(57)【要約】  充電システム（ＥＣＳ）は、ワイヤレス電磁充電またはワイヤレス誘導充電を使用して、エネルギー貯蔵デバイス（ＥＳＤ）を充電するのに使用される。ＥＣＳ電力効率は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）ＶＣＯ）電気回路と、第１のトランスデューサと、複数の第２のトランスデューサと、を備える。ＶＣＯ電気回路は、第１のトランスデューサの複数のコイルを連続的に励起して、ＥＳＤが充電される場合にエネルギーを送る複数の第２のトランスデューサの１つを選択する。複数のコイルの励起中にＥＣＳ電力効率が計測され、ＥＳＤを充電するために、ＥＣＳが電磁的方法と誘導的方法とのうちのいずれを使用するかを決定するのに使用される。また、ＶＣＯ電気回路は、ＥＳＤの充電中に最適なＥＣＳ電力効率を維持することを補助する。第１の車両に関連するＥＳＤと、第２の車両に関連するＥＳＤと、を充電する方法もまた提供される。【選択図】図１
2014523232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのエネルギー貯蔵デバイス（ＥＳＤ）を充電するための充電システム（ＥＣＳ）であって、
電圧制御発振器（ＶＣＯ）電気回路と、
前記ＶＣＯとそれぞれ電気的に連通する第１のコイルおよび第２のコイルを含む複数のコイルを有する第１のトランスデューサと、
複数の第２のトランスデューサと
を備え、
前記複数の第２のトランスデューサは、それぞれ、（ｉ）第３のコイルと、（ｉｉ）第４のコイルと、のうちの少なくとも一方を備え、
前記ＶＣＯ電気回路が第１の周波数で動作する場合に、前記第１のコイルは、前記第３のコイルとワイヤレスで通信して、前記ＥＳＤを充電し、
前記ＶＣＯ電気回路が前記第１の周波数とは異なる第２の周波数で動作する場合に、前記第２のコイルは、前記第４のコイルとワイヤレスで通信して、前記ＥＳＤを充電する
ＥＣＳ。
【請求項２】
請求項１に記載のＥＣＳであって、
前記複数の第２のトランスデューサは、第１の電動車両および第２の電動車両を含む複数の車両に配置され、
前記第１の電動車両は、前記第３のコイルを有する、前記複数の第２のトランスデューサのうちの第２のトランスデューサを備え、
前記第２の電動車両は、前記第４のコイルを有する、前記複数の第２のトランスデューサのうちの第２のトランスデューサを備える
ＥＣＳ。
【請求項３】
請求項２に記載のＥＣＳであって、
前記第１の車両および前記第２の車両は、それぞれ、電気車両およびハイブリッド電気車両のうちの１つであり、
前記第１の車両の前記ＥＳＤは、前記第１の車両の駆動系に電力を提供するように構成され、
前記第２の車両の前記ＥＳＤは、前記第２の車両の駆動系に電力を提供するように構成された
ＥＣＳ。
【請求項４】
請求項２に記載のＥＣＳであって、
前記ＶＣＯ電気回路は、前記ＥＣＳに関連する電力伝送装置に配置され、
前記電力伝送装置は、前記第１の車両の外部、および、前記第２の車両の外部に配置された
ＥＣＳ。
【請求項５】
請求項１に記載のＥＣＳであって、
前記第３のコイルは、前記第１のコイルから電磁エネルギーをワイヤレスで受け取り、
前記第４のコイルは、前記第２のコイルから誘導エネルギーをワイヤレスで受け取る
ＥＣＳ。
【請求項６】
請求項５に記載のＥＣＳであって、
前記ＶＣＯ電気回路は、前記電磁エネルギーについての角位相差と、前記誘導エネルギーについての角位相差と、を維持し、
前記電磁エネルギーおよび前記誘導エネルギーのうちの一方についての前記角位相差は、前記ＥＣＳに関連する電力伝送装置からそれぞれ出力され、前記第１のトランスデューサによって入力としてそれぞれ受け取られるＡＣ電流に関係するＡＣ電圧間にある
ＥＣＳ。
【請求項７】
請求項６に記載のＥＣＳであって、
前記電磁エネルギーについての前記角位相差は、約１０度から約１５度の範囲にある値を有し、
前記誘導エネルギーについての前記角位相差は、約０度の値を有している
ＥＣＳ。
【請求項８】
請求項１に記載のＥＣＳであって、
前記ＶＣＯ電気回路は、
入力と、前記第１のトランスデューサと電気的に連通する出力と、を有する増幅器と、
前記増幅器の前記入力と電気的に連通するＶＣＯ電気デバイスと、
前記増幅器の前記出力と電気的に連通する入力を有する電圧モニタ電気回路と、
前記増幅器の前記出力と電気的に連通する入力を有する電流モニタ電気回路と、
出力と第１の入力と第２の入力とを有する検出電気回路と
を備え、
前記検出電気回路の前記出力は、前記ＶＣＯ電気デバイスの入力と電気的に連通しており、
前記検出電気回路の前記第１の入力は、前記電圧モニタ電気回路から電気信号を受け取り、
前記検出電気回路の前記第２の入力は、前記電流モニタ電気回路から電気信号を受け取る
ＥＣＳ。
【請求項９】
請求項８に記載のＥＣＳであって、
前記検出電気回路は、さらに、前記ＶＣＯ電気デバイスと電気的に連通するコントローラを備える
ＥＣＳ。
【請求項１０】
充電システム（ＥＣＳ）を使用して、第１の車両のエネルギー貯蔵デバイス（ＥＳＤ）と、第２の車両のＥＳＤと、を充電する方法であって、
前記ＥＣＳの電圧制御発振器（ＶＣＯ）電気回路とそれぞれ電気的に連通する第１のコイルおよび第２のコイルを有する、前記ＥＣＳの第１のトランスデューサを用意する工程と、
少なくとも前記第１の車両および前記第２の車両にそれぞれ配置される、前記ＥＣＳの複数の第２のトランスデューサを用意する工程と
を備え、
前記第１の車両に関連する前記第２のトランスデューサは、第３のコイルを備え、
前記第２の車両に関連する前記第２のトランスデューサは、第４のコイルを備え、
前記方法は、さらに、
前記第３のコイルが前記第１のコイルとワイヤレスでエネルギーをやり取りするように構成されるか、前記第４のコイルが前記第２のコイルとワイヤレスでエネルギーをやり取りするように構成されるように、前記第１の車両および前記第２の車両の一方を移動的に位置決めする工程と、
前記ＶＣＯ電気回路によって、前記第１のトランスデューサの前記第１のコイルを第１の周波数で励起する工程と、
前記ＶＣＯ電気回路によって、前記第１のトランスデューサの前記第２のコイルを前記第１の周波数とは異なる第２の周波数で励起する工程と、
前記第１のコイルが前記励起工程で励起される場合に前記ＥＣＳによって計測される第１のＥＣＳ電力効率に関連する前記第１のコイルが励起された結果として、前記第１の車両に関連する前記第３のコイルが励起されたか否かを前記ＥＣＳによって決定する工程と、
