PWC而被控制，從而對來自蓄電裝置190的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換。變換器根據(jù)來自車輛ECU300的控制信號PWl而被控制,從而使用通過轉(zhuǎn)換器而被轉(zhuǎn)換的電力來驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)130。
[0103]電動發(fā)電機(jī)130為交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)，例如為，具備了埋設(shè)有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子的永久磁鐵型同步電動機(jī)。
[0104]電動發(fā)電機(jī)130的輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)由傳動齒輪140而被傳遞至驅(qū)動輪150，從而使車輛100行駛。電動發(fā)電機(jī)130在車輛100的再生制動動作時(shí)，能夠利用驅(qū)動輪150的旋轉(zhuǎn)力而進(jìn)行發(fā)電。而且，該發(fā)電電力通過PCU120而被轉(zhuǎn)換為蓄電裝置190的充電電力。
[0105]此外，在除電動發(fā)電機(jī)130之外還搭載有發(fā)動機(jī)(未圖示)的混合動力汽車中，通過使該發(fā)動機(jī)以及電動發(fā)電機(jī)130協(xié)調(diào)工作，從而產(chǎn)生必要的車輛驅(qū)動力。在該情況下，也能夠使用由發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的發(fā)電電力，來對蓄電裝置190進(jìn)行充電。[0106]如上所述，通信部160為，在車輛100與輸電裝置200之間用于實(shí)施無線通信的通信接口。通信部160將來自車輛E⑶300的、包含關(guān)于蓄電裝置190的SOC的蓄電池信息INFO輸出到輸電裝置200中。另外，通信部160將指示來自輸電裝置200的輸電開始以及停止的信號STRT、STP輸出到輸電裝置200中。
[0107]車輛EQJ300包括CPU (Central processing unit:中央處理單元)、存儲裝置以及輸入輸出緩沖器，但在圖1中均未進(jìn)行圖示，所述車輛ECU300實(shí)施來自各個(gè)傳感器等的信號的輸入與向各個(gè)設(shè)備的控制信號的輸出，并且實(shí)施對車輛100以及各個(gè)設(shè)備的控制。另夕卜，關(guān)于這些控制，并不限定于由軟件實(shí)施的處理，也可以通過專用的硬件(電子電路)進(jìn)行處理。
[0108]當(dāng)車輛ECU300接受到由用戶的操作等而發(fā)出的充電開始信號TRG，則基于預(yù)定的條件已成立，從而將指示輸電開始的信號STRT經(jīng)由通信部160而輸出到輸電裝置200中。此外，車輛ECU300基于蓄電裝置190已充滿電、或由戶所做的操作等，而將指示輸電停止的信號STP經(jīng)由通信部160輸出到輸電裝置200中。
[0109]輸電裝置200包括:電源裝置210、輸電部220、和對輸電部220的位置進(jìn)行變更的定位機(jī)構(gòu)216。定位機(jī)構(gòu)216和輸電部220被收納于圖1所示的收納部215中。
[0110]電源裝置210除通信部230之外，還包括作為控制裝置的輸電E⑶240、電源部250和匹配器260。此外，輸電部220包括一次自諧振線圈221、電容器222和一次線圈223。
[0111]電源部250根據(jù)來自輸電ECU240的控制信號MOD而被控制，并將從商用電源等的交流電源接受的電力轉(zhuǎn)換為高頻的電力。而且，電源部250經(jīng)由匹配器260而將該轉(zhuǎn)換后的高頻電力向一次線圈223進(jìn)行供給。
[0112]匹配器260為，用于使輸電裝置200與車輛100之間的阻抗相匹配的電路。匹配器260被構(gòu)成為，包括電感器261和可變電容器262、263。匹配器260基于從車輛100被發(fā)送的蓄電池信息INFO并根據(jù)從輸電ECU240被給予的控制信號ADJ而被控制，并將可變電容器調(diào)節(jié)為，使輸電裝置200的阻抗與車輛100側(cè)的阻抗一致。此外，匹配器260將表示阻抗調(diào)節(jié)結(jié)束的信號COMP輸出到輸電ECU240中。
[0113]另外，雖然在圖6中，在輸電側(cè)設(shè)置了匹配器260，在受電側(cè)并未設(shè)置匹配器，但也可以采用將匹配器設(shè)置在受電側(cè)和輸電側(cè)的雙方的結(jié)構(gòu)，或?qū)⑵ヅ淦鲀H設(shè)置在受電側(cè)的結(jié)構(gòu)。
[0114]一次自諧振線圈221通過電磁共振，而將電力輸送向車輛100的受電部110所包含的二次自諧振線圈111。
[0115]關(guān)于一次自諧振線圈221，根據(jù)與車輛100的二次自諧振線圈111的距離、或一次自諧振線圈221以及二次自諧振線圈111的共振頻率等，來適當(dāng)設(shè)定其匝數(shù)及線圈間距離，以使表示一次自諧振線圈221與二次自諧振線圈111的共振強(qiáng)度的Q值變大(例如，Q >100)，并使表示其耦合度的K等變小(例如，0.1以下)。
[0116]電容器222與一次自諧振線圈221的兩端連接，并與一次自諧振線圈221 —起形成LC諧振電路。電容器222的電容根據(jù)一次自諧振線圈221所具有的電感而被適當(dāng)設(shè)定，以成為預(yù)定的共振頻率。另外，在通過一次自諧振線圈221本身所具有的雜散電容得到所需的諧振頻率的情況下，有時(shí)將省略電容器222。
