非接触式电力传输系统和控制该系统的方法 |
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| 申请号 | CN201480070824.4 | 申请日 | 2014-11-12 | 公开(公告)号 | CN105848958A | 公开(公告)日 | 2016-08-10 |
| 申请人 | 丰田自动车株式会社; | 发明人 | 市川真士; | ||||
| 摘要 | 车辆的受电控制单元(900)产生用于将已接收电 力 (Pc)调整到电力接收指令(Pcr)的电力发送指令(Psr)。所产生的电力发送指令(Psr)经由无线通信被从所述车辆发送到充电站。所述充电站的送电控制单元(910)将从所述充电站发送到所述车辆的发送电力(Ps)调整到从所述车辆接收的电力发送指令(Psr)。在所述受电控制单元(900)中执行的电力接收控制的响应性低于在所述送电控制单元(910)中执行的电力发送控制的响应性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种非接触式电力传输系统，包括： |
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| 说明书全文 | 非接触式电力传输系统和控制该系统的方法技术领域[0001] 本发明涉及非接触式电力传输系统和控制所述非接触式电力传输系统的方法，更具体地说，涉及用于以非接触方式将电力从充电站传输到车辆的非接触式电力传输系统，以及控制所述非接触式电力传输系统的方法。 背景技术[0002] 日本专利特许公开2013-225962(PTL 1)公开一种用于以非接触方式将电力从设置于地面侧的馈电装置传输到安装于车辆中的受电装置的非接触式电力传输系统。在所述非接触式电力传输系统中，馈电装置和受电装置处于非接触状态。另外，为了在馈电装置与受电装置之间交换信息，包括受电装置中的已接收电力、已接收电力的电压、已接收电力的电流等的信息被无线通信装置从受电装置发送到馈电装置(请参阅PTL 1)。 [0003] 引用列表 [0004] 专利文献 [0005] [PTL 1]日本专利特许公开2013-225962 [0006] [PTL 2]日本专利特许公开2013-138526 [0007] [PTL 3]日本专利特许公开2013-154815 [0008] [PTL 4]日本专利特许公开2013-146154 [0009] [PTL 5]日本专利特许公开2013-146148 [0010] [PTL 6]日本专利特许公开2013-110822 [0011] [PTL 7]日本专利特许公开2013-126327 发明内容[0012] 技术问题 [0013] 当馈电装置与受电装置之间的无线通信中出现故障(如通信中断)时，无法交换有关电力传输的信息。因此，一般可以想到停止电力传输。然而另外在可短时间恢复的暂时通信故障的情况下，如果在每次出现此类通信故障时停止电力传输，便会频繁地发生无法完成所需的电力传输的情况。 [0014] 本发明的提出就是为了解决上述问题。本发明的一个目标是提供一种能够抑制送电侧与受电侧之间出现的通信故障所导致的电力传输停止的非接触式电力传输系统，以及一种控制该非接触式电力传输系统的方法。 [0015] 问题解决方案 [0016] 根据本发明，一种非接触式电力传输系统包括充电站和车辆，所述车辆被配置为能够以非接触方式从所述充电站接收电力。所述充电站包括：送电装置，其被配置为以非接触方式将电力发送到所述车辆；第一控制装置，其被配置为控制所述送电装置；以及第一通信装置，其被配置为与所述车辆通信。所述车辆包括：受电装置，其被配置为以非接触方式接收从所述送电装置输出的电力；第二控制装置，其被配置为控制所述受电装置；以及第二通信装置，其被配置为与所述充电站通信。所述第二控制装置产生用于将所述受电装置中的已接收电力量调整到规定目标的电力发送指令，并且使所述第二通信装置将所述电力发送指令发送到所述充电站。所述已接收电力量优选地为已接收电力，但也可以是已接收电力的电压或已接收电力的电流。所述第一控制装置控制所述送电装置，以便将从所述送电装置输出的发送电力调整到所述第一通信装置接收的所述电力发送指令。由所述第二控制装置执行的用于调整所述已接收电力量的电力接收控制的响应性低于由所述第一控制装置执行的用于调整所述发送电力的电力发送控制的响应性。 [0017] 根据该非接触式电力传输系统，所述电力发送指令在所述车辆的所述第二控制装置执行的电力接收控制期间产生，并且被所述第二通信装置发送到所述充电站。在这种情况下，所述电力接收控制的响应性低于所述充电站的所述第一控制装置执行的所述电力发送控制的响应性。因此，在出现短时通信故障的情况下，由于在所述第二控制装置中产生的所述电力发送指令的更新值未被发送到所述第一控制装置，所述电力发送控制受到的影响较小。如果所述电力发送控制受到较小的影响，则没必要停止从所述充电站到所述车辆的电力传输。因此，根据该非接触式电力传输系统，变得能够抑制由所述充电站与所述车辆之间发生的通信故障导致的电力传输停止。 [0018] 优选地，所述第一控制装置基于所述发送电力的检测值执行第一反馈控制。所述第二控制装置基于所述已接收电力量的检测值执行第二反馈控制。所述第二反馈控制的控制周期长于所述第一反馈控制的控制周期。 [0019] 借助该配置，即使所述充电站与所述车辆之间发生通信故障，但如果该通信故障是在所述第二反馈控制的一个控制周期期间恢复的短时通信故障，则该通信故障不会对电力发送控制产生影响。因此，根据该非接触式电力传输系统，能够抑制由通信故障导致的电力传输停止。 [0020] 优选地，所述第二控制装置执行的所述电力接收控制的时间常数大于所述第一控制装置执行的所述电力发送控制的时间常数。 [0021] 借助该配置，所述电力接收控制的响应性低于所述电力发送控制的响应性。因此，同样根据该非接触式电力传输系统，能够抑制由通信故障导致的电力传输停止。 [0022] 优选地，所述第二通信装置发送的所述电力发送指令的发送周期长于所述第一控制装置执行的所述电力发送控制的控制周期。 [0023] 借助该配置，即使所述充电站与所述车辆之间发生通信故障，但如果该通信故障是在所述电力发送指令的所述发送周期期间恢复的短时通信故障，则该通信故障不会对电力发送控制产生影响。