Система бесконтактной подачи электрической энергии - RU2614150C1
Код документа: RU2614150C1
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к системе бесконтактной подачи электрической энергии.
[0002] Данная заявка притязает на приоритет на основе заявки на патент Японии № 2013-072241, поданной 29 марта 2013 г., и в указанных государствах, которые признают включение документа по ссылке, содержимое, описанное в вышеуказанной заявке, содержится в данном документе по ссылке и считается частью описания настоящей заявки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Катушка на стороне передачи электрической энергии располагается около катушки на стороне приема электрической энергии, и катушка на стороне приема электрической энергии располагается около катушки на стороне подачи электрической энергии, которые размещаются напротив друг друга с воздушным зазором приблизительно всего в несколько см при подаче электрической энергии. Катушка на стороне передачи изготовлена из катушки с двухфазной обмоткой с осями, которые смещены на 90 градусов; двухфазный несущий переменный ток с фазами, которые сдвинуты на 90 градусов, прикладывается к ней, формируя вращающееся магнитное поле, которое модулирует сигнал, и электромагнитную волну, в которую помещен модулирующий сигнал, который излучается. Катушка на стороне приема изготовлена из однофазной катушки или катушки с двухфазной обмоткой; электромагнитная волна входит в нее на основе эффекта взаимоиндукции для электромагнитной индукции, чтобы прилагать модулирующий сигнал. Раскрыто катушечное устройство связи для устройства бесконтактной подачи электрической энергии, которое осуществляет связь вышеуказанным способом между катушкой передачи электрической энергии и катушкой приема электрической энергии (патентный документ 1).
ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
[0004] Патентный документ 1. Выложенная заявка на патент Японии № 2011-3977
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
[0005] Тем не менее, когда катушечное устройство связи, описанное выше, предусмотрено в устройстве бесконтактной подачи электрической энергии, имеется проблема в том, что катушка на стороне передачи электрической энергии и катушка на стороне приема электрической энергии, которые конфигурируют схему связи для связи, должны предоставляться отдельно от катушки на стороне подачи электрической энергии и катушки на стороне приема электрической энергии, которые конфигурируют главную схему для подачи электрической энергии.
[0006] Проблема, которая должна разрешаться посредством настоящего изобретения, заключается в том, чтобы предоставлять систему бесконтактной подачи электрической энергии, которая имеет возможность передавать информацию между стороной передачи электрической энергии и стороной приема, без отдельного предоставления катушки для связи, отличной от катушки для подачи электрической энергии.
СРЕДСТВО, ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ
[0007] Настоящее изобретение разрешает проблему в системе бесконтактной подачи электрической энергии, которая подает электрическую энергию бесконтактным способом между катушкой передачи электрической энергии и катушкой приема электрической энергии посредством передачи кодированной информации со стороны передачи электрической энергии на сторону приема электрической энергии, посредством управления значением тока или временем вывода выходного тока из средства преобразования, предоставленного на стороне передачи электрической энергии для катушки передачи электрической энергии, и приема упомянутой информации посредством получения кодированного значения из значения обнаружения тока или напряжения средства сглаживания, предоставленного на стороне приема электрической энергии.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008] Поскольку настоящее изобретение использует катушку передачи электрической энергии для передачи электрической энергии из источника электрической энергии бесконтактным способом и катушку приема электрической энергии для приема электрической энергии из катушки передачи электрической энергии и ее подачи в нагрузку, достигается такое преимущество, что информация может передаваться между стороной передачи электрической энергии и стороной приема, без отдельного предоставления катушки для связи, отличной от катушки передачи электрической энергии и катушки приема электрической энергии.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0009] Фиг. 1 является блок-схемой системы бесконтактной подачи электрической энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 является принципиальным видом системы бесконтактной подачи электрической энергии по фиг. 1.
Фиг. 3 являются графиками, иллюстрирующими (a) характеристики тока, который протекает в резисторе (R1), (b) характеристики тока, который протекает в резисторе (R2), (c) характеристики выходного тока выпрямительной схемы, (d) характеристики тока, который протекает в катушке (L), (e) характеристики напряжения обнаружения датчика напряжения, и (f) характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения, в принципиальном виде по фиг. 2
Фиг. 4 являются графиками, иллюстрирующими (a) характеристики напряжения обнаружения датчика напряжения, и (b) характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения, в принципиальном виде по фиг. 2.
Фиг. 5 являются графиками, иллюстрирующими (a) характеристики напряжения обнаружения датчика напряжения, и (b) характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения, в принципиальном виде по фиг. 2.
Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процедуру управления контроллера на стороне устройства подачи электрической энергии на фиг. 1.
Фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процедуру управления контроллера на стороне транспортного средства на фиг. 1.
Фиг. 8 является принципиальным видом системы бесконтактной подачи электрической энергии согласно модифицированному примеру настоящего изобретения.
Фиг. 9 является принципиальным видом системы бесконтактной подачи электрической энергии согласно модифицированному примеру настоящего изобретения.
Фиг. 10 является принципиальным видом системы бесконтактной подачи электрической энергии согласно модифицированному примеру настоящего изобретения.
Фиг. 11 является принципиальным видом системы бесконтактной подачи электрической энергии согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 12 являются графиками, иллюстрирующими (a) характеристики напряжения обнаружения датчика напряжения, (b) характеристики тока, который протекает в катушке (L), и (c) характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения, в принципиальном виде по фиг. 11.
Фиг. 13 является принципиальным видом системы бесконтактной подачи электрической энергии согласно модифицированному примеру настоящего изобретения.
Фиг. 14 являются графиками, иллюстрирующими (a) характеристики напряжения обнаружения датчика напряжения, (b) характеристики тока, который протекает в катушке (L), и (c) характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения, в системе бесконтактной подачи электрической энергии согласно другому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 15 является принципиальным видом системы бесконтактной подачи электрической энергии согласно модифицированному примеру настоящего изобретения.
Фиг. 16 являются графиками, иллюстрирующими (a) характеристики напряжения обнаружения датчика напряжения, (b) характеристики тока, который протекает в катушке (L), и (c) характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения, в системе бесконтактной подачи электрической энергии согласно другому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 17 являются графиками, иллюстрирующими (a) характеристики напряжения обнаружения датчика напряжения, и (b) характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения, в системе бесконтактной подачи электрической энергии согласно другому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 18 являются графиками, иллюстрирующими (a) характеристики напряжения обнаружения датчика напряжения, и (b) характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения, в системе бесконтактной подачи электрической энергии согласно другому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 19 являются графиками, иллюстрирующими (a) характеристики напряжения обнаружения датчика напряжения, и (b) характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения, в системе бесконтактной подачи электрической энергии согласно модифицированному примеру изобретения.
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0010] Ниже поясняются варианты осуществления настоящего изобретения на основе чертежей.