[0117]一次線圈223被設(shè)置為與一次自諧振線圈221同軸，從而能夠通過電磁感應(yīng)而與一次自諧振線圈221進(jìn)行磁性耦合。該一次線圈223利用電磁感應(yīng)而將經(jīng)由匹配器260被供給的高頻電力傳遞給一次自諧振線圈221。
[0118]如上所述，通信部230為，用于在輸電裝置200與車輛100之間實(shí)施無線通信的通信接口。通信部230接收從車輛100側(cè)的通信部160被發(fā)送的蓄電池信息INFO、以及指示輸電開始與停止的信號STRT、STP,并將這些信息輸出到輸電E⑶240中。
[0119]而且，通信部230將定位指令輸出到輸電E⑶240中，所述定位指令為，基于車輛ECU300根據(jù)電壓VC而對受電效率的增減進(jìn)行判斷的結(jié)果的指令。輸電ECU240根據(jù)定位指令而對定位機(jī)構(gòu)216進(jìn)行控制，從而對輸電部220的車輛前后方向以及車輛左右方向上的位置進(jìn)行變更。
[0120]此外，通信部230從輸電E⑶240接收表示來自匹配器260的阻抗調(diào)節(jié)結(jié)束的信號COMP，并將其輸出到車輛100側(cè)。
[0121]輸電E⑶240包括CPU、存儲裝置以及輸入輸出緩沖器，但在圖1中均未進(jìn)行圖示，所述輸電ECU240實(shí)施來自各個(gè)傳感器等的信號的輸入與向各個(gè)設(shè)備的控制信號的輸出，并且實(shí)施電源裝置210中的各個(gè)設(shè)備的控制。另外，關(guān)于這些控制，并不限定于由軟件實(shí)施的處理，也可以用專用的硬件(電子電路)進(jìn)行處理。
[0122]另外，在從輸電裝置200向車輛100的電力傳輸中，在圖4、5中所說明的有關(guān)輸電部90以及受電部91的關(guān)系成立。在圖6的電力傳輸系統(tǒng)中，輸電部220的固有頻率與受電部110的固有頻率之差為，輸電部220的固有頻率或受電部110的固有頻率的±10%以下。通過將輸電部220以及受電部110的固有頻率設(shè)定在這樣的范圍內(nèi)，從而能夠提高電力傳輸效率。另一方面，如果上述的固有頻率之差大于±10%,則電力傳輸效率將小于10%,從而會產(chǎn)生電力傳輸時(shí)間變長等弊端。
[0123]另外，所謂輸電部220(受電部110)的固有頻率是指，構(gòu)成輸電部220 (受電部110)的電路(諧振電路)進(jìn)行自由振動時(shí)的振動頻率的含義。另外，在構(gòu)成輸電部220(受電部110)的電路(諧振電路)中，將制動力或電阻設(shè)為零時(shí)的固有頻率也被稱為輸電部220 (受電部110)的諧振頻率。
[0124]輸電部220以及受電部110通過被形成于輸電部220與受電部110之間且以特定的頻率進(jìn)行振動的磁場、和被形成于輸電部220與受電部110之間且以特定的頻率進(jìn)行振動的電場中的至少一方，而以非接觸方式授受電力。輸電部220與受電部110的耦合系數(shù)K為0.1以下，通過利用電磁場而使輸電部220與受電部110進(jìn)行諧振(共振)，從而從輸電部220向受電部110傳輸電力。
[0125]圖7為，用于對受電部110與輸電部220之間的位置偏移以及定位進(jìn)行說明的圖。
[0126]參照圖7，受電部110與輸電部220之間的水平位置偏移距離Dl為，受電部110的中心軸與輸電部220的中心軸的水平距離。而且，通過圖6的定位機(jī)構(gòu)216而在收納部215的內(nèi)部對輸電部220的位置實(shí)施調(diào)節(jié)，以使水平位置偏移距離Dl接近于零。
[0127]圖8為從受電部的上空觀察車輛停車時(shí)的狀態(tài)的圖。
[0128]參照圖8，圖6的定位機(jī)構(gòu)216被構(gòu)成為，能夠使輸電部220的位置在收納部215的內(nèi)部于車輛前后方向Al以及車輛左右方向A2上進(jìn)行移動。定位機(jī)構(gòu)216能夠使用眾所周知的各種機(jī)構(gòu)，例如在日本特開平9-215211號公報(bào)中所記載的這種所謂的X-Y工作臺。另外，雖然未被特別限定，但優(yōu)選為，使車輛前后方向Al上的調(diào)節(jié)范圍大于車輛左右方向A2上的調(diào)節(jié)范圍。
[0129]但是，如果以圖7所示的水平位置偏移距離Dl接近于零為前提來規(guī)定輸電部與受電部的特性，則在車輛的停車位置偏移較大的情況下，定位檢測用的測試信號的受電效率的降低較大，從而使定位變得困難。實(shí)際上，與在水平位置偏移距離Dl接近于零的位置處停車相比，車輛停在水平位置偏移距離Dl大到某種程度的狀態(tài)的可能性較高。
[0130]因此，在本實(shí)施方式中，以在定位開始時(shí)位置偏移距離Dl大到某種程度為前提來實(shí)施輸電部與受電部的輸電受電特性的設(shè)定，從而以位置偏移距離Dl滿足于某種范圍為前提來對輸電受電特性的設(shè)定進(jìn)行變更。輸電受電特性的變更可通過匹配器260來實(shí)施。
[0131]圖9為，用于對表示位置偏移量與二次側(cè)受電電壓之間的關(guān)系的輸電受電特性如何根據(jù)匹配器的狀態(tài)而被變更進(jìn)行說明的圖。
[0132]參照圖9，在匹配器狀態(tài)P2下，在位置偏移量為O時(shí)，二次側(cè)受電電壓VC表現(xiàn)出峰值電壓VI。但是，當(dāng)位置偏移量從O偏移時(shí)，二次側(cè)受電電壓VC急劇地向零減少。
[0133]與此相對，在匹配器狀態(tài)Pl下，雖然在位置偏移量為O時(shí)，二次側(cè)受電電壓VC未表現(xiàn)出峰值并降低為電壓V2，但在位置偏移量稍偏離O的兩點(diǎn)處則表現(xiàn)出峰值。該峰值電壓高于電壓V2而低于電壓VI。