因此，根据该非接触式电力传输系统，能够抑制由通信故障导致的电力传输停止。 [0024] 优选地，所述第一控制装置使所述第一通信装置将指示所述发送电力已经收敛到所述电力发送指令的信号发送到所述车辆。当所述信号已经被所述第二通信装置接收时，所述第二控制装置更新由所述第二通信装置发送到所述充电站的所述电力发送指令。 [0025] 根据该非接触式电力传输系统，当已经在车辆侧确认所述发送电力已经收敛到所述电力发送指令时，更新从所述车辆发送到所述充电站的所述电力发送指令。因此，考虑到所述电力发送指令的变化量相对大的情况下的电力发送控制的收敛，不必一致地降低所述电力接收控制的响应性。因此，根据该非接触电力传输系统，能够在确保整个控制的稳定性的同时提高所述电力接收控制的响应性。 [0026] 优选地，所述第二控制装置针对每个规定周期更新由所述第二通信装置发送到所述充电站的所述电力发送指令。所述第一控制装置停止改变所述电力发送控制中的所述电力发送指令，直到所述发送电力收敛到所述电力发送指令。 [0027] 同样根据该非接触式电力传输系统，由于所述发送电力的收敛被确认，因此不必一致地降低所述电力接收控制的响应性。然后，在该非接触式电力传输系统中，不必将指示所述发送电力的收敛的信号从所述充电站发送到所述车辆。因此，根据该非接触电力传输系统，能够在确保简单配置中的整个控制稳定性的同时提高所述电力接收控制的响应性。 [0028] 此外，根据本发明，一种控制方法是控制其中以非接触方式将电力从充电站传输到车辆的非接触式电力传输系统的方法。所述方法包括以下步骤：产生用于将所述车辆中的已接收电力量调整到规定目标的电力发送指令，并且将所述电力发送指令从所述车辆发送到所述充电站；以及在所述充电站中，将输出到所述车辆的发送电力调整到从所述车辆接收的所述电力发送指令。用于调整所述已接收电力量的电力接收控制的响应性低于用于调整所述发送电力的电力发送控制的响应性。 [0029] 根据此控制方法，所述电力接收控制的响应性低于所述电力发送控制的响应性。因此，在短时通信故障的情况下，不将所述电力发送指令的更新值从所述车辆发送到所述充电站所造成的影响相对小。如果对所述电力发送控制的影响相对小，则无需停止从所述充电站到所述车辆的电力传输。因此，根据此控制非接触式电力传输系统的方法，能够抑制由所述充电站与所述车辆之间发生的通信故障导致的电力传输停止。 [0030] 本发明的有利效果 [0032] 图1是根据本发明一实施例的非接触式电力传输系统的整体配置图； [0033] 图2是用于示出车辆停放在充电站内的停车位的状态的图； [0034] 图3是在图1所示的非接触式电力传输系统中执行的电力控制的控制框图； [0035] 图4是用于示出当执行非接触式电力传输时，由车辆和充电站执行的处理的概要的流程图； [0036] 图5是示出在图4的处理过程中改变的发送电力和已接收电力的电压的变化的时序图； [0037] 图6是示出在图4所示的步骤S30和S530执行的判定是否可以执行电力传输的处理的流程图； [0038] 图7是示出在图4所示的步骤S90执行的电力接收控制和在图4所示的步骤S590执行的电力发送控制的处理的程序的流程图； [0039] 图8是在第二实施例的非接触式电力传输系统中执行的电力控制的控制框图； [0040] 图9是示出在第二实施例中执行的电力接收控制和电力发送控制的处理的程序的流程图； [0041] 图10是用于示出配对处理的修正例的框图。 具体实施方式[0042] 下面将参考附图详细地描述本发明的实施例。在本文的附图中，相同或对应的部件被赋予相同的参考标号，其描述不再被重复。 [0043] 第一实施例 [0044] (非接触式电力传输系统的概要描述) [0045] 图1是根据本发明一实施例的非接触式电力传输系统的整体配置图。图2是用于示出车辆停放在充电站内的停车位的状态的图。首先参考图1和2，下面将描述有关根据该实施例的非接触式电力传输系统的概要。 [0046] 参考图1和2，根据该实施例的非接触式电力传输系统包括车辆10和充电站90。充电站90包括通信单元810、停车位A到C，以及被分别设置在停车位A到C内的送电单元700A到700C。图2中的“车辆停放区域R”示出当车辆10以使得车辆10的受电单元100正对充电站90的送电单元700A到700C中的任一者的方式停放时，车辆10所处的区域。 [0047] 尽管图2示出与送电装置20C的送电单元700C相关的车辆停放区域，但是理所当然，送电装置20A和20C的送电单元700A和700B也都包括车辆停放区域。 [0048] 通信单元810能够将信号发送到车辆停放区域R的内部和外部。具体而言，通信单元810的信号发送区域例如落在被定义为中心的通信单元810的5m半径到10m半径的范围内。 [0049] 换言之，通信单元810不仅将信号发送到停车位A到C的内部，而且还将信号发送到距离停车位A到C的数米的位置处。如果车辆10位于停车位A、B或C的内部，或者位于距离停车位A、B或C数米的范围内，则车辆10能够从充电站90接收到信号。 [0050] 车辆10包括：通信单元510，该通信单元不仅能够将信号从停车位的内部发送到充电站90，而且还能将信号从停车位的外部(例如，距离约5m到10米的位置)发送到充电站90，以便允许充电站90接收到信号；受电单元100，其被配置为能够以非接触方式从送电单元700A到700C接收电力；显示单元520，其用于通知用户受电单元100与送电单元700A到700C中的每一者之间的相对位置关系；以及控制单元(车辆ECU 500)，其控制通信单元510、受电单元100和显示单元520。 [0051] 优选地，充电站90包括被分别设置在停车位A到C内的传感器21A到21C。传感器21A到21C分别检测停放在停车位A到C内的车辆的有无。当充电站90基于传感器21A到21C的输出判定停车位A到C中的至少一者内未停放车辆时，充电站90向周围发出通知可以发送电力的广播信号。另一方面，当充电站90基于传感器21A到21C的输出判定所有停车位A到C中均停放有车辆时，充电站90不向周围发出上述广播信号。因此，当停车位空出时，车辆10被引导进入充电站90。 [0052] 当车辆10从充电站90接收到上述广播信号时，它向周围发出请求电力输出以供位置确认的信号，以便得到车辆10与停车位对准的位置确认。