前記第２のコイルが前記励起工程で励起される場合に前記ＥＣＳによって計測される第２のＥＣＳ電力効率に関連する前記第２のコイルが励起された結果として、前記第２の車両に関連する前記第４のコイルが励起されたか否かを前記ＥＣＳによって決定する工程と、
前記第２のＥＣＳ電力効率に対して、前記第１の電力効率を前記ＥＣＳによって比較する工程と、
（ｉ）前記第１のＥＣＳ電力効率が許容可能なＥＣＳ電力効率範囲にある場合の前記第１の車両の前記ＥＳＤと、（ｉｉ）前記第２のＥＣＳ電力効率が許容可能なＥＣＳ電力効率範囲にある場合の前記第２の車両の前記ＥＳＤと、のうちの一方を充電する工程と
を備える方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記決定工程は、さらに、
前記第１のコイルが励起された場合に前記第１のトランスデューサにそれぞれ入力されるＡＣ電圧とＡＣ電流との間の、前記ＥＣＳの前記第１の電力効率に関連する第１の角位相差を決定する工程と、
前記第２のコイルが励起された場合に前記第１のトランスデューサにそれぞれ入力されるＡＣ電圧とＡＣ電流との間の、前記ＥＣＳの前記第２のＥＣＳ電力効率に関連する第２の角位相差を決定する工程と
を備える方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、
前記決定される第１の角位相差は、前記決定される第２の角位相差よりも大きい
方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、
前記決定される第１の角位相差は、約１５度であり、
前記決定される第２の角位相差は、約０度である
方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の方法であって、
前記第１の車両の前記第１のコイルから前記第３のコイルによってワイヤレスで受け取られる前記エネルギーは、ワイヤレス電磁エネルギーを含み、
前記第２の車両の前記第２のコイルから前記第４のコイルによってワイヤレスで受け取られる前記エネルギーは、ワイヤレス誘導エネルギーを含む
方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載の方法であって、
前記第３のコイルは、前記第１のコイルから第１の周波数でエネルギーをワイヤレスで受け取り、
前記第４のコイルは、前記第２のコイルから前記第１の周波数とは異なる第２の周波数でエネルギーをワイヤレスで受け取る
方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、
前記第１の周波数は、前記第２の周波数よりも大きい
方法。
【請求項１７】
請求項１０に記載の方法であって、
前記決定工程は、さらに、（ｉ）前記第１の車両の前記ＥＳＤと、（ｉｉ）前記第２の車両の前記ＥＳＤと、のうちの一方の充電に関連する前記ＥＣＳによる前記ＶＣＯ電気回路の動作制御を備え、
前記ＶＣＯ電気回路の前記動作制御は、
ａ）前記第１の車両および前記第２の車両のうちの一方の前記ＥＳＤの健康状態と、
ｂ）前記第１の車両および前記第２の車両のうちの一方の前記それぞれのＥＳＤの充電レベルと、
ｃ）前記ＥＣＳのオン／オフ状態と
のうちの少なくとも１つに基づく
方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、
前記ＶＣＯ電気回路の前記動作制御は、
ａ）前記第１の車両および前記第２の車両のうちの一方の前記ＥＳＤの前記健康状態と、
ｂ）前記第１の車両および前記第２の車両のうちの一方の前記それぞれのＥＳＤの前記充電レベルと、
ｃ）前記ＥＣＳの前記オン／オフ状態と
に基づく方法。
【請求項１９】
請求項１０に記載の方法であって、
前記ＶＣＯ電気回路は、前記ＥＣＳに関連する電力伝送装置に配置され、
前記ＶＣＯ電気回路は、前記第１のトランスデューサと電気的に直接接続される増幅器を備え、
前記電力伝送装置は、前記第１の車両および前記第２の車両の外部に配置される
方法。
【請求項２０】
請求項１０に記載の方法であって、
前記第１の車両および前記第２の車両は、それぞれ、（ｉ）ハイブリッド電気車両と、（ｉｉ）電気車両と、のうちの１つである
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［0001］本願は、２０１１年８月６日に出願された米国仮出願第６１／５１５，８６５号の優先権を主張する。
【０００２】
［0002］本願は、車両のバッテリの充電に使用するための充電システムに関し、より具体的には、車両に配置されたバッテリを充電するために、ワイヤレス電磁伝送または誘導ワイヤレス伝送のいずれかを選択的に使用する設備を備える充電システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
［0003］バッテリを充電するためにワイヤレス磁気エネルギー伝送を利用するだけの充電システムを使用することが公知である。また、バッテリを充電するためにワイヤレス誘導エネルギー伝送を利用するだけの充電システムを使用することが公知である。一般的に、充電されるバッテリは、ハイブリット電気車両または電気車両に配置され、これらの車両の駆動系への動力供給を補助する。
【０００４】
［0004］ハイブリット電気車両および電気車両は、市場の消費者に受け入れられ商業的に成功し続けている。過剰な量の充電システムが消費者市場に投入され、消費者のための充電の利便性を確保するために、市場のエネルギー分給場所において多くの充電ステーションが望ましくなく必要になるであろう。このことによって、商業的な充電システムインフラ全体が、望ましくなく複雑になり、コスト増になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
［0005］したがって、必要なのは、充電システムインフラを簡略化し、車両に関連するワイヤレス充電システムの種類を確定し、ひいては、その後に、最適な充電システムの電力効率を作り出す充電システム周波数で的確な車両を充電する、頑丈な充電システムである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［0006］充電システム（ＥＣＳ）はワイヤレス伝送機構を使用して、複数の車両に配置される複数のエネルギー貯蔵デバイス（ＥＳＤ）すなわちバッテリを充電するのに使用される。ワイヤレス伝送機構は、選択可能に決定される。すなわち、充電するように構成された車両に選択的に適合される。ＥＣＳは、ＶＣＯ電気回路を使用して、この選択可能な決定を補助する。ワイヤレス伝送機構が決定され、バッテリが充電されようとする後に、バッテリの充電プロセス中に、ＶＣＯ電気回路が使用され、ＥＣＳの最適なシステム電力効率が維持される。