[0134]但是，在位置偏移量為+X以及-X的情況下，在匹配器狀態(tài)P2下，二次側(cè)受電電壓VC降低為電壓V4，與此相對，在匹配器狀態(tài)Pl下，二次側(cè)受電電壓VC表現(xiàn)為電壓V3。
[0135]因此，在位置偏移量為-X?+X的范圍以外情況下，如果僅使用匹配器狀態(tài)P2，則受電電壓較低，從而也存在在第一次車輛前后方向的掃描中不知道哪個(gè)位置較好的情況。如此，到多次變更車輛左右方向上的位置而使受電電壓足夠用于進(jìn)行判斷為止，需要重復(fù)實(shí)施車輛前后方向上的掃描從而耗費(fèi)時(shí)間。
[0136]因此，在本實(shí)施方式中，在粗略的定位時(shí)使用匹配器狀態(tài)Pl實(shí)施定位，而在位置微調(diào)時(shí)使用匹配器狀態(tài)P2實(shí)施定位。即，在粗略的定位時(shí)，將匹配器設(shè)定為，受電范圍為寬范圍，以便即使從分離的位置也能夠受電。換言之，將匹配器設(shè)定為，即使位置偏移量變大也能夠接受預(yù)定的受電電壓。在位置微調(diào)時(shí)將匹配器設(shè)定為，僅在附近處進(jìn)行受電。換言之，將匹配器設(shè)定為，與粗略的定位時(shí)相比位置偏移量越小受電電壓越變高。匹配器的設(shè)定變更可以通過對圖6的可變電容電容器262或263的電容進(jìn)行變更來實(shí)施。
[0137]另外，為了做到精度良好的定位，優(yōu)選為，在匹配器狀態(tài)P2下，電壓峰值為一個(gè)。
[0138]圖10為，用于對匹配器狀態(tài)Pl中的受電電壓閾值的設(shè)定進(jìn)行說明的圖。參照圖10，位置偏移容許范圍-D?+D為，在圖9的匹配器狀態(tài)P2的特性下能夠受電的(能夠定位的)范圍。因此，匹配器狀態(tài)Pl下的定位是通過定位機(jī)構(gòu)216來對輸電部220的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使二次側(cè)受電電壓VC表現(xiàn)為受電電壓閾值VT以上的值。
[0139]圖11為，用于對在受電部與輸電部的定位時(shí)在車輛以及輸電裝置中所執(zhí)行的控制進(jìn)行說明的流程圖(前半部)。
[0140]參照圖6、圖11，當(dāng)車輛100停車結(jié)束時(shí)，就開始該流程圖的控制。首先，在步驟Sll中，對車輛ECU300是否有充電開始要求進(jìn)行判斷。充電開始要求例如能夠通過在車輛中操作充電開始按鈕而被給予。
[0141]在輸電裝置200中，在步驟SI 11中，輸電E⑶240對是否有從車輛發(fā)送來的充電開始要求進(jìn)行判斷。[0142]在步驟Sll中，如果沒有充電開始要求，則再次執(zhí)行步驟Sll的處理。而且，在步驟Sll中，在有充電開始要求的情況下，處理將進(jìn)入步驟S12。在步驟S12中，車輛E⑶300將二次側(cè)負(fù)載切換為位置檢測用。具體而言，車輛ECU300根據(jù)控制信號SE2而將CHR170置為斷開狀態(tài)，從而將蓄電裝置190與整流器180分離，并且根據(jù)控制信號SE3而使繼電器174導(dǎo)通從而將負(fù)載電阻173與整流器180連接。
[0143]另一方面，在輸電裝置200中，在步驟Slll中，如果沒有檢測出充電開始要求，則再次執(zhí)行步驟Slll的處理。而且，在步驟Slll中，在檢測出充電開始要求的情況下，處理將進(jìn)入步驟S112。在步驟S112中，輸電E⑶240將匹配器260的狀態(tài)設(shè)定為圖9的匹配器狀態(tài)P1。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)寬范圍的位置檢測。
[0144]其后，在步驟SI 13中，從輸電裝置200朝向車輛100開始實(shí)施測試信號的輸電。作為測試信號，而從輸電部220向受電部發(fā)送與充電時(shí)相比而較微弱的電力。
[0145]對應(yīng)于此，在車輛側(cè)，在步驟S13中，開始受電部110內(nèi)的測試信號的受電。而且，在步驟S14中，車輛ECU300對輸電裝置200發(fā)出車輛前后方向上的線圈位置的掃描指令。此時(shí)移動量的I步幅(單位移動量)以與后面的步驟S20相比而較大的步幅來執(zhí)行。根據(jù)該指令，在步驟SI 14中，輸電裝置200的輸電E⑶240使線圈位置相對于定位機(jī)構(gòu)216而在車輛前后方向上移動每I步幅。如果對車輛前后方向與車輛左右方向進(jìn)行比較，則由于掃描范圍較寬，而首先執(zhí)行車輛前后方向上的定位。定位為，使輸電部220的車輛前后方向位置與二次側(cè)受電電壓VC成為峰值的位置一致。
[0146]在步驟S14以及S114中，當(dāng)車輛前后方向上的粗略定位結(jié)束時(shí)，接下來，在步驟S15以及步驟S115中執(zhí)行車輛左右方向上的粗略定位。
[0147]在步驟S15中，車輛E⑶300對輸電裝置200發(fā)出車輛左右方向上的線圈位置的掃描指令。此時(shí)移動量的I步幅，以與后面的步驟S21相比而較大的步幅來執(zhí)行。根據(jù)該指令，在步驟SI 15中，輸電裝置200的輸電E⑶240使線圈相對于定位機(jī)構(gòu)216而在車輛左右方向上移動每I步幅。定位為，使輸電部220的車輛左右方向位置與二次側(cè)受電電壓VC成為峰值的位置一致。
[0148]在線圈位置的車輛前后方向以及車輛左右方向上的粗略掃描結(jié)束時(shí)，在步驟S16中，判斷受電電壓VC是否為閾值VT以上。由此，以圖10中所說明的方式，來判明車輛位置是否在位置偏移容許范圍(能夠定位范圍)內(nèi)。