[0011] ВАРИАНТ 1 ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Фиг. 1 является блок-схемой системы бесконтактной подачи электрической энергии согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Система бесконтактной подачи электрической энергии настоящего варианта осуществления подает электрическую энергию бесконтактным способом из модуля 11 катушки передачи электрической энергии устройства подачи электрической энергии, предоставленного на стороне земли, в модуль 21 катушки приема электрической энергии на стороне транспортного средства посредством, по меньшей мере, магнитной связи. Система затем заряжает аккумулятор 23 транспортного средства 2 посредством электрической энергии, которая принимается посредством модуля 21 катушки приема электрической энергии.
[0012] Системы бесконтактной подачи электрической энергии предусмотрены на парковочных стоянках, к примеру, в местах для парковки у домов, и в объектах общего пользования, таких как место для парковки на шоссе. Система бесконтактной подачи электрической энергии содержит транспортное средство 2 и устройство 1 подачи электрической энергии. Устройство 1 подачи электрической энергии предусмотрено в месте для парковки для парковки транспортного средства 2 и представляет собой модуль на стороне земли, который подает электрическую энергию посредством бесконтактной подачи электрической энергии между катушками, когда транспортное средство 2 паркуется в предварительно определенной позиции для парковки. Транспортное средство 2 представляет собой транспортное средство 2, которое допускает заряд аккумулятора, который предоставляется в транспортном средстве, посредством внешнего источника электрической энергии, к примеру, электромобиль или гибридное транспортное средство со штепсельным соединением для заряда от внешнего источника. Из системы бесконтактной подачи электрической энергии настоящего варианта осуществления система на стороне передачи электрической энергии не ограничена устройством, установленным в месте для парковки, и может быть предусмотрена в другом устройстве; помимо этого, система на стороне приема электрической энергии может быть предусмотрена в устройстве, отличном от транспортного средства.
[0013] Ниже описывается конфигурация устройства 1 подачи электрической энергии и транспортного средства 2, которые конфигурируют систему бесконтактной подачи электрической энергии. В настоящем варианте осуществления, приводится описание электромобиля в качестве транспортного средства 2. На фиг. 1, пунктирные стрелки представляют соответствующие сигнальные линии между контроллерами 10, 20 и конфигурацией в устройстве 1 подачи электрической энергии и конфигурацией в транспортном средстве 2, а жирные линии представляют линии электрической энергии.
[0014] Устройство 1 подачи электрической энергии содержит контроллер 10, модуль 11 катушки передачи электрической энергии, схему 12 передачи электрической энергии, источник 13 электрической энергии и модуль 14 беспроводной связи.
[0015] Контроллер 10 представляет собой главный контроллер для управления схемой 12 передачи электрической энергии и модулем 14 беспроводной связи и для управления всем устройством 1 подачи электрической энергии. Модуль 11 катушки передачи электрической энергии подает электрическую энергию бесконтактным способом в модуль 21 катушки приема электрической энергии, который предоставляется на стороне с транспортным средством 2, содержит параллельную круглую катушку и предоставляется в месте для парковки, в котором предоставляется устройство бесконтактной подачи электрической энергии настоящего варианта осуществления.
[0016] Схема 12 передачи электрической энергии представляет собой схему для преобразования электрической энергии, предоставляемой из источника электрической энергии, в высокочастотную электрическую энергию переменного тока и ее передачи в модуль 11 катушки передачи электрической энергии. Источник 13 электрической энергии представляет собой источник электрической энергии для подачи электрической энергии в схему 12 передачи электрической энергии. Источник 13 электрической энергии может представлять собой внешний источник электрической энергии устройства 1 подачи электрической энергии; например, может использоваться бытовой источник электрической энергии переменного тока.
[0017] Модуль 14 беспроводной связи представляет собой приемо-передающее устройство, которое выполняет двунаправленную связь с модулем 24 беспроводной связи, который предоставляется на стороне транспортного средства 2. Частота, которая отличается от частоты, которая используется в периферийном оборудовании транспортного средства, к примеру, в интеллектуальных ключах, задается в качестве частоты связи между модулем 14 беспроводной связи и модулем 24 беспроводной связи, так что периферийное оборудование транспортного средства менее подвержено помехам посредством связи, даже если связь выполняется между модулем 14 беспроводной связи и модулем 24 беспроводной связи. Например, различные системы на основе беспроводной LAN используются для связи между модулем 14 беспроводной связи и модулем 24 беспроводной связи.
[0018]
[0019] Контроллер 20 представляет собой контроллер для управления схемой 22 приема электрической энергии и модулем 24 беспроводной связи и для выполнения различных видов управления в EV-системе транспортного средства.
[0020] Ниже описывается конфигурация транспортного средства 2. Транспортное средство 2 содержит контроллер 20, модуль 21 катушки приема электрической энергии, схему 22 приема электрической энергии, аккумулятор 23 и модуль 24 беспроводной связи.
Модуль 21 катушки приема электрической энергии предоставляется на нижней поверхности (ходовой части) и т.д. транспортного средства 2 между задними колесами. Затем, когда транспортное средство 2 паркуется в предварительно определенной позиции для парковки, модуль 21 катушки приема электрической энергии позиционируется выше модуля 11 катушки передачи электрической энергии при поддержании расстояния от модуля 11 катушки передачи электрической энергии. Модуль 21 катушки приема электрической энергии содержит круглую катушку, которая является параллельной поверхности места для парковки.
[0021] Схема 22 приема электрической энергии представляет собой схему, соединенную между модулем 21 катушки приема электрической энергии и аккумулятором 23, сглаживает электрическую энергию переменного тока, которая принимается посредством модуля 21 катушки приема электрической энергии, до электрической энергии постоянного тока и подает электрическую энергию в аккумулятор 23. Аккумулятор 23 заряжен посредством электрической энергии из схемы 22 приема электрической энергии и представляет собой одну из нагрузок транспортного средства 2. Аккумулятор 23 также представляет собой аккумуляторную батарею, которая выводит через инвертор, который не показан на схеме, электрическую энергию в электромотор (не показан), который представляет собой источник электрической энергии транспортного средства 2. Аккумулятор 23 сконфигурирован посредством последовательного или параллельного соединения множества аккумуляторных батарей, таких как литий-ионные аккумуляторы.
[0022] Модуль 24 беспроводной связи представляет собой устройство связи для выполнения беспроводной связи с модулем 14 беспроводной связи на стороне устройства 1 подачи электрической энергии.
[0023] Далее описывается схемная конфигурация системы бесконтактной подачи электрической энергии настоящего варианта осуществления, с использованием фиг. 2. Фиг. 2 является принципиальным видом системы бесконтактной подачи электрической энергии. Инвертор, который конфигурирует схему 12 передачи электрической энергии, соединяется с парой линий электрической энергии, которые соединяются с двумя контактными выводами источника 13 электрической энергии. Инвертор содержит множество переключающих элементов, которые соединяются с возможностью формировать полный мост, и диодов, которые соединены параллельно относительно множества переключающих элементов. Диоды соединяются с возможностью изменения направления на противоположное относительно направления проводимости переключающих элементов. Затем, диоды соединяются с модулем 11 катушки передачи электрической энергии из точек соединения (нейтральных точек) переключающих элементов, которые соединяются последовательно. Схема 12 передачи электрической энергии преобразует электрическую энергию источника 13 электрической энергии в высокочастотную электрическую энергию и выводит ее в модуль 11 катушки передачи электрической энергии посредством включения/выключения переключающих элементов на основе управляющего сигнала контроллера 10.