【０００７】
［0007］第１の車両に配置されたバッテリ、または、第２の車両に配置されたバッテリを充電する方法も提供される。この方法は、ＶＣＯ電気回路を使用していずれの車両を充電するかを決定する工程を備える。ＶＣＯ電気回路は、車両外トランスデューサの複数のコイルを連続的および／または繰り返し励起し、さらに、複数のコイルのこれらの励起中に、ＥＣＳのシステム電力効率を分析して、バッテリを効果的に充電するためにいずれの伝送機構を採用するかを評価する。
【０００８】
［0008］本発明のさらなる特徴、使用方法および利点は、添付の図面を参照して、以下の、本発明の実施形態（非限定的な例として提供されるに過ぎない）の詳細な発明を読むことによってより明らかになるであろう。
【０００９】
［0009］次の添付図面を参照して、本発明をさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】［0010］本発明にしたがった電圧制御発振器（ＶＣＯ）電気回路を備える充電システム（ＥＣＳ）のブロック図である。
【図２】［0011］図１のＥＣＳのより詳細なブロック図であり、ＥＣＳは、バッテリと車両内トランスデューサとの中間に配置されている。
【図３】［0012］図１のＶＣＯ電気回路のブロック図を示す。
【図４】［0013］図３のＶＣＯ電気回路によって監視される電圧と電流との間の角位相差の関係を示す。
【図５】［0014］図１のＥＣＳを使用して、第１の車両のエネルギー貯蔵デバイス（ＥＳＤ）と第２の車両のＥＳＤとを充電する方法を示す。
【図６】［0015］本発明の代替実施形態にしたがったＥＣＳのＶＣＯ電気回路を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［0016］充電システム（ＥＣＳ）の共鳴周波数は、負荷の変動、組み付け公差に起因する電気構成部品の性能の変動、温度の変動、部品の配置および向きの変動によって変化し得る。変動は、車両外トランスデューサが、１つの特定の車両内トランスデューサと周波数が同調し、その後、同一の周波数または周波数帯域に調節されていない別の車両内トランスデューサが使用される場合にも生じ得る。これらの種類の変動の１つまたは多くは、ＥＣＳの動作システム電力効率を望ましくなく低下させることがある。ＥＣＳ電力効率は、上述した変動に関連して効率的に管理され制御されることができ、その一方で、複数のエネルギー伝送構成を使用してエネルギー貯蔵デバイス（ＥＳＤ）を充電する機会も提供できることが分かっている。これらのエネルギー伝送構成は、１つには、ＥＣＳに配置された電圧制御発振器（ＶＣＯ）電気回路を利用することによって、選択可能である。ＥＣＳのＶＣＯ電気回路を使用することによって、有利なことに、複数のワイヤレス伝送モードを使用して多数の車両タイプに配置されるＥＳＤを充電できる。これらの特徴が組み合わされて、有利なことに、今日の市場において動作可能に駆動される多くの燃料ベースの電動車両に使用可能な液体可燃燃料の等級と同様の態様で、１つのＥＣＳが多くの異なる車両を充電するように構成され得るように、商用電力網の単純化が可能になる。
【００１２】
［0017］この目的を達成するために、図１および図２を参照すると、本発明の一実施形態にしたがって、様々なＥＳＤ１４ａ，１４ｂを充電するのに効果的なＥＳＣ１２が設けられている。ＥＳＤ１４ａは、車両♯１すなわち第１の電動車両４０に配置されている。ＥＳＤ１４ｂは、車両♯２すなわち第２の電動車両４２に配置されている。第１の電動車両４０および第２の電動車両４２は、それぞれ、ハイブリッド車両、すなわち、ハイブリッド電気車両であってもよい。ＥＳＤ１４ａ，１４ｂは、第１の電動車両４０および第２の電動車両４２のぞれぞれの駆動系に、これらの車両が道路を進むように電力を提供するように構成されている。駆動系は、車両が道路に沿って移動できるように、これらの車両の車輪と連通する。そのようなものとして、これらの車両の一方または両方は、さらに、
プラグ着脱可能なハイブリッド電気車両（ＰＨＥＶｓ）、プラグ着脱可能な電気車両（ＰＥＶｓ）、または、航続距離延長型電気自動車（ＥＲＥＶｓ）として分類され得る。ＥＣＳ１２は、電力伝送装置１６と、車両外トランスデューサ１８と、複数の車両内トランスデューサ２０，２２と、を備えている。電力伝送装置１６は、さらに、電圧制御発振器（ＶＣＯ）電気回路２４を備えている。電力伝送装置１６は、第１の電動車両４０の外部に配置され、また、第２の電動車両４２の外部に配置されている。車両外トランスデューサ１８は、コイル♯１すなわち第１のコイル２６と、コイル♯２すなわち第２のコイル２８と、を備えている。第１のコイル２６と第２のコイル２８とは、ＶＣＯ電気回路２４と電気的に連通している。好ましくは、車両外トランスデューサ１８は、地面（図示省略）に固定されるように構成される。車両内トランスデューサ２０は、第１の電動車両４０に接続配置されており、コイル♯３すなわち第３のコイル３０を備えている。車両内トランスデューサ２２は、第２の電動車両４２に接続配置されており、コイル♯４すなわち第４のコイル３２を備えている。車両内トランスデューサ２０，２２の各々は、車両に取り付けられ得る。一実施形態では、車両内トランスデューサは、それぞれ、当該分野で公知の任意の種類の留め具を使用して、第１の車両および第２の車両の車両支持フレームに取り付けられ得る。第１の車両および第２の車両の車両内トランスデューサの位置は、第１の車両および第２の車両のそれぞれの長さに沿って車台の任意の部分に沿っていてもよい。
【００１３】
［0018］第１のコイル２６は、電力伝送装置１６によって供給されるエネルギーによって励起されたときに、磁気すなわち電磁エネルギー４４を第３のコイル３０にワイヤレスで伝送する。この電磁式エネルギー伝送装置は、第１のワイヤレスエネルギー伝送機構である。第２のコイル２８は、電力伝送装置１６によって供給されるエネルギーによって励起されたときに、誘導エネルギー４６を第４のコイル３２にワイヤレスで伝送する。この誘導式エネルギー伝送装置は、第２のワイヤレスエネルギー伝送機構である。バッテリ１４ａまたは１４ｂを充電するために、車両内トランスデューサ２０，２２は、それぞれ、車両外トランスデューサ１８と間隔が隔てられている。このため、第１のコイル２６および第２のコイル２８は、それぞれ、第３のコイル３０および第４のコイル３２から所定距離だけ離れている。さらに、車両内トランスデューサ２０の第３のコイル３０は、第１の車両４０のバッテリ１４ａと電気的に連通しており、車両内トランスデューサ２２の第４のコイル３２は、第２の車両４２のバッテリ１４ｂと電気的に連通している。