需要指出，用于位置确认的电力表示当车辆10与停车位对准时，从充电站90输出的电力。当车辆10接收到该用于位置确认的电力时，车辆10基于已接收电力的电压被对准。还需要指出，上述请求信号被发送到距离被定义为中心的车辆10大约5m到10m的范围。因此，即使车辆10位于停车位A到C的外部，充电站90也能够接收到请求信号。 [0053] 当充电站90接收到上述请求信号时，充电站90至少将用于位置确认的电力提供给与停车位A到C中的空闲车位对应的任一送电单元。然后，基于受电单元100中已接收电力所产生的已接收电力的电压，车辆ECU500使显示单元520显示受电单元100与送电单元700A到700C中的一者之间的位置关系。借助该配置，电力传输能够在送电单元与受电单元之间被实际地执行，从而允许根据结果实现位置对准，以便能够可靠地给车辆10充电。 [0054] 优选地，车辆10包括由用户操作的非接触式充电开关530。当车辆10在非接触式充电开关530接通时接收到上述广播信号，它会向周围发出上述请求信号，以请求用于位置确认的电力的输出。借助该配置，例如，当用户希望执行充电时，非接触式充电开关530被接通，这样，能够基于已接收电力的电压实现受电单元与送电单元之间的对准。 [0055] 优选地，当受电单元100与充电站90的送电单元700A到700C中的一者之间的对准完成时，车辆ECU 500在该车辆ECU 500本身与充电站90之间执行配对处理，以便使充电站90识别到送电单元700A到700C中已经与受电单元100对准的一个送电单元。借助该配对处理，即使使用具有多个送电单元700A到700C的充电站90，也可以识别到已经被对准的送电单元。 [0056] 优选地，上述配对处理包括这样的处理：即，通过多种不同的模式从送电单元700A到700C发送电力，以及将与其中受电单元100已经接收到电力的模式对应的信号从通信单元510发送到通信单元810。 [0057] 更优选地，在通过多种模式发送电力的情况下，在规定时段期间的不同电力发送时间发送电力(图5)。备选地，在通过多种模式发送电力的情况下，能够通过在规定时段期间，在不同的模式中重复地接通或关断电力发送来发送电力(图10)。 [0058] 当充电站90与车辆10之间的对准和配对处理完成时，执行用于给车辆10的蓄电装置300充电的满量程电力传输处理。具体而言，在车辆10的车辆ECU 500中，执行电力接收控制，以使得所接收电力(其可以是已接收电力的电压或已接收的电力的电流)到达所需的目标值。然后，给蓄电装置300充电。在电力接收控制中，产生来自充电站90的发送电力(电力发送指令)目标值，以使得已接收电力变得等于目标值，然后，通信单元510将该目标值发送到充电站90。 [0059] 在充电站90的电源ECU 800中，执行基于通信单元810从车辆10接收到的电力发送指令的电力发送控制，然后将从已经通过配对识别到的送电装置输出到车辆10的发送电力调整到电力发送指令。在电力发送控制中，调整发送电力以使其变得等于所述电力发送指令，并且将基于所述电力发送指令调整的发送电力发送到车辆10。 [0060] 在这种情况下，在车辆ECU 500中执行的电力接收控制的响应性被设计为低于在电源ECU 800中执行的电力发送控制的响应性。例如，电力接收控制的响应性被设计为接近电力发送控制的响应性的1/10。通过以此方式设计电力接收控制和电力发送控制中的每一者的响应性，如果通信单元510与810之间发生的通信故障为短时通信故障，则在电力发送指令(已经在电力接收控制中发生改变)未被发送到电力发送控制侧的状态下，能够抑制由执行电力发送控制导致的影响。具体而言，如果在电力接收控制更新电力发送指令之前解决了通信故障，则能够消除该通信故障对电力发送控制产生的影响。 [0061] 优选地，基于已接收电力的检测值，通过反馈控制实现在车辆ECU 500中执行的电力接收控制，而基于发送电力的检测值，通过反馈控制实现在电源ECU 800中执行的电力发送控制。另外，构成电力接收控制的反馈控制的控制周期长于构成电力发送控制的反馈控制的反馈周期。因此，即使通信单元510与810之间发生通信故障，如果在构成电力接收控制的反馈控制的控制周期内解决了该通信故障，则能够消除该通信故障对电力发送控制产生的影响。 [0062] 优选地，通信单元810将在车辆ECU 500中产生的电力发送指令发送到车辆10的周期长于在电源ECU 800中执行的电力发送控制的控制周期。因此，即使通信单元510与810之间发生通信故障，如果在电力发送指令的发送周期内解决了该通信故障，则能够消除该通信故障对电力发送控制产生的影响。 [0063] 然后，下面将进一步描述非接触式电力传输系统的每种配置的细节。 [0064] (非接触式电力传输系统的详细配置) [0065] 参考图1，本实施例的非接触式电力传输系统包括车辆10和充电站90，车辆10配备被配置为能够以非接触方式接收电力的受电装置140，充电站90包括将电力从车辆外部发送到受电单元100的送电装置20A、20B和20C。 [0066] 车辆10包括受电装置140、蓄电装置300、动力产生装置400、车辆ECU 500、通信单元510、显示单元520和非接触式充电开关530。受电装置140包括受电单元100、滤波电路150和整流单元200。另外，车辆10进一步包括电阻器201、继电器202、电压传感器203、电流传感器204、继电器210和310。 [0067] 充电站90包括外部电源950、送电装置20A、20B和20C、电源ECU800和通信单元810。送电装置20A、20B和20C分别包括电源单元600A、600B和600C、滤波电路610A、610B和610C，以及送电单元700A、700B和700C。送电装置20A、20B和20C中的每一者进一步包括电压传感器612和电流传感器614(未示出送电装置20B和20C的电压传感器和电流传感器)。 [0068] 例如，如图2所示，送电装置20A、20B和20C被分别置于停车位A、B和C的地面上或地下，而受电装置140被置于车体的下部。需要指出，放置受电装置140的位置不限于此。例如，当送电装置20A、20B和20C被置于车辆10的上方时，受电装置140可以被置于车体的上部。 [0069] 受电单元100包括谐振电路，该电路用于以非接触方式接收从送电装置20A、20B和20C的送电单元700A、700B和700C中的任一者输出的电力(交流电)。该谐振电路包括线圈和电容器。当仅通过线圈获取所需的谐振条件时，不必设置电容器。受电单元100将已接收的电力输出到整流单元200。整流单元200对受电单元100接收到的AC(交流电)电力进行整流，然后将经过整流的AC电力输出到蓄电装置300。滤波电路150被设置在受电单元100与整流单元200之间，并且抑制在电力接收期间产生的谐波噪声。滤波电路150通过LC滤波器进行配置，该滤波器例如包括电感器和电容器。 [0070] 蓄电装置300是可再充电DC(直流电)电源，并且例如由锂离子电池或镍金属氢化物电池之类的二次电池进行配置。蓄电装置300的电压例如约为200V。蓄电装置300存储从整流单元200输出的电力，同样还存储动力产生装置400所产生的电力。然后，蓄电装置300将所存储的电力提供给动力产生装置400。需要指出，也可以使用大容量电容器作为蓄电装置300。尽管未特别示出，但是也可以在整流单元200与蓄电装置300之间设置调整整流单元200的输出电压的DC-DC转换器。 [0071] 动力产生装置400使用蓄电装置300中存储的电力产生用于使车辆10行驶的驱动力。尽管未特别示出，但是动力产生装置400例如包括从蓄电装置300接收电力的逆变器、由逆变器驱动的电动机、由电动机驱动的驱动轮等。此外，动力产生装置400还可以包括用于给蓄电装置300充电的发电机，以及能够驱动发电机的引擎。 [0072] 车辆ECU 500包括CPU(中央处理单元)、存储设备和输入/输出缓冲器等(这些组件均未示出)。该车辆ECU 500在控制车辆10中的每个装置的同时，输入来自各个传感器的信号，并且将控制信号输出到每个装置。例如，车辆ECU 500执行车辆10的行驶控制，以及蓄电装置300的充电控制。需要指出，上述控制不限于软件处理，而且还可以通过专用硬件(电子电路)实现。 [0073] 此外，作为车辆ECU 500执行的主控制，车辆ECU 500执行电力接收控制，此控制用于在充电站90给蓄电装置300充电期间将车辆10中的已接收电力调整到规定目标。具体而言，车辆ECU 500产生电力发送指令，该指令指示从充电站90输出的发送电力的目标，以使得已接收电力变得等于该目标。然后，车辆ECU 500控制通信单元510，以便将所产生的电力发送指令发送到充电站90。 [0074] 此外，继电器210被设置在整流单元200与蓄电装置300之间。在送电装置20A、20B和20C给蓄电装置300充电期间，继电器210被车辆ECU500接通。此外，系统主继电器(SMR)310被设置在蓄电装置300与动力产生装置400之间。当请求动力产生装置400的启动时，SMR 310被车辆ECU 500接通。 [0075] 此外，电阻器201跨整流单元200与继电器210之间的电力线对被设置，而且，继电器210与电阻器201串联连接。电压传感器203检测整流单元200的输出电压，并且将检测值输出到车辆ECU 500。电流传感器204检测整流单元200的输出电流，并且将检测值输出到车辆ECU 500。基于电压传感器203和电流传感器204中的检测值，能够检测车辆10中的已接收电力。 [0076] 被配置为能够执行与充电站90的通信单元810的无线通信的通信单元510将在车辆ECU 500中产生的电力发送指令发送到充电站90，另外，与通信单元810交换包括电力传输的开始/停止、车辆10的电力接收条件等的信息。 [0077] 参考图1和2，根据车载相机(未示出)、车辆10中接收从送电单元700A输出的用于位置确认的电力的强度等，车辆10或充电站90判定车辆10的受电单元100的位置是否与送电装置20A的送电单元700A对准。然后，在显示单元520上通知用户判定结果。基于从显示单元520获取的信息，用户移动车辆10，以实现有利于电力发送和接收的受电装置140与送电装置20A之间的位置关系。需要指出，用户不必操作手柄或加速器，而是车辆10可以自动移动来对准其位置，用户可以在显示单元520上观察此移动。此外，可以通过声音来替代显示单元520(其以可视方式向用户通知信息)向用户通知信息。 [0078] 再次参考图1，在充电站90中，电源单元600A、600B和600C从诸如商业系统电源之类的外部电源950接收电力，并且产生具有规定发送频率的AC电力。 [0079] 送电单元700A、700B和700C中的每一者包括谐振电路，该电路用于以非接触方式将电力发送到车辆10的受电单元100。谐振电路包括线圈和电容器。当仅通过线圈获取所需的谐振条件时，不必设置电容器。然后，送电单元700A、700B和700C分别从电源单元600A、600B和600C接收具有某一发送频率的AC电力，并且通过在送电单元700A、700B和700C周围产生的电磁场，以非接触方式将已接收的AC电力发送到车辆10的受电单元100。 [0080] 滤波电路610A、610B和610C被分别设置在电源单元600A、600B和600C与送电单元700A、700B和700C之间，并且分别抑制从电源单元600A、600B和600C产生的谐波噪声。滤波电路610A、610B和610C均由包括电感器和电容器的LC滤波器形成。 [0081] 电源ECU 800包括CPU、存储设备和输入/输出缓冲器等(这些组件均未示出)。该电源ECU 800在控制充电站90中的每个装置的同时，输入来自各个传感器的信号，并且将控制信号输出到每个装置。例如，电源ECU 800执行电源单元600A、600B和600C的切换控制，从而使得电源单元600A、600B和600C均产生具有某一发送频率的AC电力。需要指出，上述控制不限于软件处理，而且还可以通过专用硬件(电子电路)实现。 [0082] 此外，作为电源ECU 800执行的主控制，电源ECU 800执行电力发送控制，此控制用于在充电站90给蓄电装置300充电期间将要发送到车辆10的电力调整到规定目标。具体而言，电源ECU 800控制上述送电装置中的电源单元，以使得从已经通过配对识别到的送电装置输出到车辆10的发送电力变得等于通信单元810接收到的电力发送指令。 [0083] 电压传感器612检测被提供给送电单元的发送电力的电压，并且将检测值输出到电源ECU 800。