[0149]在步驟S16中，如果受電電壓VC不在閾值VT以上，則處理將進(jìn)入步驟S17，車輛E⑶300將測試信號停止指令發(fā)送給輸電裝置200。而且，在步驟S18中，車輛E⑶300通過液晶顯示器或揚(yáng)聲器等的通知裝置，再次要求駕駛員停車。
[0150]另一方面，在步驟S16中，在受電電壓VC為閾值VT以上的情況下，處理將進(jìn)入步驟S19，車輛E⑶300向輸電裝置200發(fā)出匹配器切換指令。與此相對，在步驟S116中，在輸電裝置200中，輸電E⑶240將電路常數(shù)調(diào)節(jié)為，使匹配器260的狀態(tài)成為圖9的匹配器狀態(tài)P2。通過利用控制信號ADJ而對匹配器260的可變電容電容器262或263的電容值進(jìn)行變更，從而執(zhí)行電路常數(shù)的調(diào)節(jié)。
[0151]圖12為，用于對在受電部與輸電部的定位時(shí)在車輛以及輸電裝置中所執(zhí)行的控制進(jìn)行說明的流程圖(后半部)。
[0152]參照圖11、圖12，當(dāng)在車輛側(cè)步驟S19的處理結(jié)束時(shí)，步驟S20的處理將被執(zhí)行。此外，在輸電裝置200中，當(dāng)步驟SI 16的處理結(jié)束時(shí)步驟SI 17的處理將被執(zhí)行。
[0153]而且，在步驟S20中，車輛E⑶300向輸電裝置200發(fā)出車輛前后方向上的線圈位置的掃描指令。此時(shí)移動量的I步幅，以與步驟S15相比而較細(xì)小的步幅而被執(zhí)行。根據(jù)該指令，在步驟S117中，輸電裝置200的輸電E⑶240使線圈位置相對于定位機(jī)構(gòu)216而在車輛前后方向上移動每I步幅。如果對車輛前后方向與車輛左右方向進(jìn)行比較，則由于掃描范圍較寬，而首先執(zhí)行車輛前后方向上的定位。定位為，使輸電部220的車輛前后方向位置與二次側(cè)受電電壓VC成為峰值的位置一致。
[0154]在步驟S20以及步驟SI 17中，當(dāng)車輛前后方向上的細(xì)致定位結(jié)束時(shí)，接下來，在步驟S21以及步驟S118中執(zhí)行車輛左右方向上的細(xì)致定位。
[0155]在步驟S21中，車輛E⑶300對輸電裝置200發(fā)出車輛左右方向上的線圈位置的掃描指令。此時(shí)移動量的I步幅，以與步驟S15相比而細(xì)小的步幅而被執(zhí)行。根據(jù)該指令，在步驟S118中，輸電裝置200的輸電E⑶240使線圈位置相對于定位機(jī)構(gòu)216而在車輛左右方向上移動每I步幅。定位為，使輸電部220的車輛左右方向位置與二次側(cè)受電電壓VC成為峰值的位置一致。
[0156]當(dāng)步驟S21以及步驟SI 18中的車輛左右方向的細(xì)致定位結(jié)束時(shí)，在步驟S21中，車輛ECU300向輸電裝置200發(fā)出測試信號停止指令。與此相對應(yīng)，在步驟S119中，輸電E⑶240停止測試信號的輸送。
[0157]而且，在步驟S23中，車輛E⑶300通過使用控制信號SE3而將繼電器174置為斷開狀態(tài)，并使用控制信號SE2而使CHR170導(dǎo)通，從而將二次側(cè)負(fù)載從負(fù)載電阻173切換為蓄電裝置190。
[0158]而且，在步驟S24中，車輛E⑶300對輸電裝置200要求輸電。對應(yīng)于此在輸電裝置200中，在步驟S120中，輸電E⑶240使電源部250輸送與測試用信號相比提高了輸出的電力。在車輛100中，在步驟S25中，開始向蓄電裝置190的充電。
[0159]如以上所說明的那樣，在本實(shí)施方式中，通過在粗略的定位時(shí)將共振系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定為，受電部的受電范圍成為寬范圍，從而能夠拓寬最初的掃描范圍。
[0160]而且，通過在細(xì)致定位時(shí)將共振系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定為，受電電壓峰值為一個(gè)，從而能夠使微調(diào)變得容易。另外，即使不切換成受電電壓峰值為一個(gè)，在受電電壓峰值為兩個(gè)的條件下切換為增加峰值，對提高效率也有效。
[0161]雖然在圖11、圖13的流程圖中，圖示了作為車輛100的控制裝置的車輛E⑶300發(fā)出指令，作為輸電裝置200的控制裝置的輸電ECU240遵照指令執(zhí)行輸電受電與線圈位置的變更的示例，但車輛E⑶300與輸電E⑶240的作用分擔(dān)也可以進(jìn)行適當(dāng)變更。例如也可以變更為，輸電E⑶240向車輛E⑶300發(fā)送所接收到的電壓VC的值，且由輸電E⑶240實(shí)施定位的判斷。
[0162]圖13為，用于對在保持受電電壓峰值為兩個(gè)的狀態(tài)下進(jìn)行細(xì)致定位時(shí)的示例進(jìn)行說明的圖。
[0163]參照圖13，對表示位置偏移量與二次側(cè)受電電壓之間的關(guān)系的輸電受電特性如何根據(jù)匹配器的狀態(tài)而被變更進(jìn)行說明。
[0164]在最初的粗略的定位中，將匹配器的電路常數(shù)設(shè)定為匹配器狀態(tài)P1A。雖然在匹配器狀態(tài)PlA下，在位置偏移量為O時(shí)，二次側(cè)受電電壓VC未表現(xiàn)出峰值并降低為電壓V2A，但在位置偏移量稍偏離O的兩點(diǎn)處則表現(xiàn)出峰值。
[0165]在其后的細(xì)致定位時(shí)，將匹配器的電路常數(shù)設(shè)定為匹配器狀態(tài)P2A。即使在匹配器狀態(tài)P2A下,在位置偏移量為O時(shí),二次側(cè)受:電電壓VC也表現(xiàn)出電壓VIA,并在位置偏移量稍偏離O的兩點(diǎn)處表現(xiàn)出峰值電壓。