【００１４】
［0019］コイル２６，３０とコイル２８，３２との間のエネルギー伝送は、エネルギーがそれらの間でワイヤレス伝送できるように、これらのそれぞれのコイルの位置が整合することに依存する。コイルのこのような整合は、車両内コイルの少なくとも一部分が車両外トランスデューサと位置が重複する場合に実現され得る。図２を参照すると、車両内トランスデューサ２０の少なくとも一部分は、車両外トランスデューサ１８と位置が重複している。代替的に、車両内トランスデューサは、車両外トランスデューサと重複していなくてもよく、それらの間でエネルギー伝送が生じるように車両内トランスデューサに近接していてもよい。また、図２を参照すると、全体として１つの車両、したがって、１つの車両内トランスデューサは、所与の期間内で車両外トランスデューサとともに動作する。したがって、第１の車両のＥＳＤと第２の車両のＥＳＤとの両方が同一の期間内でＥＣＳによって充電されることはない。例えば、図２に最もよく示されるように、第１の車両４０に配置されたＥＳＤ１４ａは、ＥＣＳ１２によって充電されるように構成される。
【００１５】
［0020］電力伝送装置１６は、電源４８と電気的に連通している。電源４８は、１２０ＶＡＣまたは２４０ＶＡＣの電圧を供給し得る。この電圧は、一般的には、送電網に関連している。また、電源４８は、５０ヘルツ（Ｈｚ）または６０Ｈｚといった動作周波数を有し得る。代替的に、電源は、１２０ＶＡＣまたは２４０ＶＡＣとは異なる動作電圧を有していてもよいし、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚとは異なる動作周波数を有していてもよい。
【００１６】
［0021］ＶＯＣ電気回路２４は、単一の駆動周波数、または、車両外トランスデューサ１８に、および／または、第１のコイル２６もしくは第２のコイル２８に電気的に伝送される周波数帯内の単一の駆動周波数を制御する。第１のコイル２６を駆動する周波数は、第２のコイル２８を駆動するのに必要な周波数と異なっていてもよいことが理解されるべきである。また、車両４０，４２は、ＥＣＳ１２から恩恵を受けるであろう市場で使用され得る多くの様々な種類の車両のサブセットを代表しており、これらの様々な車両の種類を充電するために、ＥＣＳ１２によって、電磁エネルギーまたは誘導エネルギーをワイヤレスで柔軟に伝送することが可能になる。
【００１７】
［0022］以下で説明される次の定義は、図２に適用される。以下のいくつかの定義は、図２に示される信号経路を表す用語に関する。
【００１８】
［0023］ＨＶ  ＨＦ  ＡＣ：高電圧、高周波数の交流（ＡＣ）電気信号。好ましくは、電圧信号は、１２０ＶＡＣよりも大きく、電圧信号の周波数は、６０ヘルツ（Ｈｚ）よりも大きい。周波数は、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの範囲にあってもよい。例えば、この範囲は、一般的には１０〜７０ｋＨｚの範囲にあるワイヤレス誘導伝送と、一般的には５０〜４５０ｋＨｚの範囲にあるワイヤレス電磁伝送と、をカバーし得る。
【００１９】
［0024］ＨＶ  ＤＣ：高電圧の直流（ＤＣ）電気信号。好ましくは、ＤＣ電圧は１２０ＶＤＣよりも大きい。
【００２０】
［0025］６０ＨｚＡＣ：６０ＨｚのＡＣ電圧電気信号。一般的には、ＡＣ電圧は、電圧を発生させる電源に応じて１２０ＶＡＣまたは２４０ＶＡＣのいずれかである。第２のシステム６２は、６０ＨｚのＡＣ電圧を供給してバッテリを充電する。代替的には、６０Ｈｚは、５０ＨｚのＡＣ電圧電気信号であってもよい。
【００２１】
［0026］１２０ＶＡＣまたは２４０ＶＡＣ，６０Ｈｚ：１２０ＶＡＣまたは２４０ＶＡＣの６０Ｈｚ電気信号。例えば、これは、電源によって第１のシステム（２４０ＶＡＣ）または第２のシステム（１２０ＶＡＣ、プラグイン）に供給される電気信号であってもよい。第１および／または第２のシステムは、電気の使用用途に応じて、これらの電源に配線接続されるかプラグ接続可能であってもよい。
【００２２】
［0027］充電システム（ＥＣＳ）電力効率：システム電力効率としても知られている。ＥＣＳの電力出力の量に対する電力入力の量である。典型的には、システム電力効率は、０％〜１００％の範囲を有することができ、１００％は、入力と出力との間での電力損失のない完全に効率的な状態である。いくつかの電気的な用途については、極力高いシステム電力効率を有することが望ましい場合がある。それによって、１００％に近いパーセント値を有する。システム電力効率は、多数の要因の影響を受け得る。このような要因の１つは、ＥＣＳを通じて電力損失に影響を与え得る、ＥＣＳを構築するために使用される電気構成部品である。また、システム電力効率は、ＥＣＳの動作周波数の影響を受ける。これによって、ＶＣＯ電気回路が微調整され、制御され、システム電力効率が最適化される。
【００２３】
［0028］トランスデューサ：車両内トランスデューサおよび車両外トランスデューサは、全体として、第１のコイル２６と第２のコイル２８と第３のコイル３０と第４のコイル３２とを備えている。エネルギーを一方から他方へ変換するデバイスである。例えば、車両外トランスデューサは、電気エネルギーを電磁エネルギーまたは誘導エネルギーに変換し、車両内トランスデューサは、電磁エネルギーまたは誘導エネルギーの少なくとも一部分を受け取り、この受け取った電磁エネルギーまたは誘導エネルギーを、バッテリを充電するのに使用され得る電気エネルギーに変換し直す。
【００２４】
［0029］電源：これは、電力当局によって供給されるような送電網によって供給される電力である。高出力の第１のＥＣＳは、電源に電気的に接続される。従来の６０ＨｚのＥＣＳもまた電源に電気的に接続される。好ましくは、高出力ＥＣＳに電気的に接続される電源は、６０ＨｚのＥＣＳに電気的に接続される電源よりも高い電圧を有している。代替的には、６０Ｈｚは、５０Ｈｚであってもよい。
【００２５】