[0024] Модуль 11 катушки передачи электрической энергии содержит резистор R1, конденсатор C1 и первичную катушку 101. Резистор R1, конденсатор C1 и первичная катушка 101 соединяются последовательно и формируют последовательную RLC-схему. Преобразователь формируется из первичной катушки 101 и вторичной катушки 201.
[0025] Модуль 21 катушки приема электрической энергии содержит резистор R2, конденсатор C2 и вторичную катушку 201. Резистор R2, конденсатор C2 и вторичная катушка 201 соединяются последовательно и формируют последовательную RLC-схему.
[0026] Схема 22 приема электрической энергии содержит выпрямительную схему 221 и фильтр 222. Выпрямительная схема 221 выпрямляет переменный ток, который выводится из модуля 21 катушки приема электрической энергии, и выводит его в фильтр 222. Выпрямительная схема 221 формируется из множества диодов, которые соединяются с возможностью формировать полный мост, и соединяется между модулем 21 катушки приема электрической энергии и фильтром 222. Фильтр 222 представляет собой схему для фильтрации вывода выпрямительной схемы 221. Фильтр 222 сконфигурирован посредством соединения двух конденсаторов (C3, C4) параллельно между парой линий электрической энергии, соединения катушки (L) между двумя конденсаторами (C3, C4) и соединения разрядного резистора (R) параллельно относительно конденсатора (C4), который позиционируется на выходной стороне для двух конденсаторов (C3, C4). Разрядный резистор (R) представляет собой резистор для разряда электрического заряда конденсатора (C4).
[0027] Датчик 25 напряжения соединяется для обнаружения напряжения конденсатора (C4) фильтра 222.
[0028] Далее описывается управление контроллерами 10 и 20 при заряде аккумулятора 23 посредством системы бесконтактной подачи электрической энергии настоящего варианта осуществления, с использованием фиг. 1 и 2. Когда транспортное средство 2 паркуется в месте для парковки, в которое подается электрическая энергия с помощью устройства 1 подачи электрической энергии, модуль 21 катушки приема электрической энергии обращен к модулю 11 катушки передачи электрической энергии.
[0029] Контроллер 20 на стороне транспортного средства передает сигнал запроса на бесконтактную подачу электрической энергии в устройство 1 подачи электрической энергии с помощью модуля 24 беспроводной связи. Контроллер 10 на стороне устройства подачи электрической энергии начинает подачу электрической энергии посредством приема сигнала запроса из модуля 14 беспроводной связи. Контроллер 10 выводит требуемую электрическую энергию из модуля 11 катушки передачи электрической энергии в модуль 21 катушки приема электрической энергии посредством переключения переключающих элементов схемы инвертора, которая включена в схему 12 передачи электрической энергии. Затем контроллер 20 управляет схемой 22 приема электрической энергии таким образом, чтобы подавать в аккумулятор 23 электрическую энергию, которая является подходящей для заряда аккумулятора 23, в соответствии с состоянием аккумулятора 23.
[0030] В ходе заряда аккумулятора 23, контроллер 20 передает в устройство 1 подачи электрической энергии требуемую электрическую энергию и т.д., относительно устройства 1 подачи электрической энергии, в соответствии с состоянием аккумулятора 23. Затем контроллер 10 управляет схемой 12 передачи электрической энергии в соответствии с требуемой электрической энергией стороны транспортного средства.
[0031] В это время, контроллер 20 на стороне транспортного средства должен осуществлять беспроводную связь после идентификации персональной информации устройства 1 подачи электрической энергии, которое принимает электрическую энергию. Иными словами, контроллер 20 на стороне транспортного средства должен получать персональную информацию (идентификационную информацию) устройства 1 подачи электрической энергии до заряда аккумулятора 23 посредством бесконтактной подачи электрической энергии и передавать информацию в модули 14 и 24 беспроводной связи на основе полученной персональной информации. Таким образом, в настоящем изобретении, связь выполняется посредством использования связи на основе возбуждения между модулем 11 катушки передачи электрической энергии и модулем 21 катушки приема электрической энергии.
[0032] Ниже описывается связь на основе возбуждения между модулем 11 катушки передачи электрической энергии и модулем 21 катушки приема электрической энергии с использованием фиг. 1-3. Фиг. 3(a) является графиком, иллюстрирующим характеристики тока, который протекает в резисторе (R1) модуля 11 катушки передачи электрической энергии, (b) является графиком, иллюстрирующим характеристики тока, который протекает в резисторе (R2) модуля 21 катушки приема электрической энергии, (c) является графиком, иллюстрирующим характеристики выходного тока выпрямительной схемы 221, (d) является графиком, иллюстрирующим характеристики тока, который протекает в катушке (L) фильтра 222, (e) является графиком, иллюстрирующим характеристики напряжения обнаружения датчика 25 напряжения, и (f) является графиком, иллюстрирующим характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения. Горизонтальная ось (t) графиков (a)-(f) представляет временную ось.
[0033] Персональная информация устройства 1 подачи электрической энергии сохраняется в запоминающем устройстве (не показано) заранее в качестве кодированной информации. Когда множество устройств 1 подачи электрической энергии устанавливается в каждом месте для парковки, кодированная информация, сохраненная в запоминающем устройстве, задается таким образом, что она отличается для каждого устройства 1 подачи электрической энергии. Кодированная информация представлена посредством кодированных цифровых значений (другими словами, дискретизированных значений, представленных посредством "0" и "1"). Например, между смежными устройствами 1 подачи электрической энергии, значение, кодированное как "0001", добавляется в одно устройство 1 подачи электрической энергии, а значение, кодированное как "0010", добавляется в другое устройство 1 подачи электрической энергии.
[0034] Контроллер на стороне устройства 1 подачи электрической энергии управляет выходным током из схемы 12 передачи электрической энергии в соответствии с кодированной информацией, описанной выше. Например, контроллер 10 управляет переключающим элементом схемы 12 передачи электрической энергии таким образом, что выходной ток (I1) схемы 12 передачи электрической энергии, при комбинировании положительной клеммы и отрицательной клеммы, должен становиться восемью (прерывистыми) импульсами, как проиллюстрировано на фиг. 3.
[0035] В это время, ток (I2), который протекает в резисторе (R2) модуля 21 катушки приема электрической энергии, должен иметь форму сигнала, соответствующую току (I1), как проиллюстрировано на фиг. 3(b). Затем за счет выпрямления тока (I2), посредством выпрямительной схемы 221, форма сигнала выходного тока (I2) выпрямительной схемы 221 должна становиться восемью импульсами на положительной клемме, как проиллюстрировано на фиг. 3(c).
[0036] Вследствие эффектов LC-схемы конденсатора (C3) и катушки (L) фильтра 222, форма сигнала тока (IL) катушки (L) должна становиться длинным импульсом, который соответствует полному импульсу, эквивалентному восьми импульсам, как проиллюстрировано на фиг. 3(d). Помимо этого, с током (IL), протекающим в конденсаторе (C4), электрический заряд накапливается в конденсаторе (C4), и напряжение обнаружения датчика 25 напряжения повышается, как проиллюстрировано на графике (e).