[0166]在位置偏移量為+X以及-X的情況下，在匹配器狀態(tài)P2A下，二次側(cè)受電電壓VC變低至V4A，與此相對，在匹配器狀態(tài)PlA下，二次側(cè)受電電壓VC表現(xiàn)為電壓V3A。
[0167]因此，在粗略的定位時(shí)使用匹配器狀態(tài)PlA來實(shí)施定位，以使位置偏移量收斂于+X?-X內(nèi)，而在位置微調(diào)時(shí)使用匹配器狀態(tài)P2A來實(shí)施定位，以使位置偏移量更接近于零。即，在粗略定位時(shí)采用即使在遠(yuǎn)方也能夠受電的這種匹配器的設(shè)定，在位置微調(diào)時(shí)采用只在附近處進(jìn)行受電的匹配器的設(shè)定。匹配器的設(shè)定變更能夠通過對圖6的可變電容電容器262或263的電容進(jìn)行變更而被實(shí)施。
[0168]如此，不一定如圖9所示從表現(xiàn)出兩個(gè)峰值的特性切換為表現(xiàn)出一個(gè)峰值的特性，也可以使用表現(xiàn)出兩個(gè)峰值的兩種狀態(tài)。通過將寬范圍且低效率受電的匹配器狀態(tài)PlA與窄范圍且高效率受電的匹配器狀態(tài)P2A組合起來使用，從而能夠恰當(dāng)?shù)貙?shí)施受電部110與輸電部220之間的定位。
[0169]另外，雖然在本實(shí)施方式中，作為對受電部的可受電范圍進(jìn)行變更的單元，列舉了在輸電裝置200中設(shè)置匹配器260的示例，但對可受電范圍進(jìn)行變更的單元也可以為其它裝置。例如，能夠使用以下單元等作為對可受電范圍進(jìn)行變更的單元，即:a)對電磁感應(yīng)線圈-共振線圈間的距離進(jìn)行變更的機(jī)構(gòu)；b)對共振線圈周圍的屏蔽物-共振線圈間的距離進(jìn)行變更的機(jī)構(gòu)；c)在對整流器180的DC電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換并施加于蓄電裝置190的情況下，對其中所使用的DC/DC轉(zhuǎn)換器的電流/電壓比(或升壓比)進(jìn)行變更的單元；d)對電源部250的輸出電力進(jìn)行變更的單元。
[0170]而且，這種對可受電范圍進(jìn)行變更的單元，可以設(shè)置于輸電側(cè)以及受電側(cè)中的任意一側(cè)，也可以設(shè)置于從輸電裝置200向作為受電裝置的車輛100的輸電受電路徑中的任意位置上。
[0171]此外，關(guān)于位置偏移，雖然在圖7中主要列舉了水平方向上的偏移并進(jìn)行了說明，但也有意圖以水平方向以外的偏移為對象。
[0172]圖14為，表示用于對位置偏移進(jìn)行說明的共振線圈的第一配置例的圖。如圖14所示，共振線圈111與共振線圈221的配置關(guān)系通過水平偏移量D1、高度H1、旋轉(zhuǎn)角度Θ而被規(guī)定。雖然如果線圈形狀為圓形時(shí)旋轉(zhuǎn)角度Θ影響不大，但在異型線圈(四邊形、多邊形等)的情況下，旋轉(zhuǎn)角度Θ對傳輸效率的影響也變大。
[0173]圖15為，表示用于對位置偏移進(jìn)行說明的共振線圈的第二配置例的圖。在圖15中，將配線卷繞在平板的芯材上的共振線圈IllA和共振線圈221A作為輸電部、受電部而例示出來。
[0174]如圖15所示，共振線圈IllA與共振線圈221A的配置關(guān)系通過水平偏移量D1、高度H1、旋轉(zhuǎn)角度Θ而被規(guī)定。
[0175]參照圖14、圖15，位置偏移也可以在水平方向的偏移Dl以外。在本說明書中，位置偏移包括以下的偏移。
[0176](i)水平方向的位置偏移(稱為X方向的偏移)；[0177](ii)向高度方向(稱為H方向的偏移)的偏移；
[0178](iii)旋轉(zhuǎn)角度Θ相對于中心軸的偏移(稱為旋轉(zhuǎn)方向的偏移)；
[0179](iv)在輸電部/受電部中使用了異型線圈的情況下，在能夠維持預(yù)定的受電效率的狀態(tài)中將配置有輸電部和受電部的狀態(tài)設(shè)為最佳位置，而與最佳位置相比，在X方向、H方向、旋轉(zhuǎn)方向中的至少任意一個(gè)方向上，輸電部與受電部的位置關(guān)系發(fā)生偏移而使受電效率降低的狀態(tài)；
[0180](V)與上述最佳位置相比，輸電部的磁極與受電部的磁極的位置關(guān)系在X方向、H方向、旋轉(zhuǎn)方向中的至少任意一個(gè)方向上偏移了的狀態(tài)。
[0181]特別是，在采用如圖15所示的共振線圈的情況下，可以將如下狀況稱為位置偏移，即，從將共振線圈位置配置于最佳狀態(tài)的狀態(tài)起，在X方向、H方向、旋轉(zhuǎn)方向中的至少任意一個(gè)方向上，輸電部與受電部的位置關(guān)系發(fā)生了偏移。
[0182]最后，再次參照附圖對本實(shí)施方式進(jìn)行總結(jié)。本實(shí)施方式在某種局面下為，用于以非接觸方式接受從輸電裝置200被傳輸來的電力的非接觸受電裝置。如圖1以及圖6所示，輸電裝置200包括:輸電部220 ;電源部250，其向輸電部供給交流電力。非接觸受電裝置具備:受電部110，其能夠以非接觸方式而從輸電部接受電力；控制部(車輛ECU300)，其實(shí)施與受電部110和輸電部220之間的定位、和定位后的受電相關(guān)的控制。受電部110從輸電部220所接受的電力的大小被使用于受電部110和輸電部220的定位?？刂撇?車輛ECU300)將輸電受電路徑的參數(shù)設(shè)定為，使在實(shí)施定位時(shí)的任一時(shí)間點(diǎn)的受電部110的可受電范圍與定位后的受電時(shí)相比為寬范圍。
[0183]由此，在通過共振法來進(jìn)行非接觸輸電受電的情況下，在通過電磁感應(yīng)來進(jìn)行非接觸輸電受電的情況下，定位均變得容易。雖然在圖1?圖6中列舉了共振法的示例，但即使在通過電磁感應(yīng)來進(jìn)行非接觸充電的情況下，例如通過將與電磁感應(yīng)線圈連接的電容器的電容設(shè)為可變，從而也能夠?qū)κ茈姺秶M(jìn)行變更。