［0030］ＥＣＳ１２は、本明細書で上述したように、ＶＣＯ電気回路２４を有する電力伝送装置１６と、車両外トランスデューサ１８と、車両内トランスデューサ２０と、を備えており、ＥＣＳ１２は、この非限定的な例において、延在して、第１のＥＣＳ１２ａを備え、これを改善する。第１のＥＣＳ１２ａは、コントローラ／コンバータ５３と、一体型充電器６０と、切替スイッチ５７と、を備えている。コントローラ／コンバータ５３、一体型充電器６０および切替スイッチ５７は、車両４０に配置され、ＶＣＯ電気回路２４を有する電力伝送装置１６と、車両外トランスデューサ１８と、車両内トランスデューサ２０と、ともに動作可能に機能して、ＥＳＤ１４ａを充電するのに有用な電流を供給する。コントローラ／コンバータ５３、一体型充電器６０および切替スイッチ５７は、少なくとも１つの電気信号成形デバイス（ＥＳＳＤ）４５を形成する複数の電気構成部品を備えている。
【００２６】
［0031］このようにして、電力伝送装置１６は、車両外トランスデューサ１８と電気的に連通し、車両外トランスデューサ１８にエネルギーを供給するように構成されている。地面に固定された状態で、車両外トランスデューサ１８は、車両４０の外部に配置されている。車両内トランスデューサ２０は、車両外トランスデューサ１８からワイヤレスで伝送されたエネルギーの少なくとも一部分を受け取るように構成されている。ＥＳＳＤ４５は、車両内トランスデューサ２０と電気的に連通し、受け取られたエネルギーの少なくとも一部分を電気的に成形するとともに、電気的に成形されたエネルギーを電気的に伝送してＥＳＤ１４ａを充電する。
【００２７】
［0032］第２のＥＣＳ６２もまた、一体型充電器６０に電気的に連通し、６０Ｈｚの電流を提供して充電バッテリ１４ａを充電してもよい。第２のＥＣＳ６２は、有利には、改善された第１のＥＣＳ１２ａおよび第２のシステム６２の人の操作についての利便性を高めるために、他の代替的なモードを提供してバッテリ１４ａを充電する。切替スイッチ５７は、信号ライン５５を介してコントローラ／コンバータ５３のコントローラ部分によって動作可能に制御されて、第２のＥＣＳ６２と第１のＥＣＳ１２とを切り替える。出力５２は、車両内トランスデューサ２０によって生成される電気信号を運び、この電気信号は、コントローラ／コンバータ５３のコンバータ部分によって受け取られる。コントローラ／コンバータ５３のコンバータ部分から電気信号を運ぶ出力５６は、切替スイッチ５７によって受け取られる。出力５８は、切替スイッチ５７からの電気信号をバッテリ１４ａまで運ぶ。車両伝達データバス５４は、コントローラ／コンバータ５３のコントローラ部分と通信して、車両データ情報をＥＣＳ１２ａに、または、ＥＣＳデータを車両４０内に配置された他の電気デバイスに、受信／伝送する。車両４０は、車両を位置合わせする補助となる車輪５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを備えており、その結果、車両内トランスデューサ２０は、車両外トランスデューサ１８と位置が整合される。位置整合手段９９、例えば車輪止６３が、トランスデューサ１８，２０のかかる位置合わせをさらに補助してもよい。また、位置整合デバイス６４もまた、車両４０の位置決めを補助してもよく、その結果、トランスデューサ１８，２０は位置が整合される。このような位置整合デバイスは、例えば、車庫の天井から吊されたテニスボールを備えていてもよい。車両外トランスデューサから車両内トランスデューサまでエネルギー伝送を生じさせるために、位置整合が求められる。図２に示すように、トランスデューサ１８，２０の位置整合は、図２に最もよく示されるように、車両内トランスデューサ２０が車両外トランスデューサ１８と重複する少なくとも一部分の場所であってもよい。あるいは、トランスデューサの位置整合は、トランスデューサ同士が十分に離れているものの、それらの間にワイヤレスエネルギー伝送が生じて、その結果、車両のバッテリが充電される場所であってもよい。第２のシステム６２は、充電器６０によって受け取られた電気信号を運ぶ出力６１を生成し、充電器は、切替スイッチ５７によって受け取られた電気信号を運ぶ出力５９を生成する。コントローラ／コンバータのコントローラ部分は、電力伝送装置１６とワイヤレスで通信し、電力伝送装置１６は、コントローラ／コンバータ５３のコントローラ部分とワイヤレスで通信するように構成される。
【００２８】
［0033］第１のＥＣＳ１２ａのコントローラ／コンバータ５３への第１の周波数の第１の電流入力は、第２のＥＣＳ６２から出力６１に乗せて運ばれる第２の電流の第２の周波数よりも大きな周波数値を有している。このため、ＥＣＳ１２ａは、第２のＥＣＳ６２よりも多くの電力を充電バッテリ１４ａに供給することができる。コントローラ／コンバータ５３のコントローラ部分は、電圧、電流および電力を計測する。コントローラ／コンバータ５３のコントローラ部分は、計測された電圧、電流および電力のデータを電力伝送装置１６に伝送する。その結果、電力伝送装置１６は、車両外トランスデューサ１８に供給される電力量をさらに調節して、最適なＥＣＳ電力効率を確保することができる。好ましくは、最適なＥＣＳ電力効率は、８５％よりも大きい。同様に、電力伝送装置１６は、さらに、提供された電力データを、コントローラ／コンバータ５３のコントローラ部分にワイヤレスでさらに伝送することができる。他のＥＳＳＤ構成とともに本明細書で上述した例示のコントローラ／構成は、２０１２年４月１９日に出願された、「ワイヤレスエネルギー伝送のためのエネルギー結合構成を有する充電システム」という表題の米国特許出願第１３／４５０，８８１号にさらに記載されており、これは参照によって本明細書に組み入れられる。図２は、第１の車両４０に関連するＥＣＳ１２を示しているが、第２の車両４２は、誘導エネルギー４６をワイヤレスで伝送し／受け取る同様のＥＣＳ構成を有していてもよい。あるいは、第２の車両は、図１に示す第１の車両とは異なるＥＣＳ電気構成を有していてもよい。例えば、第２の車両に関連するＥＣＳは、本明細書において上述したように、米国特許出願第１３／４５０，８８１号に記載されたような他のＥＣＳ構成であってもよい。
【００２９】