[0037] Таким образом, напряжение обнаружения датчика 25 напряжения может увеличиваться посредством контроллера 10, управляющего схемой 12 передачи электрической энергии таким образом, что форма сигнала выходного тока (I1) становится множеством импульсов. Кроме того, размах увеличения напряжения обнаружения датчика 25 напряжения становится больше по мере того, как возрастает число импульсов выходного тока (I1). Затем если выходной ток (I1) задается равным нулю, то напряжение конденсатора (C4) должно разряжаться посредством разрядного резистора R, и напряжение (Vout) обнаружения должно уменьшаться.
[0038] Контроллер 10 использует характеристики, описанные выше, для того, чтобы передавать информацию, которая сохранена в запоминающем устройстве, на сторону транспортного средства посредством управления значением тока (соответствующим числу импульсов) выходного тока из схемы 12 передачи электрической энергии в модуль 11 катушки передачи электрической энергии.
[0039] Ниже описывается управление контроллерами 10 и 20 при передаче кодированной информации "1101" со стороны земли (стороны устройства подачи электрической энергии) на сторону транспортного средства в качестве примера.
[0040] Когда сигнал для выполнения связи на основе возбуждения из транспортного средства принимается посредством модуля 14 беспроводной связи, контроллер 10 инструктирует току, соответствующему стартовому биту, выводиться из схемы 12 передачи электрической энергии в модуль 11 катушки передачи электрической энергии. Стартовый бит представляет собой сигнал, который передается на этапе до передачи кодированной информации, и представляет собой сигнал для достижения синхронизации между контроллером 10 и контроллером 20.
[0041] Чтобы передавать стартовый бит, контроллер 10 управляет схемой 12 передачи электрической энергии таким образом, что четыре периодических импульса выводятся из каждой из положительной клеммы и отрицательной клеммы в качестве выходного тока (I1). Число импульсов выходного тока (I1) после передачи стартового бита стандартизировано между множеством устройств подачи электрической энергии.
[0042] Когда ток, соответствующий стартовому биту, выводится из схемы 12 передачи электрической энергии, напряжение (Vout) обнаружения датчика 35 напряжения начинает повышаться с момента времени для времени (t1), проиллюстрированного на фиг. 3.
[0043] Пороговое напряжение (Vth) для идентификации стартового бита и кодированной информации задается заранее в контроллере 20. Затем контроллер 20 идентифицирует стартовый бит и кодированную информацию посредством сравнения напряжения (Vout) обнаружения и порогового напряжения (Vth).
[0044] Контроллер 20 обнаруживает напряжение конденсатора (C4) с помощью датчика 25 напряжения после передачи сигнала, чтобы запрашивать связь на основе возбуждения. Затем, когда напряжение обнаружения датчика 25 напряжения становится выше порогового напряжения (Vth), контроллер 20 определяет то, что стартовый бит обнаружен. В примере, проиллюстрированном на фиг. 3, напряжение (Vout) обнаружения становится выше порогового напряжения (Vth) в момент времени для времени (t2), и контроллер 20 определяет то, что стартовый бит принят.
[0045] При приеме стартового бита контроллер 20 сравнивает напряжение (Vout) обнаружения и пороговое напряжение (Vth) со времени приема стартового бита (времени (t2) на фиг. 3), с предварительно определенным циклом. Затем контроллер 20 определяет случай, в котором напряжение (Vout) обнаружения выше порогового напряжения (Vth), в качестве "1", и определяет случай, в котором напряжение (Vout) обнаружения равно или меньше порогового напряжения (Vth), в качестве "0". Контроллер 20 в силу этого получает кодированные значения "0" и "1" из значения обнаружения датчика 25 напряжения.
[0046] Помимо этого, цикл вывода выходного тока (I1) на стороне устройства подачи электрической энергии и цикла обнаружения кодированных значений на стороне транспортного средства представляет собой идентичный цикл и задается заранее. Соответственно, когда временной интервал приема стартового бита обнаруживается посредством контроллера 20 на стороне транспортного средства, синхронизация может достигаться между стороной транспортного средства и стороной устройства подачи электрической энергии.
[0047] Чтобы передавать "1" в момент времени для времени (t3), контроллер 10 управляет схемой 12 передачи электрической энергии таким образом, что три периодических импульса выводятся из каждой из положительной клеммы и отрицательной клеммы в качестве выходного тока (I1).
[0048] Контроллер 20 получает кодированное значение "1" посредством обнаружения того, что напряжение (Vout) обнаружения выше порогового напряжения (Vth) в момент времени для времени (t4).
[0049] Затем, контроллер 10 выводит выходной ток (I1) аналогичным образом, в момент времени для времени (t5) после предварительно определенного периода от времени (t3). Контроллер 10 получает кодированное значение "1" посредством обнаружения того, что напряжение (Vout) обнаружения выше порогового напряжения (Vth) в момент времени для времени (t6).
[0050] Контроллер 10 задает выходной ток (I1) равным нулю в момент времени для времени (t7) после предварительно определенного периода от времени (t5), чтобы передавать "0". Контроллер 10 сравнивает напряжение (Vout) обнаружения и пороговое напряжение (Vth) в момент времени (t8) синхронизированного предварительно определенного периода. Контроллер 10 получает кодированное значение "0", поскольку напряжение (Vout) обнаружения ниже порогового напряжения (Vth) в момент времени для времени (t8).
[0051] Затем контроллер 10 выводит выходной ток (I1) для передачи кодированного значения "1", в момент времени для времени (t9) после предварительно определенного периода от времени (t7).
[0052] В это время, при передаче кодированного значения "1" после передачи кодированного значения "0", конденсатор (C4) не заряжен, но продолжает разряжаться в течение периода передачи кодированного значения "0", так что падение напряжения для напряжения (Vout) обнаружения становится более высоким. Соответственно, напряжение (Vout) обнаружения, после начала повышения во время (t9), ниже напряжения обнаружения в другие моменты времени (t3 или t5). Соответственно, число импульсов выходного тока (I1) возрастает, с тем чтобы увеличивать напряжение обнаружения в момент времени для времени (t10).
[0053] Иными словами, при передаче "1" после "0", контроллер 10 задает число импульсов выходного тока (I1) таким образом, что оно превышает число импульсов при передаче "1" после "1".
[0054] Контроллер 10 получает кодированное значение "1" посредством обнаружения того, что напряжение (Vout) обнаружения выше порогового напряжения (Vth) в момент времени для времени (t10). Контроллер 20 в силу этого принимает персональную информацию устройства 1 подачи электрической энергии посредством получения кодированного значения "1101".
[0055] В качестве другого примера кодированного значения, при передаче "1111" со стороны подачи электрической энергии на сторону транспортного средства, напряжение (Vout) обнаружения переходит относительно порогового напряжения (Vth), как проиллюстрировано на фиг. 4. Дополнительно, при передаче "1010" со стороны подачи электрической энергии на сторону транспортного средства, напряжение (Vout) обнаружения переходит относительно порогового напряжения (Vth), как проиллюстрировано на фиг. 5; (a) на фиг. 4 и 5 являются графиками, иллюстрирующими характеристики напряжения обнаружения датчика 25 напряжения, а (b) являются графиками, иллюстрирующими характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения.