电流传感器614检测被提供给送电单元的发送电力的电流，并且将检测值输出到电源ECU 800。基于电压传感器612和电流传感器614中的检测值，能够检测到被输出到车辆10的发送电力。需要指出，电压传感器612和电流传感器614可以被设置在电源单元600A与滤波电路610A之间。 [0084] 被配置为能够执行与车辆10的通信单元510的无线通信的通信单元810接收从车辆10发送的电力发送指令，另外，与车辆10交换包括电力发送的开始/停止、车辆10的电力接收条件等的信息。 [0085] 具有规定发送频率的AC电力分别通过滤波电路610A、610B和610C被从电源单元600A、600B和600C提供给送电单元700A、700B和700C。送电单元700A、700B和700C中的每一者和车辆10的受电单元100包括线圈和电容器，并且被设计为以某一发送频率谐振。优选地，指示送电单元700A、700B和700C中的每一者以及受电单元10的谐振强度的Q因子等于或高于100。 [0086] 当AC电力被从电源单元600A、600B和600C分别提供给送电单元700A、700B和700C时，能量(电力)通过在受电单元100的线圈与送电单元700A、700B和700C中的一者包括的线圈之间形成的电磁场，被从送电单元700A、700B和700C中的一者传输到受电单元100。然后，被传输到受电单元100的能量(电力)通过滤波电路150和整流单元200被提供给蓄电装置300。 [0087] 尽管未特别示出，但是在送电装置20A、20B和20C中，隔离变压器可以被分别设置在送电单元700A、700B和700C与电源单元600A、600B和600C之间(例如，送电单元700A、700B和700C与滤波电路610A、610B和610C之间)。此外，同样在车辆10中，隔离变压器可以被设置受电单元100与整流单元200之间(例如，受电单元100与滤波电路150之间)。 [0088] (电力控制系统的配置) [0089] 图3是在图1所示的非接触式电力传输系统中执行的电力控制的控制框图。参考图3，该控制框包括减法单元902、912、车辆侧控制器904、电源侧控制器914、被控对象916和效率元件906。 [0090] 减法单元902从示出车辆10中已接收电力的目标的电力接收指令Pcr中减去能够被检测的已接收电力Pc，并且将计算值输出到车辆侧控制器904。需要指出，能够基于图1所示的电压传感器203和电流传感器204中的检测值计算已接收电力Pc。 [0091] 基于电力接收指令Pcr与已接收电力Pc之间的偏差，车辆侧控制器904产生电力发送指令Psr，该指令示出从充电站90输出的发送电力Ps的目标。车辆侧控制器904例如使用电力接收指令Pcr与已接收电力Pc之间的偏差作为输入来执行比例积分控制(PI控制)等，从而计算操作量，并且将所计算的操作量设定为电力发送指令Psr。该电力发送指令Psr被通信单元510(图1)以无线的方式从车辆10发送到充电站90。 [0092] 减法单元912从电力发送指令Psr中减去能够被检测的发送电力Ps，并且将计算值输出到电源侧控制器914。需要指出，能够基于图1所示的电压传感器612和电流传感器614中的检测值计算发送电力Ps。 [0093] 基于电力发送指令Psr与发送电力Ps之间的偏差，电源侧控制器914在已经通过配对识别到的送电装置中产生电源单元的电压指令值Vr。电源侧控制器914例如使用电力发送指令Psr与发送电力Ps之间的偏差作为输入来执行PI控制等，从而计算操作量，并且将所计算的操作量设定为电压指令值Vr。 [0094] 被控对象916与已经通过配对识别到的送电装置对应。下面解释已经通过配对识别到的送电装置与送电装置20A(图1)对应的情况。具体而言，电源侧控制器914所计算的电压指令值Vr被提供给电源单元600A，并且电源单元600A中的电压V被控制为电压指令值Vr，从而产生发送电力Ps。该发送电力Ps以非接触方式被从送电单元700A发送到车辆10的受电单元100，并且在车辆10中检测已接收电力Pc(已接收电力Pc在考虑效率元件906中示出的电力接收效率的情况下获得)。 [0095] 在该控制框图中，由减法单元902、车辆侧控制器904和效率元件906形成的反馈控制回路(主回路)形成受电控制单元900，该单元执行用于将已接收电力Pc调整到电力接收指令Pcr的电力接收控制。此外，由减法单元912、电源侧控制器914和被控对象916形成的反馈控制回路(副回路)形成送电控制单元910，该单元执行用于将发送电力Ps调整到电力发送指令Psr的电力发送控制。 [0096] 受电控制单元900被安装在车辆ECU 500中。送电控制单元910被安装在电源ECU 800中。然后，如上所述，在受电控制单元900中执行的电力接收控制的响应性被设计为低于在送电控制单元910中执行的电力发送控制的响应性。例如，收敛时间Ts针对电力发送控制被设计为t1，针对电力接收控制被设计为t2(t2＞t1)。 [0097] 此外，作为用于设计响应性的参数，可使用上升时间、时间常数等替代收敛时间Ts。具体而言，在受电控制单元900中执行的电力接收控制的时间常数被设定为大于在送电控制单元910中执行的电力发送控制的时间常数。因此，如上所述，在受电控制单元900中执行的电力接收控制的响应性低于在送电控制单元910中执行的电力发送控制的响应性。 [0098] 此外，由于电力接收控制的响应性被设计为低于电力发送控制的响应性，因此优选地，构成电力接收控制的反馈控制(受电控制单元900)的控制周期长于构成电力发送控制的反馈控制(送电控制单元910)的控制周期。 [0099] 另外，由车辆10的通信单元510从车辆10发送到充电站90的电力发送指令Psr的发送周期优选地长于在充电站90中执行的电力发送控制的控制周期。而且，电力发送指令Psr的发送周期优选地等于或长于电力接收控制的控制周期。 [0100] 通过按照上述方式设计响应性，如果在将电力发送指令Psr从受电控制单元900发送到送电控制单元910期间产生的通信单元510与810之间的通信故障为短时通信故障，则在电力发送指令Psr(已经在受电控制单元900中发生改变(更新))未被发送到电力发送控制控制单元910的状态下，能够抑制由执行电力发送控制导致的影响。