［0034］図３を参照すると、ＶＣＯ電気回路２４のブロック図が示されている。ＶＣＯ電気回路２４は、ＶＣＯ７１と、増幅器７０と、電圧モニタ７３と、電流モニタ７４と、検出回路７２と、を備えている。ＶＣＯ７１は、増幅器７０の入力と電気的に連通している。第１に、ＶＣＯ７１は、車両４０，４２のいずれに充電が必要であるかをＥＣＳ１２が知るための補助をするのに効果的である。これは、コイル対２６，３０とコイル対２８，３２とによってカバーされる周波数範囲をスキャンして、車両内トランスデューサのコイル３０，３２のいずれがエネルギー的に励起されているかを決定することによって行われる。第２に、次に、ＶＣＯ７１は、励起されているものとして決定されたコイル対２６，３０またはコイル対２８，３２についてのコイル２６またはコイル２８のために、電力伝送装置１６から車両外トランスデューサ１８に供給される電力を管理する補助を行う。概して、本明細書において上述したように、第１の車両の車両内トランスデューサまたは第２の車両の車両内トランスデューサのみが任意の所与の時間において車両外トランスデューサと位置整合される。人の占有が車庫内でそれらの車両を位置決めしてバッテリを充電する場合に、このシナリオのために、典型的な状況が生じる。増幅器７０の出力は、車両外トランスデューサ１８と電気的に連通する。フィードバックループ６５は、車両外トランスデューサ１８とＶＣＯ７１との中間で生成される。フィードバックループ６５は、検出回路７２と電気的に連通する電圧モニタ７３および電流モニタ７４を備えている。電圧モニタ７３は、入力のところで車両外トランスデューサ１８への電圧の流れを監視し計測し、電流モニタ７４は、入力のところで車両外トランスデューサ１８への電流の流れを監視し計測する。検出回路７２は、入力のところで車両外トランスデューサ１８への電圧と電流との位相差を計測するのに有利である。検出回路７２は、ＶＣＯ７１と電気的に接続され、ＶＣＯ７１は、出力６７ａに供給されるために電源４８から受け取られた電流の周波数を制御する。検出回路７２は、ともに動作して受け取られた電圧および電流の波形が所定の位相差範囲にあるか否かを決定する複数の電気構成部品から十分に形成される。検出回路７２は、予め定められた、または、予め定義された、ＥＣＳの電気構成部品公差およびＥＣＳのシステム公差、特に、車両内トランスデューサ２０，２２および車両外トランスデューサ１８の構成部品公差で動作するように設計される。構成部品全体公差に組み入れるための追加的な公差は、ＶＣＯ回路２４を支援する電気回路である。このため、検出回路７２は、コイル対２６，３０および２８，３２の動作公差とともに、コイル♯１〜♯４，２６，２８，３０，３２の設計公差を組み入れる方法で設計される。
【００３０】
［0035］さらに、ＥＣＳ１２は、周波数が所望のＥＣＳ電力効率を作り出す最適な値にあるか否かを決定するために、電力伝送装置１６から車両外トランスデューサ１８に供給されるＲＦ電力のＡＣ電圧およびＡＣ電流を監視する。このような最適な値は、ＥＣＳの特定の電気構成部品のバリエーションによって決定される。周波数が最適でない場合には、この情報はＲＦ電源にフィードバックされ、周波数は、最適な性能を実現するために変更される。出力電圧および電流の監視は、充電サイクルの間に連続的に実施され、必要に応じて、ＥＣＳによって、共鳴周波数修正が適用される。ＡＣ電圧およびＡＣ電流は、電圧モニタ７３および電流モニタ７４によって監視され計測される。ＡＣ電圧とＡＣ電流との位相関係は、ＥＣＳによって決定される。次に、電力伝送装置１６は、ＥＣＳ電力効率を所望のレベルに確実に維持するために、車両外トランスデューサ１８に供給される電力を調節する。一実施形態では、好ましいＥＣＳ電力効率は、少なくとも８５％である。好ましくは、ＶＣＯ回路の動作周波数範囲は、約１５ｋＨｚ〜２００ｋＨｚである。
【００３１】
［0036］図４を参照すると、グラフ６９は、ＡＣ電流測定値７７とＡＣ電圧測定値７８との例を、電力伝送装置１６のＶＣＯ回路２４の出力ライン６７ａ，６７ｂにおける時間の関数として示している。電流測定値７７と電圧測定値７８は、サイン波であり、このサイン波は、角位相差すなわち位相差７９によって表される量だけ位相がずれている。位相差７９がＥＣＳ電力効率に関して所定の範囲の外にある場合には、検出器７２は、信号を供給して、電力伝送装置１６の出力周波数を調節する。第１のコイル２６と第３のコイル３０との間でのワイヤレスでの電磁エネルギー伝送に関して、角位相差は、好ましくは、ＥＣＳの最適なＥＣＳ電力効率性能を確保するために、約１０度から約１５度の範囲にある。角位相差は、部品公差、温度、および、コイルの位置整合の効果を考慮に入れる。ＥＣＳが高いＥＣＳ電力効率で動作する場合には、エネルギーの利用が効率的になる程、ＥＣＳのオペレータは、ＥＣＳをより少ないコストで操作することができる。したがって、ＶＣＯ電気回路を有するＥＣＳの構成は、電圧および電流の波形が、バッテリに分給されるＥＣＳ電力効率が確実に最適レベルになる所定の位相差の範囲にあるか否かを決定する。所定の位相差範囲およびＥＣＳ電力効率は、ＥＣＳ、より具体的にはＶＣＯ電気回路のコントローラによって分析され、その結果、ＥＣＳ電力効率の最適レベルが維持される。電圧および電流の波形の分析が車両外トランスデューサに入力された後に、コントローラは、ＶＣＯ電気回路の周波数を調節するために動作可能な電圧を出力し、その結果、車両外トランスデューサへの電力伝送装置の出力信号は、所望のＥＣＳ電力効率を維持する。また、このことによって、電圧と電流との位相差が、第１のコイルと第３のコイルとの間の電磁伝送のために約１５度に確実に維持され、第２のコイルと第４のコイルとの間の誘導伝送のためにゼロ（０）に確実に維持される。このようにして、ＥＣＳは、第１および第２のコイルの励起中におけるシステム電力効率測定と、角位相差の値と、を使用して、第１の車両に充電が必要であるのか、それとも第２の車両に充電が必要であるのかの決定を補助する。
【００３２】
［0037］電力伝送装置１６が電源４８と電気的に連通していない場合には、ＥＣＳ１２は使用されない。
【００３３】
［0038］電力伝送装置１６が電源４８と電気的に連通している場合には、ＥＣＳ１２は、部分的に使用されるが、ＥＣＳ１２は、バッテリ１４ａまたはバッテリ１４ｂのいずれかを充電する動作が可能ではない。
【００３４】
［0039］ＥＣＳ１２がバッテリ１４ａまたはバッテリ１４ｂのいずれかを充電している場合には、ＥＣＳ１２は使用される。この目的を達成するために、コイル２６，３０またはコイル２８，３２は、本明細書で上述したようにそれらの間での電磁エネルギー４４または誘導エネルギー４６のワイヤレス伝送が生じるように十分に近くに配置されるべきである。
【００３５】