[0056] Контроллер 10 передает сигнал для определения ошибок после передачи кодированной информации, которая соответствует персональной информации устройства 1 подачи электрической энергии. Сигнал для определения ошибок является идентичным сигналу при передаче персональной информации устройства 1 подачи электрической энергии, описанной выше, и контроллер 10 инструктирует вывод множества импульсных токов из схемы 12 передачи электрической энергии в модуль 11 катушки передачи электрической энергии, в качестве выходного тока (I1).
[0057] Контроллер 20 принимает сигнал для определения ошибок с помощью способа, идентичного способу при получении кодированного значения, описанному выше. Затем контроллер 20 выполняет определение ошибок на основе принимаемого сигнала и определяет то, возникает или нет ошибка в связи на основе возбуждения. Например, CRC (контроль циклическим избыточным кодом) может использоваться для определения ошибок.
[0058] Контроллер 10 затем передает шаговый бит после передачи сигнала для определения ошибок, чтобы завершать связь на основе возбуждения, описанную выше.
[0059] Далее описывается процедура управления контроллера 10 на стороне устройства подачи электрической энергии, с использованием фиг. 6. Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процедуру управления контроллера 10.
[0060] На этапе S1 контроллер 10 активирует, по меньшей мере, модуль 14 беспроводной связи. На этапе S2 контроллер 10 ожидает в состоянии, допускающем прием стартового сигнала для связи на основе возбуждения. На этапе S3 контроллер 10 определяет то, принят или нет стартовой сигнал.
[0061] Если стартовой сигнал принят, контроллер 10 управляет схемой 12 передачи электрической энергии и передает стартовый бит на этапе S4. На этапе S5 контроллер 10 передает кодированную информацию, соответствующую персональной информации устройства 1 подачи электрической энергии, посредством изменения числа импульсов выходного тока (I1) в соответствии с кодированной информацией и управления значением тока для выходного тока из схемы 12 передачи электрической энергии в модуль 11 катушки передачи электрической энергии.
[0062] На этапе S6 контроллер 10 передает сигнал для определения ошибок посредством связи на основе возбуждения. На этапе S7 контроллер 10 передает стоповый бит. На этапе S8 контроллер 10 определяет то, принят или нет стоповый сигнал для связи, на основе возбуждения посредством модуля 14 беспроводной связи. Если стоповый сигнал не принят, этап переходит к этапу S4.
[0063] С другой стороны, если стоповый сигнал принят, контроллер 10 завершает управление связью на основе возбуждения посредством окончания связи на основе возбуждения и переключения на управление подачей электрической энергии для заряда аккумулятора 23 на этапе S9.
[0064] Далее описывается процедура управления контроллера 20 на стороне транспортного средства, с использованием фиг. 7. Фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процедуру управления контроллера 20.
[0065] На этапе S11 контроллер 20 активирует, по меньшей мере, модуль 24 беспроводной связи. На этапе S12 контроллер 20 передает стартовой сигнал для начала связи на основе возбуждения посредством беспроводной связи. На этапе S13 контроллер 20 стирает информацию, которая сохранена в запоминающем устройстве (например, информацию во время предыдущей бесконтактной подачи электрической энергии).
[0066] На этапе S14 контроллер 20 определяет то, принят или нет стартовый бит, на основе значения обнаружения датчика 25 напряжения. Если стартовый бит принят, контроллер 20 выполняет этап синхронизации на основе момента времени, когда принимается стартовый бит, на этапе S15. На этапе S16 контроллер 20 принимает персональную информацию устройства 1 подачи электрической энергии посредством получения кодированного значения из значения обнаружения датчика 25 напряжения.
[0067] На этапе S17 контроллер 20 принимает сигнал определения ошибок на основе значения обнаружения датчика 25 напряжения. На этапе S18, контроллер 20 определяет то, принят или нет стоповый бит, на основе значения обнаружения датчика 25 напряжения. Если стоповый бит не принят, этап возвращается к этапу S15.
[0068] Если стоповый бит принят, проверка данных для принимаемой персональной информации устройства 1 подачи электрической энергии выполняется посредством выполнения определения ошибок с использованием принимаемого сигнала определения ошибок на этапе S19, и на этапе S20 определяется то, содержат или нет данные ошибку. Если данные не содержат ошибку, этап возвращается к этапу S13.
[0069] С другой стороны, если данные не содержат ошибку, контроллер 20 передает в беспроводном режиме стоповый сигнал, чтобы указывать прекращение связи на основе возбуждения, на этапе S21. На этапе S22, контроллер 20 завершает управление связью на основе возбуждения посредством окончания связи на основе возбуждения и переключения на управление зарядом для заряда аккумулятора 23.
[0070] Как описано выше, настоящий вариант осуществления принимает кодированную информацию посредством передачи кодированной информации со стороны передачи электрической энергии на сторону приема электрической энергии и получения кодированных значений из значений обнаружения датчика 25 напряжения посредством управления значением тока для выходного тока из схемы 12 передачи электрической энергии в модуль 11 катушки передачи электрической энергии. Информация устройства 1 подачи электрической энергии за счет этого может отправляться со стороны передачи электрической энергии на сторону приема электрической энергии с использованием катушки передачи электрической энергии и катушки приема электрической энергии для подачи электрической энергии в нагрузку бесконтактным способом. Как результат, выделенная схема связи, такая как катушка, которая используется только для связи, не требуется.
[0071] Помимо этого, настоящий вариант осуществления получает кодированное значение посредством сравнения напряжения обнаружения, которое обнаруживается посредством датчика 25 напряжения, и порогового напряжения, которое задается заранее. Информация, которая передается со стороны передачи электрической энергии на сторону приема электрической энергии, за счет этого может приниматься без предоставления выделенной схемы связи, такой как катушка, которая используется только для связи.
[0072] В качестве модифицированного примера настоящего изобретения, датчик 25 напряжения может соединяться на входной стороне катушки (L) параллельно относительно конденсатора (C3), как проиллюстрировано на фиг. 8. Поскольку индуктивность катушки (L) определяется заранее, контроллер 20 может вычислять напряжение конденсатора (C4) из напряжения обнаружения датчика 25 напряжения на фиг. 8.
[0073] Дополнительно, в качестве модифицированного примера настоящего изобретения, датчик 26 тока может соединяться между катушкой (L) и конденсатором (C4) вместо датчика 25 напряжения, как проиллюстрировано на фиг. 9. Контроллер 20 может вычислять напряжение конденсатора (C4) посредством деления интегрированного значения для значения (Ic) тока датчика 26 тока на емкость конденсатора (C4).
