(57)【要約】  実装形態は、ワイヤレス電力送信器との車両のワイヤレス電力結合器の位置合わせを決定するための装置を提供する。装置は、ワイヤレス電力結合器の複数の別々の導体における電流を測定するように構成される検知回路を備える。装置は、複数の別々の導体における測定された電流に少なくとも一部基づいて、ワイヤレス電力送信器とのワイヤレス電力結合器の位置合わせに関する情報を決定するように構成されるコントローラを備える。コントローラは、複数の別々の導体における測定された電流の間の差分に基づいて、ワイヤレス電力送信器とのワイヤレス電力結合器の位置合わせに関する情報を決定するように構成される。情報は、ワイヤレス電力結合器とワイヤレス電力送信器との間のオフセットの方向および距離を備える。測定される電流は短絡回路電流である。
2018531569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス電力送信器との車両のワイヤレス電力結合器の位置合わせを決定するための装置であって、
前記ワイヤレス電力結合器の複数の別々の導体における電流を測定するように構成される検知回路と、
前記複数の別々の導体における前記測定された電流に少なくとも一部基づいて、前記ワイヤレス電力送信器との前記ワイヤレス電力結合器の位置合わせに関する情報を決定するように構成されるコントローラとを備える、装置。
【請求項２】
前記コントローラが、前記複数の別々の導体における前記測定された電流の間の差分に基づいて、前記ワイヤレス電力送信器との前記ワイヤレス電力結合器の前記位置合わせに関する前記情報を決定するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記情報が、前記ワイヤレス電力結合器と前記ワイヤレス電力送信器との間のオフセットの方向を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
前記情報が、前記ワイヤレス電力結合器と前記ワイヤレス電力送信器との間のオフセットの距離を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
前記測定された電流が短絡回路電流である、請求項1に記載の装置。
【請求項６】
前記ワイヤレス電力結合器がダブルD結合器を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項７】
前記ワイヤレス電力送信器が双極コイル構成を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
ワイヤレス電力送信器との車両のワイヤレス電力結合器の位置合わせを決定するための方法であって、
前記ワイヤレス電力結合器の複数の別々の導体における電流を測定するステップと、
前記複数の別々の導体における前記測定された電流に少なくとも一部基づいて、前記ワイヤレス電力送信器との前記ワイヤレス電力結合器の位置合わせに関する情報を決定するステップとを備える、方法。
【請求項９】
前記ワイヤレス電力送信器との前記ワイヤレス電力結合器の位置合わせに関する情報を決定することが、前記複数の別々の導体における前記測定された電流の間の差分に基づく、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記情報が、前記ワイヤレス電力結合器と前記ワイヤレス電力送信器との間のオフセットの方向を備える、請求項8に記載の方法。
【請求項１１】
前記情報が、前記ワイヤレス電力結合器と前記ワイヤレス電力送信器との間のオフセットの距離を備える、請求項8に記載の方法。
【請求項１２】
前記測定された電流が短絡回路電流である、請求項8に記載の方法。
【請求項１３】
前記ワイヤレス電力結合器がダブルD結合器を備える、請求項8に記載の方法。
【請求項１４】
前記ワイヤレス電力送信器が双極コイル構成を備える、請求項8に記載の方法。
【請求項１５】
コードを備える非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記コードが、実行されると、ワイヤレス電力送信器との車両のワイヤレス電力結合器の位置合わせを決定するための装置に、
前記ワイヤレス電力結合器の複数の別々の導体における電流を測定させ、
前記複数の別々の導体における前記測定された電流に少なくとも一部基づいて、前記ワイヤレス電力送信器との前記ワイヤレス電力結合器の位置合わせに関する情報を決定させる、非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１６】
前記コードが、実行されると、前記装置に、前記複数の別々の導体における前記測定された電流の間の差分に基づいて、前記ワイヤレス電力送信器との前記ワイヤレス電力結合器の前記位置合わせに関する前記情報を決定させる、請求項15に記載の媒体。
【請求項１７】
前記情報が、前記ワイヤレス電力結合器と前記ワイヤレス電力送信器との間のオフセットの方向を備える、請求項15に記載の媒体。
【請求項１８】
前記情報が、前記ワイヤレス電力結合器と前記ワイヤレス電力送信器との間のオフセットの距離を備える、請求項15に記載の媒体。
【請求項１９】
前記測定された電流が短絡回路電流である、請求項15に記載の媒体。
【請求項２０】
前記ワイヤレス電力結合器がダブルD結合器を備える、請求項15に記載の媒体。
【請求項２１】
前記ワイヤレス電力送信器が双極コイル構成を備える、請求項15に記載の媒体。
【請求項２２】
ワイヤレス電力送信器との車両のワイヤレス電力結合器の位置合わせを決定するための装置であって、
前記ワイヤレス電力結合器の複数の別々の導体における電流を測定するための手段と、
前記複数の別々の導体における前記測定された電流に少なくとも一部基づいて、前記ワイヤレス電力送信器との前記ワイヤレス電力結合器の位置合わせに関する情報を決定するための手段とを備える、装置。
【請求項２３】
前記ワイヤレス電力送信器との前記ワイヤレス電力結合器の位置合わせに関する前記情報を決定するための前記手段が、前記複数の別々の導体における前記測定された電流の間の差分に基づいて、前記ワイヤレス電力送信器との前記ワイヤレス電力結合器の前記位置合わせに関する前記情報を決定するように構成される、請求項22に記載の装置。
【請求項２４】
前記情報が、前記ワイヤレス電力結合器と前記ワイヤレス電力送信器との間のオフセットの方向を備える、請求項22に記載の装置。