［0040］図５を参照して、ＥＣＳ１２を動作可能に使用する非限定的な一例において、第１の電動車両４０のＥＳＤ１４ａと第２の車両４２のＥＳＤ１４ｂとをＥＣＳ１２を用いて充電する方法１００について説明する。方法１００における１つの工程１０２では、第１のコイル２６と第２のコイル２８とを有する、ＥＣＳ１２の第１のトランスデューサ１８が用意される。第１のコイル２６および第２のコイル２８は、それぞれ、ＥＣＳ１２のＶＣＯ電気回路２４と電気的に連通している。方法１００における別の工程１０４では、少なくとも第１の車両４０および第２の車両４２にそれぞれ配置された、ＥＣＳ１２の複数の第２のトランスデューサが用意される。第１の車両４０に関連する第２のトランスデューサ２０は、第３のコイル３０を備えており、第２の車両４２に関連する第２のトランスデューサ２２は、第４のコイル３２を備えている。方法１００におけるさらなる工程１０６では、第３のコイル３０が第１のコイル２６とワイヤレスでエネルギーを伝送するように構成されるか、第４のコイル３２が第２のコイル２８とワイヤレスでエネルギーを伝送するように構成されるように、第１の車両４０および第２の車両４２の一方が移動的に位置決めされる。方法１００における別の工程１０８では、ＶＣＯ電気回路２４によって、第１のトランスデューサ１８の第１のコイル２６が第１の周波数で励起される。方法１００のさらなる工程１１０では、ＶＣＯ電気回路２４によって、第１のトランスデューサ１８の第２のコイル２８が、第１の周波数とは異なる第２の周波数で励起される。方法１００の別の工程１１２では、第１のコイル２６が励起工程１０８において励起されたときに、ＥＣＳ１２によって計測される第１のＥＣＳ電力効率に関連する第１のコイル２６が励起された結果として、第１の車両４０に関連する第３のコイル３０に電圧が印加されたか否かがＥＣＳ１２によって決定される。方法１００のさらなる工程１１４では、第２のコイル２８が励起工程１１０において励起されたときに、ＥＣＳ１２によって計測される第２のＥＣＳ電力効率に関連する第２のコイル２８が励起された結果として、第２の車両４２に関連する第４のコイル３２に電圧が印加されたか否かがＥＣＳ１２によって決定される。方法１００の別の工程１１６では、第２のＥＣＳ電力効率に対して第１のＥＣＳ電力効率がＥＣＳ１２によって比較される。方法１００におけるさらなる工程１１８では、第１のＥＣＳ電力効率が許容可能なＥＣＳ電力効率範囲にある場合に、第１の車両４０のＥＳＤ１４ａが充電され、第２のＥＣＳ電力効率が許容可能なＥＣＳ電力効率範囲にある場合に、第２の車両４２のＥＳＤ１４ｂが充電される。第１のコイル２６および第２のコイル２８の励起は、いずれの車両のバッテリに充電が必要であるのかを把握するために、繰り返しのプロセスであってもよい。
【００３６】
［0041］さらに、ＶＣＯ電気デバイスの周波数は、変更されて、本明細書で上述したように、ＶＣＯ電気回路の出力のＡＣ電圧およびＡＣ電流の角位相差に適合されてもよい。このようにして、ＶＣＯ回路の出力周波数は、最適なＥＣＳ電力効率に関連して角位相差に基づいて調節される。
【００３７】
［0042］ＶＣＯ電気回路２４によって調節される際に、ＥＣＳ１２の周波数に直接的には影響しないものの、多数の要因がさらに、ＥＣＳ１２が動作可能に、第１の車両４０のＥＳＤ１４ａを充電するのか、それとも、第２の車両４２のＥＳＤ１４ｂを充電するのか、に影響を与える。これらの要因の任意の１つ、または、これらの要因の全ては、ＥＣＳが動作してＥＳＤを充電するか否かに影響を与え得る。１つの要因は、第１の車両のＥＳＤまたは第２の車両のＥＳＤの健康状態である。他の要因は、第１の車両のＥＳＤまたは第２の車両のＥＳＤの充電レベルである。さらに別の要因は、ＥＣＳのオン／オフ状態である。ＥＣＳは、ＥＣＳのオン／オフ制御のために電力伝送装置に配置された、ＥＣＳの人のオペレータによって押下可能なプッシュボタンを有していてもよい。さらに、これらの要因は、ＥＣＳによって監視される。例えば、ＥＳＤの健康状態が、ＥＳＤが健康でないというものである場合には、ＥＣＳは、ＥＳＤを充電しない。他の例では、ＥＣＳが、ＥＳＤの充電レベルが充電のフルレベルにあると決定した場合には、ＥＣＳは、ＥＳＤを充電しない。充電のためにＥＣＳを動作させるためにＥＣＳのプッシュボタンが押し下げられていない場合には、ＥＣＳは、ＥＣＳを充電しない。
【００３８】
［0043］本明細書で上述したようにワイヤレス伝送機構（すなわち、ワイヤレス電磁およびワイヤレス誘導）に関連する所定の周波数の範囲に対応する所定範囲の値内になるように、角位相差の値は予め決定されることに留意されるべきである。このため、ＶＣＯ電気回路２４は、コイル１８，２６のうちの１つに複数の周波数のうちの１つを出力し、その後、ＥＣＳ１２は、システム電力効率を測定し、それが許容可能な範囲にあるか否かを決定する。許容可能である場合、ＶＣＯ電気回路２４は、ＥＣＳ１２の最適なシステム電力効率が得られるまで、電力伝送装置１６から車両外トランスデューサ１８への電気信号出力の周波数を微調整する。ＶＣＯ電気回路２４は、角位相差の値を監視し続け、ＶＣＯ電気回路２４によって、周波数を調節し、ＥＳＤの充電期間にわたって最適なシステム電力効率を維持する。しかしながら、第１の周波数が許容可能な範囲にない場合には、ＶＣＯ電気回路２４は、他のワイヤレス伝送機構に対応する他の既知の周波数を出力し、システム電力効率が出力された周波数に関して許容可能な範囲にあるか否かの決定を超えるプロセスを開始する。次に、システム電力効率が許容可能な範囲にある場合には、ＶＣＯ電気回路は、微調整を行って、充電サイクル中に最適なシステム電力効率を確保する。システム電力効率が許容可能な範囲にない場合には、ＶＣＯは、さらに別の周波数を試す。これは、第１の車両４０または第２の車両４２を適切に充電するための繰り返しのプロセスであってもよい。
【００３９】
［0044］図６を参照すると、本発明の代替実施形態にしたがって、ＶＣＯ電気回路２２５が示されている。図６に示される、図３に示されるＶＣＯ回路２４に関連する同様の構成要素には、２００だけ異なる参照番号が付されている。本明細書で上述したＶＣＯ電気２４と同様に、ＶＣＯ回路２２５は、ＶＣＯ２７１と、増幅器２７０と、電圧モニタ２７３と、電流モニタ２７４と、検出回路２７２と、を使用する。検出回路２７２は、フリップフロップ電気部品２８７とコントローラ２８８とを備えている。フリップフロップ２８７は、コントローラ２８８に多数のカウントを提供し、ＶＣＯ２７１の周波数を動作可能に制御するためにコントローラ２８８が出力２９９上にどのような電圧を提供するのかを決定することができるようにする。レジスタ２８１〜２８４，２８９によって、電気信号が的確な電圧レベルでバイアス印加されることが可能になる。電流モニタ２７４は、増幅器２７０の出力から電流検知を提供するコイル２８５に電気的に接続される。電圧電気信号は、信号経路２９２，２９３上を運ばれ、電圧モニタ２７３によって受け取られる。電流信号は、信号経路２９０，２９１上を運ばれ、電流モニタ２７４によって受け取られる。フリップフロップ電気部品２８７は、電圧モニタ２７３から出力２９６を受け取るとともに、電流モニタ２７４から出力２９７を受け取る。フリップフロップ電気部品２８７の出力２９８は、コントローラ２８８によって受け取られる。ＶＣＯ２７１は、コントローラ２８８から出力２９９を受け取る。例えば、フリップフロップからコントローラにゼロの電気パルスが出力される場合には、ＶＣＯ電気回路の周波数の調節は必要ではない。モニタ２７３，２７４のフィードバックによってフリップフロップの出力のパルス数がゼロパルスよりも多い場合には、受け取られたフィードバック信号の量に関連する、ＶＣＯへの電圧調整が生じ得る。