具体而言，如果在受电控制单元900中更改(更新)电力发送指令Psr之前解决了通信故障，则该通信故障不会对电力发送控制产生影响。 [0101] (非接触式电力传输的程序) [0102] 图4是用于示出当执行非接触式电力传输时，由车辆10和充电站90执行的处理的概要的流程图。图5是示出在图4的处理过程中改变的发送电力和已接收电力的电压的变化的时序图。 [0103] 参考图1、4和5，在充电站90中，当电源ECU 800基于来自传感器21A到21C的输出判定停车位A到C中的至少一者空闲时，它向周围发出广播信号以通知充电站90能够发送电力(步骤S510)。 [0104] 在车辆10中，车辆ECU 500判定非接触式充电开关530是否“接通”(步骤S10)。当非接触式充电开关530未被用户操作时，其处于“接通”状态，当它被用户操作时，则被关断。当判定非接触式充电开关530“关断”时(步骤S10的结果为“否”)，车辆ECU 500结束处理，并且不再执行一系列后续处理。 [0105] 当在步骤S10判定非接触式充电开关530“接通”时(步骤S10的结果为“是”)，车辆ECU 500判定是否已经从充电站90接收到广播信号(步骤S20)。当尚未接收到广播信号时(步骤S20的结果为“否”)，处理返回到步骤S10。 [0106] 当车辆10已经接收到广播信号时(步骤S20的结果为“是”)，车辆10的车辆ECU 500和充电站90的电源ECU 800分别执行用于判定电力是否能够从充电站90传输到车辆10的判定处理(步骤S30、S530)。该判定处理将在下面描述。 [0107] 当判定电力无法从充电站90被传输到车辆10时，处理在车辆10和充电站90中结束。另一方面，当判定电力能够从充电站90被传输到车辆10时，车辆10的车辆ECU 500将请求输出用于位置确认的电力的信号发送到充电站90(步骤S40)。 [0108] 当充电站90接收到上述请求信号时，电源ECU 800控制电源单元600A到600C，以使得未停放车辆的停车位的送电单元输出用于位置确认的电力(步骤S550)。当未设置传感器21A到21C时，电源ECU 800无法识别将停放车辆的停车位。因此，在这种情况下，电源ECU 800控制电源单元600A到600C，以使得其中不执行用于给蓄电装置300充电的满量程电力发送的停车位中的送电单元中的每一者输出用于位置确认的电力。 [0109] 当车辆10接收到用于位置确认的电力时，车辆ECU 500通过自动或手动地移动车辆10来基于已接收电力的电压执行对准(步骤S50)(请参见图5中的时间t1)。在对准时，车辆ECU 500使继电器202接通，并且获得电压传感器203检测到的已接收电力的电压。由于该对准时的已接收电力的电压低于用于给蓄电装置300充电的满量程电力发送时的已接收电力的电压(充电电压)，因此，继电器210被关断，以便不会在电压检测期间受到蓄电装置300的影响。 [0110] 然后，当已接收电力的电压超过规定阈值时，显示单元520显示对准已经完成。接着，当用户按下车辆10内设置的停车开关以判定停车位置可用时(步骤S60的结果为“是”)，车辆ECU 500向充电站90发送请求停止发送用于位置确认的电力的信号(步骤S70)(请参见图5中的时间t2)。 [0111] 当充电站90接收到上述请求停止电力发送的信号时，电源ECU 800停止从送电装置20A、20B和20C发送用于位置确认的电力(步骤S560)(请参见图5中的时间t3)。 [0112] 相对于固定发送电力(送电装置20A、20B和20C中的每一者的电力输出)，车辆10中的已接收电力的电压根据受电装置140的线圈与送电装置20A、20B和20C中的每一者的线圈之间的距离变化。因此，提前测量已接收电力的电压与电力发送侧的线圈的铁芯中心O1和电力接收侧的铁芯中心O2间的水平方向位置差之间的关系。然后，将相对于铁芯中心O1与铁芯中心O2间的水平方向位置差容限的已接收电力的电压设定为阈值。 [0113] 然后，车辆ECU 500和电源ECU 800均执行识别已经执行对准的送电装置20A、20B和20C中的一者的配对处理(步骤S80、S580)。对于每个送电装置，电源ECU 800更改发送电力的持续时间(电力发送处于接通状态)。换言之，送电装置20A在时间TA内接通电力发送，送电装置20B在时间TB内接通电力发送，送电装置20C在时间TC内接通电力发送(请参见图5中的时间t4)。 [0114] 然后，车辆ECU 500通知电源ECU 800接收电力的持续时间(电力接收接通)，在图2的实例中，受电装置140接收从送电装置20A发送的电力。车辆ECU 500通知电源ECU 800电力接收接通的持续时间为TA。这样，电源ECU 800识别到已经执行与送电装置20A的对准。 [0115] 当配对处理完成时，充电站90的电源ECU 800执行电力发送控制，此控制用于使已经执行对准并且已经通过配对识别到的送电装置输出用于给蓄电装置300充电的电力(步骤S590)(请参见图5中的时间t6)。另一方面，在车辆10中，车辆ECU 500执行电力接收控制，此控制使受电装置140接收用于给蓄电装置300充电的电力，然后使用已接收的电力给蓄电装置300充电(步骤S90)。接着，蓄电装置300的充电完成，并且车辆10和充电站90中的每一者中的处理结束。 [0116] (有关是否能够传输电力的判定) [0117] 图6是示出在图4所示的步骤S30和S530执行的判定是否能够执行电力传输的处理的流程图。参考图6，车辆ECU 500将有关车辆10的信息(车辆信息)发送到充电站90(步骤S100)。该车辆信息例如可以包括诸如受电单元100的线圈类型、线圈大小等的信息。 [0118] 当充电站90接收到车辆信息时(步骤S102)，电源ECU 800基于已接收的车辆信息判定是否能够将电力从充电站90传输到车辆10(步骤S104)。具体而言，基于受电单元100的线圈类型是否为能够从送电单元700A到700C接收电力的线圈类型、基于受电单元100的线圈大小是否为适当大小等等，判定电力是否能够从充电站90被发送到车辆10。 [0119] 当在步骤S104判定电力能够从充电站90传输到车辆10时(步骤S104的结果为“是”)，电源ECU 800将有关从充电站90到车辆10的电力传输的信息发送到车辆10(步骤S106)。需要指出，此信息例如包括有关能够从充电站90输出电力的范围的信息等。 [0120] 此外，当在步骤S104判定电力无法从充电站90传输到车辆10时(步骤S104的结果为“否”)，电源ECU 800将指示电力无法被传输的信息发送到车辆10(步骤S108)。 [0121] 在车辆10中，当从充电站90接收到信息(有关电力传输的信息或指示电力无法发送的信息)时(步骤S110)，车辆ECU 500基于已接收的信息判定是否能够从充电站90接收电力(步骤S112)。然后，当判定能够接收电力时(步骤S112的结果为“是”)，车辆ECU 500确定从充电站90接收的电力的大小(步骤S114)。此外，当在步骤S112判定无法接收电力时(步骤S112的结果为“否”)，输出通知无法接收电力的警报(步骤S116)。 [0122] 图7是示出在图4所示的步骤S90执行的电力接收控制和在图4所示的步骤S590执行的电力发送控制的处理的程序的流程图。参考图7，在车辆10中，车辆ECU 500使通信单元510将请求从充电站90到车辆10的电力发送的信号发送到充电站90(步骤S200)。 [0123] 当响应于电力发送请求而开始从充电站90到车辆10的电力发送时，车辆ECU 500检测已接收电力Pc(步骤S210)。基于电压传感器203和电流传感器204(图1)中的每个检测值计算已接收电力Pc。 [0124] 然后，车辆ECU 500基于已经被检测到的已接收电力Pc和电力接收指令Pcr产生电力发送指令Psr(步骤S220)。具体而言，车辆ECU 500使用已接收电力Pc与电力接收指令Pcr之间的偏差作为输入来执行反馈控制，从而产生电力发送指令Psr。然后，车辆ECU 500使通信单元510将所产生的电力发送指令Psr发送到充电站90(步骤S230)。 [0125] 然后，车辆ECU 500判定蓄电装置300的充电是否完成(步骤S240)。例如，当蓄电装置的SOC(充电状态)达到满量程充电状态，或者非接触式充电开关530被关断时，判定充电已经完成。如果充电尚未完成(步骤S240的结果为“否”)，则处理返回到步骤S210。 [0126] 当在步骤S240判定充电已经完成时(步骤S240的结果为“是”)，车辆ECU 500使通信单元510将请求停止从充电站90到车辆10的电力发送的信号发送到充电站90(步骤S250)。这样，从充电站90到车辆10的电力发送被停止。 [0127] 另一方面，在充电站90中，当电源ECU 800使通信单元810从车辆10接收电力发送请求时(步骤S300的结果为“是”)，充电站90开始到车辆10的电力发送。电源ECU 800判定来自车辆10的电力发送指令Psr是否已经被通信单元810接收到(步骤S310)。当电力发送指令Psr尚未被接收时(步骤S310的结果为“否”)，处理继续到步骤S340。 [0128] 当电力发送指令Psr已经被通信单元810接收到时(步骤S310的结果为“是”)，电源ECU 800在已经通过配对识别到的送电装置中检测发送电力Ps(步骤S320)。基于电压传感器612和电流传感器614(图1)中的每个检测值计算发送电力Ps。 [0129] 然后，电源ECU 800通过控制上述送电装置中的电源单元来调整发送电力Ps，以使得所检测到的发送电力Ps变得等于电力发送指令Psr(步骤S330)。具体而言，电源ECU 800通过使用发送电力Ps与电力发送指令Psr之间的偏差作为输入来执行反馈控制，从而调整发送电力Ps。 [0130] 然后，电源ECU 800判定是否已经从车辆10接收到停止电力发送的请求(步骤S340)。当停止电力发送的请求尚未被接收到时(步骤S340的结果为“否”)，处理返回到步骤S310。另一方面，当停止电力发送的请求已经被接收到时(步骤S340的结果为“是”)，电源ECU 800控制该送电装置，以便停止到车辆10的电力发送(步骤S350)。 [0131] 如上所述，根据该第一实施例，在受电控制单元900(图3)中执行的电力接收控制的响应性低于在送电控制单元910(图3)中执行的电力发送控制的响应性。因此，如果通信单元510与810之间发生的通信故障为短时通信故障，则由于送电控制单元910所产生的电力发送指令Psr的更新值未被发送到受电控制单元900，电力发送控制受到的影响较小。如果电力发送控制受到较小的影响，则不必停止从充电站90到车辆10的电力传输。因此，根据该第一实施例，能够抑制由充电站90与车辆10之间发生的通信故障导致的电力传输停止。 [0132] 第二实施例 [0133] 在上述第一实施例中，在充电站90的电源ECU 800中执行的电力发送控制的响应性例如根据阶跃响应的收敛时间进行设计。但是，考虑到电力发送指令Psr的变化量增加情况下的控制稳定性，主回路的电力接收控制的响应性必须被设计为明显低于副回路的电力发送控制的响应性(例如，约为电力发送控制的1/10)。 [0134] 根据该第二实施例，在执行电力发送控制的电源ECU 800中，判定发送电力Ps是否已经收敛到电力发送指令Psr。然后，指示发送电力Ps已经收敛的收敛标志被从充电站90发送到车辆10。然后，当车辆10从充电站90接收到该收敛标志时，能够基于电力接收控制更改电力发送指令Psr。这使得无需将主回路的电力接收控制的响应性设计为充分低于副回路的电力发送控制的响应性。这样，能够期望提高整个控制系统的响应性。 [0135] 该第二实施例中的非接触式电力传输系统的整体配置以及充电站90和车辆10的整体配置与图1和2所示的第一实施例中的配置相同。 [0136] 图8是在第二实施例的非接触式电力传输系统中执行的电力控制的控制框图。参考图8，该控制框包括电源侧控制器914A和车辆侧控制器904A来分别替代图3所示的根据第一实施例的控制框图中的电源侧控制器914和车辆侧控制器904。 [0137] 电源侧控制器914A与第一实施例中的电源侧控制器914的相同之处在于基于电力发送指令Psr与发送电力Ps之间的偏差而产生电压指令值Vr。另一方面，在电源侧控制器914中，例如，电力发送控制的响应性被设计为使得电力发送控制的收敛时间等于或小于规定时段。相比之下，在电源侧控制器914A中，基于被控对象916的操作特征设计发送电力Ps的变化率上限(例如，1千瓦/秒)。然后，电源侧控制器914A判定发送电力Ps是否已经收敛到电力发送指令Psr。