[0074] Дополнительно, в качестве модифицированного примера настоящего изобретения, датчик 26 тока может соединяться между выпрямительной схемой 221 и конденсатором (C3) вместо датчика 25 напряжения, как проиллюстрировано на фиг. 10. Напряжение конденсатора (C3) может вычисляться посредством деления интегрированного значения для значения (Ic) тока датчика 26 тока на емкость конденсатора (C3). Затем напряжение конденсатора (C4) может вычисляться из напряжения конденсатора (C3). Фиг. 8, 9 и 10 являются принципиальными видами систем бесконтактной подачи электрической энергии согласно модифицированным примерам настоящего изобретения.
[0075] В настоящем варианте осуществления, синхронизация достигнута во временном интервале приема стартового бита; тем не менее, контроллер 10, например, может обеспечивать протекание выходного тока (I1) кодированного значения "1111" до передачи кодированной информации, соответствующей персональной информации устройства 1 подачи электрической энергии, в качестве предварительной операции. Затем контроллер 20 обнаруживает цикл для синхронизации и синхронизацию по времени от времени обнаружения датчика 25 напряжения. Синхронизация за счет этого может достигаться в настоящем варианте осуществления, даже если цикл для синхронизации не задается заранее между стороной передачи электрической энергии и стороной приема электрической энергии.
[0076] Вышеописанная первичная катушка 101 соответствует "катушке передачи электрической энергии" настоящего изобретения, вторичная катушка 201 соответствует "катушке приема электрической энергии" настоящего изобретения, схема 12 передачи электрической энергии соответствует "средству преобразования" настоящего изобретения, контроллер 10 соответствует "контроллеру на стороне передачи электрической энергии" настоящего изобретения, схема 22 приема электрической энергии соответствует "сглаживающей схеме" настоящего изобретения, и контроллер 20 соответствует "контроллеру на стороне приема электрической энергии" настоящего изобретения.
[0077] ВАРИАНТ 2 ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Фиг. 11 является принципиальным видом системы бесконтактной подачи электрической энергии согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Настоящий вариант осуществления отличается от первого варианта осуществления таким аспектом, что предоставляется разрядная схема 30. Поскольку другие конфигурации являются идентичными вышеописанному первому варианту осуществления, их описания включены в надлежащих случаях.
[0078] Схема 22 приема электрической энергии содержит разрядную схему 30 для разряда электрического заряда конденсатора (C4), как проиллюстрировано на фиг. 11. Разрядная схема 30 формируется из последовательной схемы разрядного резистора (R') и переключающего элемента (SW). Разрядная схема 30 соединяется параллельно с конденсатором (C4). Затем электрический заряд конденсатора (C4) разряжается, когда переключающий элемент (SW) включается с помощью управления посредством контроллера 20.
[0079] Далее описывается управление контроллерами 10, 20, с использованием фиг. 12. Поскольку способ для того, чтобы передавать и принимать персональную информацию устройства 1 подачи электрической энергии, является идентичным первому варианту осуществления, его описание опускается. Фиг. 12(a) является графиком, иллюстрирующим характеристики напряжения обнаружения датчика 25 напряжения, (b) является графиком, иллюстрирующим характеристики тока, который протекает в катушке (L) фильтра 222, и (c) является графиком, иллюстрирующим характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения.
[0080] Контроллер 20 определяет то, что стартовый бит обнаружен, когда напряжение обнаружения датчика 25 напряжения становится выше 0 после передачи стартового сигнала для связи на основе возбуждения посредством беспроводной связи. Затем контроллер 20 синхронизируется с циклом вывода выходного тока (I1) на основе времени обнаружения стартового бита (времени (t1) на фиг. 12) и получает кодированное значение.
[0081] Помимо этого, контроллер 20 синхронизируется с циклом вывода выходного тока (I1) или циклом получения кодированного значения от времени обнаружения стартового бита (времени (t1) на фиг. 12) и включает переключающий элемент (SW).
[0082] Тактирование для того, чтобы включать переключающий элемент (SW), задается в качестве момента времени, в который время (td) истекло от периодических моментов времени (времени (t3), времени (t5) и времени (t8)), которое начинается во время обнаружения стартового бита (время (t1) на фиг. 12). Дополнительно, время получения для кодированного значения задается в качестве времени до того, как время (td) истекло от периодических моментов времени (времени (t3), времени (t5) и времени (t8)).
[0083] Соответственно, напряжение обнаружения датчика 25 напряжения повышается после времени (t1) посредством приема стартового бита, как проиллюстрировано на фиг. 12. Напряжение обнаружения датчика 25 напряжения понижается после достижения пикового значения вследствие разряда конденсатора (C4) посредством разрядного резистора (R). Затем контроллер 10 включает переключающий элемент SW в момент времени, в который время (td) истекло от времени (t1). Скорость разряда конденсатора (C4) увеличивается посредством включения переключающего элемента SW.
[0084] Контроллер 10 затем выключает переключающий элемент SW во момент времени, когда напряжение обнаружения датчика 25 напряжения повышается.
[0085] После времени (t3), напряжения обнаружения датчика 25 напряжения повышается и падает снова. Контроллер 20 включает переключающий элемент SW в момент времени (время (t4), в который время (td) истекло от времени (t3)). Затем скорость разряда конденсатора (C4) увеличивается посредством включения переключающего элемента SW.
[0086] Иными словами, в настоящем варианте осуществления, время разряда конденсатора (C4) сокращается посредством управления и синхронизации переключающего элемента SW, включенного в разрядную схему 30, с циклом вывода выходного тока (I1). Напряжение конденсатора (C4), которое становится выше порогового напряжения (Vth), может снижаться до порогового напряжения (Vth) или понижаться быстрее на величину, на которую сокращается время разряда конденсатора (C4). Соответственно, цикл вывода выходного тока (I1) может сокращаться по сравнению с первым вариантом осуществления. Как результат, может повышаться скорость передачи данных связи на основе возбуждения.
[0087] Как описано выше, настоящий вариант осуществления управляет переключающим элементом SW согласно тактированию для того, чтобы выводить выходной ток (I1). Скорость передачи данных связи на основе возбуждения за счет этого может повышаться посредством быстрого разряда конденсатора.
[0088] В качестве модифицированного примера настоящего изобретения, датчик 25 напряжения может соединяться параллельно с конденсатором (C3), и разрядная схема 30 для разряда электрического заряда конденсатора (C3) может соединяться параллельно относительно конденсатора (C3), как проиллюстрировано на фиг. 13. Фиг. 12 является принципиальным видом системы бесконтактной подачи электрической энергии согласно модифицированному примеру настоящего изобретения.
[0089] ВАРИАНТ 3 ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Фиг. 14 являются графиками, иллюстрирующими: характеристики напряжения (Vout) обнаружения датчика 25 напряжения (фиг. 14(a)); характеристики тока, который протекает в катушке (L) (фиг. 14(b)); и характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения (фиг. 14(c)) в системе бесконтактной подачи электрической энергии согласно другому варианту осуществления изобретения. Настоящий вариант осуществления отличается от вышеописанного второго варианта осуществления способом для получения кодированного значения. Другие конфигурации являются идентичными вышеописанному второму варианту осуществления, и описания первого и второго вариантов осуществления включены в надлежащих случаях. Схемная конфигурация системы бесконтактной подачи электрической энергии согласно настоящему варианту осуществления должна представлять собой схему, проиллюстрированную на фиг. 11.