【００４０】
［0045］あるいは、ＥＣＳの電気的な使用用途に応じて、電磁伝送または誘導ワイヤレス伝送のために、他の所定の角位相差の値が採用されてもよい。例えば、いくつかの用途では、ワイヤレス電磁伝送に関して２１度の最適な角位相差が求められ、ワイヤレス誘導伝送に関して２度の最適な角位相差が求められる場合がある。さらなる代替として、角位相差は、ＥＣＳの使用用途に応じて決定される任意の値とすることができる。
【００４１】
［0046］あるいは、本発明の趣旨および範囲は、また、例えば、電気的結合などの、電磁伝送および誘導伝送以外の他の任意のワイヤレス伝送の種類に適用されてもよい。
【００４２】
［0047］さらなる代替として、ＶＣＯ電気回路の検出回路は、内蔵式コントローラを備えていてもよい。例えば、このような回路の実装によって、ＶＣＯ電気回路に他の電気ブロック／電気構成部品が必要なくなり、回路構成が簡略化され、コスト低減が可能となる。図３を参照すると、内蔵式コントローラによって、モニタ７３，７４、検出回路７２およびＶＣＯ電気デバイス７１が必要ないように組み込まれた機能が得られる。同様に、図７を参照すると、内蔵式コントローラがＶＣＯ電気回路に使用される場合、モニタ２７４，２７４、フリップフロップ２８７、コントローラ２８８およびＶＣＯ電気デバイス２７１は、必要なくなる。
【００４３】
［0048］このようにして、充電システムインフラを簡略化する頑丈な充電システムは、車両に関連するワイヤレス充電システムの種類を確定し、ひいては、その後に、最適な充電システム電力効率を作り出す充電システム周波数で的確な車両を充電する。さらに、ＥＣＳは、車両外トランスデューサと車両内トランスデューサとの間の距離を渡ってワイヤレスで電磁エネルギーまたは誘導エネルギーを伝送するように構成されてもよい。ＶＣＯ電気回路は、車両外トランスデューサを提供するＥＣＳの電力伝送装置内に便利に製造される。ＶＣＯ電気回路は、充電される車両が電磁システムであるのか、それとも誘導システムであるのかを決定し、その後、電磁式ＥＣＳまたは誘導式ＥＣＳを有する車両のバッテリの充電中に最適なＥＣＳ電力効率が維持されるように電気信号の周波数を効果的に管理する補助を行うのに使用される。ＥＣＳは、レジスタ、キャパシタ、リレーなどといった電気構成部品から構築され、これらの部品は、一般的に電気技術分野において商業的に入手可能である。ＶＣＯ電気回路は、ＥＣＳの電磁ワイヤレス機構または誘導ワイヤレス機構によってカバーされる同業者（interest）の頻度で普通に入手可能な部品として購入され得る。ＶＣＯ電気回路の検出回路は、フリップフロップ電気部品およびコントローラを使用して、簡単に構築され得る。ＥＣＳ１２は、便利なことに、第１および第２のコイルの励起中にシステム電力効率を決定し、また、１５度の関係またはゼロ（０）度の関係で位相差関係が存在するか否かを決定し、第１の車両の車両内トランスデューサまたは第２の車両の車両内トランスデューサが車両内トランスデューサと位置整合しているか否かを把握する。１５度の角位相差は電磁式ＥＣＳ構成の決定に関して信頼性の高い値を提供することが見出された。
【００４４】
［0049］本発明が、その好ましい実施形態に関して説明されたが、本発明は、そのように限定される意図ではなく、次の特許請求の範囲で説明される範囲に意図されているに過ぎない。
【００４５】
［0050］本発明は、広い実用性および用途に受け入れられることができることが、当業者には容易に理解されるであろう。本発明の上述した以外の多くの実施形態および適用例、変形例、修正例および等価構成が、本発明の要旨または範囲から逸脱することなく、本発明および上述の説明によって明らかになるか、正当に示唆されるであろう。したがって、本明細書では、好ましい実施形態に関連する詳細について本発明が説明されたが、本開示は、本発明の例示に過ぎず、単に、本発明の十分かつ実施可能な開示を提供する目的でなされたものであることを理解されるべきである。上述の開示は、本発明を限定する意図、もしくは、そのような他の実施形態、適用例、変形例、修正例および等価構成を除外する意図ではなく、または、そのように構築されていない。本発明は、次の特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００４６】
♯１〜♯４…コイル
♯１，♯２…車両
１２…ＥＣＳ
１４ａ，１４ｂ…バッテリ
１６…電力伝送装置
１８…車両外トランスデューサ
２０，２２…車両内トランスデューサ
２４…ＶＣＯ電気回路
２６，２８，３０，３２…コイル
４０，４２…車両
４４…電磁エネルギー
４６…誘導エネルギー
４８…電源
５１ａ〜５１ｄ…車輪
５２…出力
５３…コントローラ／コンバータ
５５…信号ライン
５６…出力
５７…切替スイッチ
５８，５９…出力
６０…充電器
６１…出力
６２…ＥＣＳ
６３…車輪止
６４…位置整合デバイス
６５…フィードバックループ
６７ａ…出力
７０…増幅器
７２…検出回路
７３…電圧モニタ
７４…電流モニタ
７７…電流測定値
７８…電圧測定値
７９…位相差
９９…位置整合手段
２７０…増幅器
２７２…検出回路
２７３…電圧モニタ
２７４…電流モニタ
２８１〜２８４，２８９…レジスタ
２８５…コイル
２８７…フリップフロップ
２８８…コントローラ
２９０，２９２…信号経路
２９６，２９７，２９８，２９９…出力
【図１】
2014523232.tif 000003
【図２】
2014523232.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014523232.tif 000008
【国際調査報告】
2014523232.tif 000009