当电源侧控制器914A判定发送电力Ps已经收敛到电力发送指令Psr时，电源侧控制器914A产生收敛标志Flg并且将该标志发送到车辆10。 [0138] 车辆侧控制器904A与第一实施例中的车辆侧控制器904的相同之处在于基于电力接收指令Pcr与已接收电力Pc之间的偏差而产生电力发送指令Psr。另一方面，在车辆侧控制器904A中，电力接收控制的响应性被设计为使得收敛时间Ts例如被设定为t3。该响应性被设计为低于在电源侧控制器914A中执行的电力发送控制的响应性，但是高于在第一实施例的车辆侧控制器904中执行的电力发送控制的响应性。 [0139] 然后，当车辆侧控制器904A从充电站90接收到指示发送电力Ps已经收敛到电力发送指令Psr的收敛标志Flg时，它产生电力发送指令Psr并且将该指令发送到充电站90。车辆侧控制器904A可以被配置为无论是否已接收收敛标志Flg，均产生电力发送指令Psr并在接收到收敛标志Flg时将所产生的电力发送指令Psr发送到充电站90。 [0140] 在该第二实施例中，在确认电力发送控制的收敛之后，电力发送指令Psr在电力接收控制中发生更改。因此，考虑到电力发送指令Psr的变化量增加情况下的控制稳定性，不必将电力接收控制的响应性设计为一致地低。因而，与第一实施例相比，能够提高整个控制系统的响应性。 [0141] 图9是示出在第二实施例中执行的电力接收控制和电力发送控制的处理的程序的流程图。参考图9，该流程图在图7所示的流程图的基础上额外包括步骤S202、S332和S334。 [0142] 具体而言，在充电站90中，当发送电力Ps在步骤S330中被调整时，电源ECU 800判定发送电力Ps是否已经收敛到电力发送指令Psr(步骤S332)。例如，当发送电力Ps相对于电力发送指令Psr的稳态偏差等于或小于电力发送指令Psr的数个百分之一时，判定发送电力Ps已经收敛到电力发送指令Psr。 [0143] 当判定发送电力Ps已经收敛到电力发送指令Psr时(步骤S332的结果为“是”)，电源ECU 500产生收敛标志Flg，并且使通信单元810将该标志发送到车辆10(步骤S334)。然后，处理继续到步骤S340。 [0144] 另一方面，在车辆10中，当电力发送请求在步骤S200被发送到充电站90时，车辆ECU 500判定是否已经从充电站90接收到收敛标志Flg(步骤S202)。然后，当收敛标志Flg已经被接收到时(步骤S202的结果为“是”)，处理继续到步骤S210，产生基于电力接收控制的电力发送指令Psr并且将该指令发送到充电站90。 [0145] 当在步骤S202未确认收敛标志Flg的接收时(步骤S202的结果为“否”)，处理继续到步骤S240，并且电力发送指令Psr不被发送到充电站90。 [0146] 在上述描述中，收敛标志Flg被从充电站90发送到车辆10，而且车辆10判定是否需要电力发送指令Psr的产生或发送。但是在车辆10中，电力发送指令Psr在每个规定周期内被计算和更新，并且被发送到充电站90。当发送电力Ps尚未收敛时，充电站90可以被配置为不接收电力发送指令Psr。备选地，在充电站90接收电力发送指令Prs，但是发送电力Ps尚未收敛的情况下，电力发送控制中的电力发送指令Psr的改变可以被停止(被禁止)。 [0147] 如上所述，在该第二实施例中，当在车辆侧核实发送电力Ps已经收敛到电力发送指令Psr之后，更新从车辆10发送到充电站90的电力发送指令Psr。因此，考虑到电力发送指令Psr的变化量相对大的情况下获得的电力发送控制的收敛，不必一致地降低电力接收控制的响应性。因此，根据该第二实施例，能够在确保整个电力控制稳定性的同时提高电力接收控制的响应性。 [0148] 修正例 [0149] 在该修正例中，将描述配对处理的修正例。 [0150] 图10是用于示出配对处理的修正例的框图。参考图10，电源ECU 800针对每个送电装置更改将发送电力切换为发送或不发送(将电力发送切换为接通或关断)的周期。换言之，送电装置20A在每个周期dTA将电力发送切换为接通或关断；送电装置20B在每个周期dTB将电力发送切换为接通或关断；送电装置20C在每个周期dTC将电力发送切换为接通或关断(请参见图10中的时间t4到时间t5)。 [0151] 车辆ECU 500通知电源ECU 800有关已接收电力的切换周期(将电力接收切换为接通或关断)。在图10的实例中，受电装置140接收从送电装置20A发送的电力。车辆ECU 500通知电源ECU 800电力接收接通/关断切换周期为dTA。这允许电源ECU 800识别到已经执行与送电装置20A的对准(请参见图10中的时间t5)。 [0152] 虽然在该修正例中使用发送电力执行配对，但是配对处理的方法不限于此。可以通过使用各种技术来执行配对。例如，通过使用RFID(射频识别)技术，可以在车辆和送电单元中分别设置有RFID标签和RFID读取器的状态下执行配对。 [0153] 在上述每个实施例和修正例中，在充电站90中判定是否能够执行电力传输(图6中的步骤S104)。但是也可以在车辆10中判定是否能够执行电力传输。 [0154] 在上述描述中，电源ECU 800与本发明中的“第一控制装置”的一实施例对应；通信单元810与本发明中的“第一通信装置”的一实施例对应。此外，车辆ECU 500与本发明中的“第二控制装置”的一实施例对应；通信单元510与本发明中的“第二通信装置”的一实施例对应。 [0156] 参考标号列表 [0157] 10车辆；20A、20B、20C送电装置；21A、21B、21C传感器；90充电站；100受电单元；140受电装置；150、610A、610B、610C滤波电路；200整流单元；201电阻器；202、210、310继电器；203、612电压传感器；204、614电流传感器；300蓄电装置；400动力产生装置；500车辆ECU； 510、810通信单元；520显示单元；530非接触式充电开关；600A、600B、600C电源单元；700A、 700B、700C送电单元；800电源ECU；900受电控制单元；902、912减法单元；904、904A车辆侧控制器；906效率元件；910送电控制单元；914、914A电源侧控制器；916被控对象；950外部电源。 |
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