[0090] Контроллер 10 выводит ток таким образом, что форма сигнала выходного тока (I1) составляет множество прерывистых импульсов независимо от того, представляет собой кодированная информация "0" или "1", но изменяет время для вывода. Контроллер 10 задает интервал вывода выходного тока (I1) как время (ta) при передаче кодированной информации "1" и задает интервал вывода выходного тока (I1) как время (t0) при передаче кодированной информации "0". Время (t0) задается большим времени (ta).
[0091] Помимо этого, интервал вывода выходного тока (I1) составляет время, истекшее от момента при выводе импульсов выходного тока (I1) до момента при выводе импульсов следующего выходного тока (I1). Например, при выводе шести импульсов в качестве выходного тока (I1), интервал вывода выходного тока (I1) составляет время, истекшее от тактирования вывода предыдущих шести импульсов до тактирования вывода следующих шести импульсов.
[0092] Контроллер 20 обнаруживает момент времени, когда напряжение обнаружения повышается относительно напряжения обнаружения датчика 25 напряжения после приема сигнала стартового бита. Повышение напряжения обнаружения обнаруживается, например, посредством вычисления разности между предыдущим значением обнаружения датчика напряжения и текущим значением обнаружения датчика напряжения.
[0093] Контроллер 20 обнаруживает стартовый бит посредством обнаружения того, что напряжение (Vout) обнаружения выше нуля в момент времени для времени (t1), как проиллюстрировано на фиг. 14. Затем контроллер 20 обнаруживает момент времени (t2) повышения напряжения обнаружения после момента времени для времени (t1) из напряжения обнаружения датчика 25 напряжения. Аналогичным образом, контроллер 10 обнаруживает момент времени каждого повышения напряжения обнаружения в моменты времени для времен (t3)-(t6).
[0094] Контроллер 10 на стороне устройства подачи электрической энергии выводит ток, соответствующий кодированной информации "1011", из схемы 12 передачи электрической энергии в модуль 11 катушки передачи электрической энергии. Соответственно, время вывода, соответствующее "1", т.е. время вывода от времени (t2) до времени (t3), время вывода от времени (t4) до времени (t5) и время вывода от времени (t5) до времени (t6), должно превышать время вывода от времени (t3) до времени (t4).
[0095] Контроллер 20 измеряет истекшее время между моментом времени предыдущего повышения до момента времени повышения тока, от моментов времени каждого повышения напряжения обнаружения. Иными словами, в примере по фиг. 14, контроллер 10 вычисляет истекшее время (ta) от времени (t2) до времени (t3), истекшее время от времени (t4) до времени (t5) и истекшее время от времени (t5) до времени (t6) в качестве времени (ta) и вычисляет истекшее время от времени (t3) до времени (t4) в качестве времени (t0).
[0096] Пороговое значение (tth) времени для идентификации кодированной информации задается заранее в контроллере 20. Затем контроллер 20 идентифицирует стартовый бит и кодированную информацию посредством сравнения измеренного истекшего времени и порогового значения (tth) времени. Контроллер 20 определяет кодированное значение в качестве "0", когда измеренное истекшее время превышает пороговое значение (tth) времени, и определяет кодированное значение в качестве "1", когда измеренное истекшее время равно или меньше порогового значения (tth) времени.
[0097] В примере по фиг. 14, контроллер 20 получает кодированное значение "0" посредством обнаружения того, что истекшее время (ta) превышает пороговое значение (tth) времени, и получает кодированное значение "1" посредством обнаружения того, что истекшее время (t0) меньше порогового значения (tth) времени. Контроллер 20 за счет этого может получать кодированное значение "1011".
[0098] Как описано выше, настоящий вариант осуществления принимает информацию посредством передачи информации со стороны передачи электрической энергии на сторону приема электрической энергии и получения кодированных значений из значений обнаружения датчика 25 напряжения посредством управления временем вывода выходного тока из схемы 12 передачи электрической энергии в модуль 11 катушки передачи электрической энергии. Информация устройства 1 подачи электрической энергии за счет этого может отправляться со стороны передачи электрической энергии на сторону приема электрической энергии с использованием катушки передачи электрической энергии и катушки приема электрической энергии для подачи электрической энергии в нагрузку бесконтактным способом. Как результат, выделенная схема связи, такая как катушка, которая используется только для связи, не требуется.
[0099] Помимо этого, если кодированное значение идентифицировано из абсолютной величины напряжения, аналогично первому варианту осуществления, имеется вероятность того, что достаточно высокое напряжение не может обнаруживаться на стороне приема электрической энергии, если связь между первичной катушкой 101 и вторичной катушкой 201 не является сильной. Поскольку кодированное значение идентифицировано на основе времени в настоящем варианте осуществления, информация может приниматься, даже если связь между катушками является слабой, и только низкое напряжение может обнаруживаться на стороне приема электрической энергии.
[0100] Помимо этого, в настоящем варианте осуществления, кодированное значение получается посредством измерения истекшего времени, включенного между моментом времени предыдущего повышения напряжения обнаружения, которое обнаруживается посредством датчика 25 напряжения, и моментом времени текущего повышения напряжения обнаружения и сравнения истекшего времени и порогового значения (tth) времени, которое задается заранее. Информация, которая передается со стороны передачи электрической энергии на сторону приема электрической энергии, за счет этого может приниматься без предоставления выделенной схемы связи, такой как катушка, которая используется только для связи.
[0101] В настоящем варианте осуществления, кодированное значение получается на основе интервала времен повышения напряжения обнаружения; тем не менее, в качестве модифицированного примера настоящего изобретения, кодированное значение может получаться на основе времени разряда конденсатора (C4). В качестве характеристик, проиллюстрированных на фиг. 14, время разряда соответствует времени от времен (ta)-(tD), которые соответствуют пиковому значению напряжения (Vout) обнаружения, до времен (t3)-(t6). Пиковое значение напряжения (Vout) обнаружения может обнаруживаться из разности между предыдущим значением обнаружения и текущим значением обнаружения датчика 25 напряжения.
[0102] Затем время разряда становится большим по мере того, как интервал вывода выходного тока (I1), становится более длительным. Контроллер 20 в силу этого получает кодированное значение посредством измерения времени разряда конденсатора (C4) на основе значения обнаружения датчика 25 напряжения и сравнения времени разряда и порогового значения времени разряда, которое задается заранее. Информация, которая передается со стороны передачи электрической энергии на сторону приема электрической энергии, за счет этого может приниматься без предоставления выделенной схемы связи, такой как катушка, которая используется только для связи. Пороговое значение времени разряда является пороговым значением для идентификации кодированной информации, аналогично пороговому значению (tth) времени, описанному выше, и является значением, которое задается заранее.
[0103] В настоящем варианте осуществления, каждое из истекших времен от времен (ta)-(tD) до времен (t3)-(t6) может измеряться, вместо истекшего времени (ta) от времени (t2) до времени (t3), истекшего времени (ta) от времени (t4) до времени (t5), истекшего времени от времени (t5) до времени (t6) и истекшего времени от времени (t3) до времени (t4).