[0184]此外，關(guān)于將可受電范圍設(shè)定成寬范圍的時(shí)間，在圖11、圖12的流程圖中，圖示了在停車動作完成后設(shè)定為寬范圍的示例。但是，也可以在車輛停車時(shí)設(shè)定為寬范圍。在監(jiān)視受電強(qiáng)度的同時(shí)決定停車位置的情況下，也可以在停車時(shí)利用寬范圍的可受電范圍。即，所謂實(shí)施定位時(shí)的任一時(shí)間點(diǎn)，是指包括停車動作在內(nèi)的定位中，定位開始時(shí)、定位過程中的任一時(shí)間點(diǎn)的含義。
[0185]優(yōu)選為，如圖9的匹配器狀態(tài)Pl所示那樣，受電部110以及輸電部220被構(gòu)成為，能夠在受電部Iio的中心軸與輸電部220的中心軸的水平方向上的位置被配置成偏移了的狀態(tài)的情況下，傳輸效率表現(xiàn)出峰值的傳輸特性，并且這種傳輸效率特性被使用于定位。
[0186]更優(yōu)選為，控制部在受電部110的中心軸與輸電部220的中心軸的水平方向上的位置偏移量(圖7的Dl)成為預(yù)定值以內(nèi)為止，將輸電受電路徑的參數(shù)設(shè)定為，使從輸電部220向受電部110的傳輸效率表現(xiàn)出第一特性(圖9的匹配器狀態(tài)Pl ;圖13的匹配器狀態(tài)PlA)，而在位置偏移量成為了預(yù)定值以內(nèi)之后，將輸電受電路徑的參數(shù)設(shè)定為，使從輸電部220向受電部110的傳輸效率在窄于第一特性的范圍內(nèi)表現(xiàn)出提高了對于位置偏移的靈敏度的第二特性(圖9的匹配器狀態(tài)P2 ;圖13的匹配器狀態(tài)P2A)。
[0187]更加優(yōu)選為，第一特性(圖9的匹配器狀態(tài)Pl)為，在受電部110的中心軸與輸電部220的中心軸的水平方向上的位置被配置成偏移了的狀態(tài)的情況下，傳輸效率表現(xiàn)出峰值的特性，第二特性(圖9的匹配器狀態(tài)P2)為，在受電部110的中心軸與輸電部220的中心軸的水平方向上的位置被配置成一致了的狀態(tài)的情況下，表現(xiàn)出傳輸效率的峰值的特性。
[0188]更加優(yōu)選為，輸電裝置200或非接觸受電裝置(車輛100)還包括用于對輸電受電路徑的特性進(jìn)行變更的阻抗調(diào)節(jié)部?？刂撇?車輛ECU300)對阻抗調(diào)節(jié)部實(shí)施將傳輸效率從第一特性切換成第二特性的指示。
[0189]雖然作為阻抗調(diào)節(jié)部，在圖6中圖示了在輸電裝置200中設(shè)置了匹配器260的示例，但阻抗調(diào)節(jié)部也可以為其它裝置。例如，能夠使用如下單元等作為阻抗調(diào)節(jié)部，即:a)對電磁感應(yīng)線圈-共振線圈間的距離進(jìn)行變更的機(jī)構(gòu)；b)對共振線圈周圍的屏蔽物-共振線圈間的距離進(jìn)行變更的機(jī)構(gòu)；c)在對整流器180的DC電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換并施加于蓄電裝置190的情況下，對其中所使用的DC/DC轉(zhuǎn)換器的電流/電壓比(或升壓比)進(jìn)行變更的單元；d)對電源部250的輸出功率進(jìn)行變更的單元。
[0190]更優(yōu)選為，輸電裝置200還包括:被設(shè)置于輸電部220與電源部250之間、用于對輸電裝置200的阻抗進(jìn)行調(diào)節(jié)的匹配器260、和使輸電部220的位置進(jìn)行移動的定位機(jī)構(gòu)216。車輛ECU300為了將傳輸效率從第一特性切換成第二特性而對匹配器260的電路常數(shù)進(jìn)行變更。
[0191]優(yōu)選為，如圖6所示，輸電裝置200還具備使輸電部220的位置進(jìn)行移動的定位機(jī)構(gòu)216。如圖8、圖11、圖12所示，控制部(車輛E⑶300)以如下方式對定位機(jī)構(gòu)216進(jìn)行指示，即，在使輸電部220的位置在車輛100的行進(jìn)方向上移動而進(jìn)行了調(diào)節(jié)之后使所述輸電部220的位置在車輛100的左右方向上移動而進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0192]優(yōu)選為，受電部110被構(gòu)成為，與輸電部220的固有頻率之差在±10%以內(nèi)。
[0193]更優(yōu)選為，受電部110與輸電部220的耦合系數(shù)在0.1以下。
[0194]更優(yōu)選為，輸電部220通過被形成于受電部110與輸電部220之間且以特定的頻率進(jìn)行振動的磁場、和被形成于受電部110與輸電部220之間且以特定的頻率進(jìn)行振動的電場中的至少一方，而向受電部Iio輸送電力。
[0195]本發(fā)明在另外的局面下為，用于以非接觸方式對受電裝置(車輛100)輸送電力的非接觸輸電裝置。受電裝置包含:受電部110 ;電負(fù)載裝置(蓄電裝置190、PCU120)，其從受電部110接受電力。非接觸輸電裝置200具備:輸電部220，其能夠以非接觸方式向受電部110輸送電力；電源部250，其向輸電部220供給交流電力；控制部(輸電ECU240)，其實(shí)施與受電部110和輸電部220的定位、和定位后的受電相關(guān)的控制。受電部110從輸電部220所接受的電力的大小被使用于受電部110和輸電部220的定位?？刂撇?輸電ECU240)將輸電受電路徑的參數(shù)設(shè)定為，使在實(shí)施定位時(shí)的任一時(shí)間點(diǎn)的受電部110的圖9的匹配器狀態(tài)Pl下所表示的可受電范圍，與在定位后的受電時(shí)所使用的圖9的匹配器狀態(tài)P2下所表示的可受電范圍相比為寬范圍。