[0104] В качестве модифицированного примера настоящего изобретения, датчик 26 тока может соединяться между конденсатором (C4) и разрядным резистором (R) вместо датчика 25 напряжения, и время разряда может измеряться из тока обнаружения датчика 26 тока, как проиллюстрировано на фиг. 15.
[0105] ВАРИАНТ 4 ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Фиг. 16 являются графиками, иллюстрирующими: характеристики напряжения (Vout) обнаружения датчика 25 напряжения (фиг. 16(a)); характеристики тока, который протекает в катушке (L) (фиг. 16(b)); и характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения (фиг. 16(c)) в системе бесконтактной подачи электрической энергии согласно другому варианту осуществления изобретения. Настоящий вариант осуществления отличается от вышеописанного первого варианта осуществления способом для получения кодированного значения. Другие конфигурации являются идентичными вышеописанному первому варианту осуществления, и описания первого-третьего вариантов осуществления включены в надлежащих случаях. Схемная конфигурация системы бесконтактной подачи электрической энергии согласно настоящему варианту осуществления представляет собой схему, проиллюстрированную на фиг. 2.
[0106] Контроллер 10 управляет схемой 12 передачи электрической энергии таким образом, что интервал вывода выходного тока (I1) составляет время (ta) или время (t0), аналогично третьему варианту осуществления. Время (t0) задается большим времени (ta).
[0107] Контроллер 20 обнаруживает момент времени, когда напряжение обнаружения повышается относительно напряжения обнаружения датчика 25 напряжения после приема сигнала стартового бита, и измеряет истекшее время, которое является интервалом времен повышения.
[0108] В примере, проиллюстрированном на фиг. 16, контроллер 20 измеряет истекшее время (t0), которое превышает пороговое значение (tth) времени, после измерения истекшего времени (ta), которое меньше порогового значения (tth) времени в три раза. Затем контроллер 20 получает кодированное значение "1110" посредством сравнения измеренного истекшего времени и порогового значения (tth) времени.
[0109] В качестве другого примера кодированного значения, при передаче "1111" со стороны подачи электрической энергии на сторону транспортного средства, напряжение (Vout) обнаружения переходит относительно порогового напряжения (Vth), как проиллюстрировано на фиг. 17. Дополнительно, при передаче "1010" со стороны подачи электрической энергии на сторону транспортного средства, напряжение (Vout) обнаружения переходит относительно порогового напряжения (Vth), как проиллюстрировано на фиг. 18; (a) на фиг. 16 и 17 являются графиками, иллюстрирующими характеристики напряжения обнаружения датчика 25 напряжения, а (b) являются графиками, иллюстрирующими характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения.
[0110] Отличие от первого варианта осуществления заключается в том, что контроллер сокращает интервал вывода прерывистых импульсов, который является выходным током (I1). Соответственно, заряд на основе выходного тока (I1) начинается до того, как полностью разряжается электрический заряд конденсатора (C4). Время разряда конденсатора (C4) за счет этого может сокращаться, и может повышаться скорость передачи данных связи на основе возбуждения.
[0111] С другой стороны, напряжение (Vout) обнаружения датчика 25 напряжения постепенно повышается в порядке времен (t1)-(t4). Соответственно, чтобы не допускать становления избыточно заряженным конденсатора (C4), контроллер 20 задает период (tp) разряда для уменьшения напряжения конденсатора (C4) после получения кодированного значения. В частности, пиковое напряжение конденсатора (C4) является высоким, если кодированное значение составляет "1111", но настоящий вариант осуществления может не допускать избыточный заряд конденсатора (C4) посредством задания периода (tp) разряда. При соединении разрядной схемы 30, период (tp) разряда соответствует времени включения переключающего элемента SW, как проиллюстрировано на фиг. 11.
[0112] Как описано выше, в настоящем варианте осуществления, время разряда конденсатора (C4) задается после получения кодированного значения на стороне приема электрической энергии. За счет этого можно не допускать избыточного заряда конденсатора (C4).
[0113] В качестве модифицированного примера настоящего изобретения, контроллер 10 может управлять временем вывода выходного тока (I1) таким образом, что интервалы вывода выходного тока (I1) разделены четырьмя способами, и таким образом, что каждый интервал вывода представляет 2 бита информации. Контроллер 20 получает 2 бита кодированных значений посредством сравнения интервала времен повышения напряжения обнаружения, соответствующего четырем интервалам вывода, и порогового напряжения.
[0114] Характеристики согласно модифицированному примеру настоящего изобретения проиллюстрированы на фиг. 19. Фиг. 19 является графиками, иллюстрирующими (a) характеристики напряжения (Vout) обнаружения датчика 25 напряжения, (b) характеристики тока, который протекает в катушке (L), и (c) характеристики цифрового значения, которое определяется на основе напряжения обнаружения.
[0115] Контроллер 20 измеряет интервалы ta, tb, tc, t0, времен повышения напряжения обнаружения, на основе значения обнаружения датчика 25 напряжения, как проиллюстрировано на фиг. 19(a). Затем контроллер 20 имеет возможность получать значения, представленные посредством 2-битовой информации "00 (0)", "01 (1)", "10 (2)" и "11 (3)", посредством сравнения измеренных истекших времен (ta, tb, tc, t0) и порогового значения времени. Настоящий вариант осуществления не ограничен 2 битами; информация может передаваться посредством связи на основе возбуждения посредством преобразования во множество битов.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
[0116] 1 – устройство подачи электрической энергии
2 – транспортное средство
10, 20 – контроллер
11 – модуль катушки передачи электрической энергии
12 – схема передачи электрической энергии
13 – источник электрической энергии
14 – модуль беспроводной связи
21 – модуль катушки приема электрической энергии
22 – схема приема электрической энергии
23 – аккумулятор
25 – датчик напряжения
26 – датчик тока
101 – первичная катушка
102 – вторичная катушка
221 – выпрямительная схема
222 – фильтр
Реферат
Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение передачи информации между стороной передачи электрической энергии и приемной стороной без необходимости использования отдельной катушки связи. Система содержит: катушку передачи электрической энергии; средство преобразования, которое преобразует электрическую энергию подачи на стороне передачи электрической энергии и выводит электрическую энергию в катушку передачи электрической энергии; контроллер на стороне передачи электрической энергии, который управляет средством преобразования; катушку приема электрической энергии, которая принимает электрическую энергию из катушки передачи электрической энергии бесконтактным способом посредством по меньшей мере магнитной связи и которая подает электрическую энергию в нагрузку, электрически подключенную к катушке приема электрической энергии; средство сглаживания, которое сглаживает электрическую энергию, принимаемую посредством катушки приема электрической энергии; датчик, который обнаруживает ток, протекающий в средстве сглаживания, или напряжение средства сглаживания; и контроллер на стороне приема электрической энергии, который получает значение обнаружения датчика. Контроллер на стороне передачи электрической энергии передает информацию со стороны передачи электрической энергии на сторону приема электрической энергии посредством управления значением тока или временем вывода выходного тока в катушку передачи электрической энергии из средства преобразования, и контроллер на стороне приема электрической энергии принимает информацию посредством получения