[0196]優(yōu)選為，輸電部220被構(gòu)成為能夠?qū)崿F(xiàn)如下情況，即，與輸電部220相對于受電部110而被配置于目標(biāo)位置上的情況下的傳輸效率(受電電壓V2)相比，輸電部220相對于受電部110被配置于較之目標(biāo)位置而偏移了的位置上的情況下的傳輸效率(與受電電壓V2相比而較高的兩個(gè)電壓峰值)較好。從輸電部220向受電部110輸電并通過受電部110而接受的電力的電平，被使用于輸電部220與受電部110的定位。[0197]另外，雖然在本實(shí)施方式中，對在圖6中輸電裝置200包括使輸電部220的位置進(jìn)行移動的定位機(jī)構(gòu)216的情況進(jìn)行了說明，但在車輛100中也可以包括能夠使受電部110的位置進(jìn)行移動的定位機(jī)構(gòu)。
[0198]另外，雖然在本實(shí)施方式中，例示了包含電磁感應(yīng)線圈的輸電部、受電部，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于未包含電磁感應(yīng)線圈的共振型非接觸輸電受電裝置(僅使用自諧振線圈的共振型非接觸輸電受電裝置)。即，將能夠使受電部的可受電范圍可變的單元設(shè)置于輸電受電路徑上的某處，在實(shí)施輸電部與受電部的定位時(shí)的任一時(shí)間點(diǎn)上拓寬可受電范圍，這種方式能夠應(yīng)用于未包含電磁感應(yīng)線圈的共振型非接觸輸電受電裝置，而且并不限定于共振型也能夠應(yīng)用于通過其它方式(電磁感應(yīng)、微波、光等)進(jìn)行輸電受電的非接觸輸電受電裝置中。
[0199]應(yīng)該認(rèn)為此次被公開的實(shí)施方式的所有內(nèi)容均為例示，并不是限制性的。本發(fā)明的范圍并非上述的說明而是通過權(quán)利要求來表達(dá)，包括與權(quán)利要求等同的含義以及范圍內(nèi)的所有變更。
[0200]符號說明
[0201]10、輸電受電系統(tǒng);100、車輛;91、110、受電部；111、111A、340、二次自諧振線圈；112、222、電容器；113、350、二次線圈；130、電動發(fā)電機(jī)；140、動力傳遞齒輪；150、驅(qū)動輪；160、230、通信部；171、電流傳感器；172、電壓傳感器；173、負(fù)載電阻；174、繼電器；180、整流器；190、蓄電裝置；200、輸電裝置；210、高頻電源裝置；212、連接器；215、收納部；216、定位機(jī)構(gòu)；90、220、輸電部；221、221A、330、一次自諧振線圈；223、320、一次線圈；240、輸電ECU ;250、電源部；260、匹配器；261、電感器；262、263、可變電容電容器;300、車輛ECU ；310、高頻電源；360、負(fù)載；CPU、電力控制單元。
【權(quán)利要求】
1.一種非接觸受電裝置，其用于以非接觸的方式而接受從輸電裝置(200)被傳輸來的電力，其中， 所述輸電裝置包括: 輸電部(220)； 電源部(250),其向所述輸電部供給交流電力， 所述非接觸受電裝置具備: 受電部(110)，其能夠以非接觸的方式而從所述輸電部接受電力； 控制部(300)，其實(shí)施所述受電部與所述輸電部的定位， 所述控制部實(shí)施將所述輸電部和所述受電部配置于預(yù)定的位置上的第一調(diào)節(jié)、以及將所述輸電部和所述受電部配置于與在所述第一調(diào)節(jié)中所配置的位置相比受電效率變好的位置上的第二調(diào)節(jié)，并將所述輸電部或所述受電部的參數(shù)設(shè)定為，使在所述第一調(diào)節(jié)時(shí)所述受電部能夠受電的受電范圍與在所述第二調(diào)節(jié)時(shí)所述受電部能夠受電的受電范圍相比為寬范圍。
2.如權(quán)利要求1所述的非接觸受電裝置，其中， 所述控制部在由所述受電部與所述輸電部的位置偏移所產(chǎn)生的偏移量成為預(yù)定值以內(nèi)為止，將所述輸電部或所述受電部的參數(shù)設(shè)定為，使從所述輸電部向所述受電部的傳送效率表現(xiàn)出第一特性，而在所述偏移量成為了所述預(yù)定值以內(nèi)之后，將所述輸電部或所述受電部的參數(shù)設(shè)定為，使從 所述輸電部向所述受電部的傳送效率在窄于所述第一特性的范圍內(nèi)表現(xiàn)出提高了對于位置偏移的靈敏度的第二特性。
3.如權(quán)利要求2所述的非接觸受電裝置，其中， 所述第一特性為，在所述受電部的中心軸與所述輸電部的中心軸的水平方向上的位置被配置成偏移了的狀態(tài)的情況下，傳輸效率表現(xiàn)出峰值的特性， 所述第二特性為，在所述受電部的中心軸與所述輸電部的中心軸的水平方向上的位置被配置成一致了的狀態(tài)的情況下，表現(xiàn)出傳輸效率的峰值的特性。
4.如權(quán)利要求2所述的非接觸受電裝置，其中， 所述輸電裝置或所述非接觸受電裝置還包括用于對所述輸電部或所述受電部的特性進(jìn)行變更的阻抗調(diào)節(jié)部， 所述控制部對所述阻抗調(diào)節(jié)部實(shí)施將所述傳輸效率從所述第一特性切換成所述第二特性的指示。
5.如權(quán)利要求1所述的非接觸受電裝置，其中， 所述輸電裝置還具備使所述輸電部的位置進(jìn)行移動的定位機(jī)構(gòu)(216)， 所述控制部以如下方式對所述定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行指示，即，在使所述輸電部的位置在車輛的行進(jìn)方向上移動而進(jìn)行調(diào)節(jié)之后使所述輸電部的位置在車輛的左右方向上移動而進(jìn)行調(diào)節(jié)。
6.如權(quán)利要求1所述的非接觸受電裝置，其中， 所述受電部被構(gòu)成為，與所述輸電部的固有頻率之差為± 10%以內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的非接觸受電裝置，其中， 所述受電部與所述輸電部的耦合 系數(shù)為0.1以下。
8.如權(quán)利要求1所述的非接觸受電裝置，其中，所述輸電部通過被形成于所述受電部與所述輸電部之間且以特定的頻率進(jìn)行振動的磁場、和被形成于所述受電部與所述輸電部之間且以特定的頻率進(jìn)行振動的電場中的至少一方，而向所述受電部輸送電力。
9.一種非接觸輸電裝置，其用于以非接觸的方式對受電裝置(100)輸送電力，其中， 所述受電裝置包括: 受電部(Iio)； 電負(fù)載裝置(190、120)，其從所述受電部接受電力， 所述非接觸輸電裝置具備: 輸電部(220)，其能夠以非接觸的方式而向所述受電部輸送電力； 電源部(250)，其向所述輸電部供給交流電力； 控制部(240)，其實(shí)施所述受電部與所述輸電部的定位， 所述控制部實(shí)施將所述輸電部和所述受電部配置于預(yù)定的位置上的第一調(diào)節(jié)、以及將所述輸電部和所述受電部配置于與在所述第一調(diào)節(jié)中所配置的位置相比受電效率變好的位置上的第二調(diào)節(jié)，并將所述輸電部或所述受電部的參數(shù)設(shè)定為，使在所述第一調(diào)節(jié)時(shí)所述受電部能夠受電的受電范圍與在所述第二調(diào)節(jié)時(shí)所述受電部能夠受電的受電范圍相比為寬范圍。
10.如權(quán)利要求9所述的非接觸輸電裝置，其中， 所述控制部在由所述受電部與所述輸電部的位置偏移所產(chǎn)生的偏移量成為預(yù)定值以內(nèi)為止，將所述輸電部或所述受電部的參數(shù)設(shè)定為，使從所述輸電部向所述受電部的傳輸效率表現(xiàn)出第一特性，而在所述偏移量成為了所述預(yù)定值以內(nèi)之后，將所述輸電部或所述受電部的參數(shù)設(shè)定為，使從所述輸電部向所述受電部的傳輸效率在窄于所述第一特性的范圍內(nèi)表現(xiàn)出提高了對于位置偏移的靈敏度的第二特性。
11.如權(quán)利要求10所述的非接觸輸電裝置，其中， 所述第一特性為，在所述受電部的中心軸與所述輸電部的中心軸的水平方向上的位置被配置成偏移了的狀態(tài)的情況下，傳輸效率表現(xiàn)出峰值的特性， 所述第二特性為，在所述受電部的中心軸與所述輸電部的中心軸的水平方向上的位置被配置成一致了的狀態(tài)的情況下，表現(xiàn)出傳輸效率的峰值的特性。
12.如權(quán)利要求10所述的非接觸輸電裝置， 所述非接觸輸電裝置或所述受電裝置還包括用于對所述輸電部或所述受電部的特性進(jìn)行變更的阻抗調(diào)節(jié)部， 所述控制部對所述阻抗調(diào)節(jié)部實(shí)施將所述傳輸效率從所述第一特性切換成所述第二特性的指示。
13.如權(quán)利要求9所述的非接觸輸電裝置，其中， 所述非接觸輸電裝置還具備使所述輸電部的位置進(jìn)行移動的定位機(jī)構(gòu)(216)， 所述控制部以如下方式對所述定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行指示，即，在使所述輸電部的位置在車輛的行進(jìn)方向上移動而進(jìn)行了調(diào)節(jié)之后使所述輸電部的位置在車輛的左右方向上移動而進(jìn)行調(diào)節(jié)。
14.如權(quán)利要求9所述的非 接觸輸電裝置，其中， 所述輸電部被構(gòu)成為，與所述受電部的固有頻率之差為± 10%以內(nèi)。
15.如權(quán)利要求9所述的非接觸輸電裝置，其中， 所述受電部與所述輸電部的耦合系數(shù)為0.1以下。
16.如權(quán)利要求9所述的非接觸輸電裝置， 所述受電部通過被形成于所述受電部與所述輸電部之間且以特定的頻率進(jìn)行振動的磁場、和被形成于所述受電部與所述輸電部之間且以特定的頻率進(jìn)行振動的電場中的至少一方，而從所述輸電部接受電力。
17.一種非接觸輸電受電系統(tǒng)，其中， 具備非接觸輸電裝置(200)和非接觸受電裝置(100)，所述非接觸受電裝置(100)用于以非接觸的方式而接受從所述非接觸輸電裝置被輸送來的電力， 所述非接觸輸電裝置包括: 輸電部(220)； 電源部(250),其向所述輸電部供給交流電力， 所述非接觸受電裝置包括: 受電部(110)，其能夠以非接觸的方式而從所述輸電部接受電力； 電負(fù)載裝置(190、120)，其使用通過所述受電部而被接受的電力， 所述非接觸輸電受電系統(tǒng)還具備，實(shí)施所述受電部與所述輸電部的定位的控制部(240,300)， 所述控制部實(shí)施將所述輸電部和所述受電部配置于預(yù)定的位置上的第一調(diào)節(jié)、以及將所述輸電部和所述受電部配置于與在所述第一調(diào)節(jié)中所配置的位置相比受電效率變好的位置上的第二調(diào)節(jié)，并將所述輸電部或所述受電部的參數(shù)設(shè)定為，使在所述第一調(diào)節(jié)時(shí)所述受電部能夠受電的受電范圍與在所述 第二調(diào)節(jié)時(shí)所述受電部能夠受電的受電范圍相比為寬范圍。
【文檔編號】H02J17/00GK103891099SQ201180074458
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月27日
【發(fā)明者】中村達(dá), 市川真士 申請人:豐田自動車株式會社