【請求項２５】
前記情報が、前記ワイヤレス電力結合器と前記ワイヤレス電力送信器との間のオフセットの距離を備える、請求項22に記載の装置。
【請求項２６】
前記測定された電流が短絡回路電流である、請求項22に記載の装置。
【請求項２７】
前記ワイヤレス電力結合器がダブルD結合器を備える、請求項22に記載の装置。
【請求項２８】
前記ワイヤレス電力送信器が双極コイル構成を備える、請求項22に記載の装置。
【請求項２９】
前記ワイヤレス電力結合器の複数の別々の導体における電流を測定するための前記手段が検知回路を備える、請求項22に記載の装置。
【請求項３０】
前記ワイヤレス電力送信器との前記ワイヤレス電力結合器の位置合わせに関する情報を決定するための前記手段がコントローラを備える、請求項22に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般にワイヤレス電力伝送に関する。より具体的には、本開示は、ワイヤレス電力伝送用途におけるマルチファイラの位置合わせ支援を利用する方法および装置を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
誘導電力伝送(IPT)システムは、ベースパッドから車両パッドに充電電力をワイヤレスに伝送するように設計される。そのようなワイヤレス電力伝送は、ベースパッドおよび車両パッドが互いに適切に位置合わせされるときに最も効率的である。しかしながら、ベースパッドの中の一次結合器と車両パッドの中の二次結合器との間の相互結合、または二次結合器において誘導される電圧もしくは電流の、測定あるいは決定を利用する従来のシステムは、最良でもずれのスカラー距離しか提供しない。したがって、車両のユーザまたは車両内の位置合わせシステムは、さらなる情報がなければ、二次結合器が一次結合器に関してどの方向にずれているかを知ることができない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
ワイヤレス電力送信器との車両のワイヤレス電力結合器の位置合わせを決定するための装置が提供される。装置は、ワイヤレス電力結合器の複数の別々の導体における電流を測定するように構成される検知回路を備える。装置は、複数の別々の導体における測定された電流に少なくとも一部基づいて、ワイヤレス電力送信器とのワイヤレス電力結合器の位置合わせに関する情報を決定するように構成されるコントローラを備える。
【０００４】
ワイヤレス電力送信器との車両のワイヤレス電力結合器の位置合わせを決定するための方法が提供される。方法は、ワイヤレス電力結合器の複数の別々の導体における電流を測定するステップを備える。方法は、複数の別々の導体における測定された電流に少なくとも一部基づいて、ワイヤレス電力送信器とのワイヤレス電力結合器の位置合わせに関する情報を決定するステップを備える。
【０００５】
コードを備える非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。コードは、実行されると、ワイヤレス電力送信器との車両のワイヤレス電力結合器の位置合わせを決定するための装置に、ワイヤレス電力結合器の複数の別々の導体における電流を測定させる。コードは、実行されると、装置に、複数の別々の導体における測定された電流に少なくとも一部基づいて、ワイヤレス電力送信器とのワイヤレス電力結合器の位置合わせに関する情報を決定させる。
【０００６】
ワイヤレス電力送信器との車両のワイヤレス電力結合器の位置合わせを決定するための装置が提供される。装置は、ワイヤレス電力結合器の複数の別々の導体における電力を測定するための手段を備える。装置は、複数の別々の導体における測定された電流に少なくとも一部基づいて、ワイヤレス電力送信器とのワイヤレス電力結合器の位置合わせに関する情報を決定するための手段を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】いくつかの実装形態による、ワイヤレス電力伝送システムの機能ブロック図である。
【図２】別の実装形態による、ワイヤレス電力伝送システムの機能ブロック図である。
【図３】いくつかの実装形態による、送信コイルまたは受信コイルを含む図2の送信回路または受信回路の一部分の概略図である。
【図４】いくつかの実装形態による、ワイヤレス電力伝送システムの簡略化された結合器を示す図である。
【図５】いくつかの実装形態による、図4の結合器のより詳細な図である。
【図６】図4に示される第1のコイルおよび第2のコイルを形成する第1の導体および第2の導体の等価回路図、ならびに等価回路図の等価インダクタンスを示す図である。
【図７】図4および図5に関連して前に説明されたような、交流磁場が第1のコイルおよび第2のコイルの近傍に生成されるときの図6の等価回路図の等価回路図である。
【図８】いくつかの実装形態による、短絡回路電流Isc1の第1の軌跡および短絡回路電流Isc2の第2の軌跡を、図4の第1のコイルおよび第2のコイル404を覆うベースパッド(図示せず)の中心の位置合わせからのミリメートル(mm)単位の横方向のオフセットに対して示すグラフである。
【図９】いくつかの実装形態による、第1の軌跡(たとえば、Isc1)の値と第2の軌跡(たとえば、Isc2)値との間の差分の、図4のベースパッドと第1のコイルおよび第2のコイルとの中心の位置合わせからのmm単位の横方向のオフセットに対する軌跡を示すグラフである。
【図１０】いくつかの実装形態による、第1の方向におけるベースパッドと車両パッドとの間のずれを示す図である。
【図１１】いくつかの実装形態による、第2の方向におけるベースパッドと車両パッドとの間のずれを示す図である。
【図１２】いくつかの実装形態による、ワイヤレス電力送信器との車両のワイヤレス電力結合器の位置合わせを決定するための方法のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面に示される様々な特徴は、一定の縮尺で描かれていないことがある。したがって、様々な特徴の寸法は、明快のために任意に拡大または縮小され得る。さらに、図面のいくつかは、所与のシステム、方法、またはデバイスの構成要素のすべてを示さないことがある。最後に、同様の参照番号が、明細書および図面全体にわたって同様の特徴を表すために使用され得る。
【０００９】
添付の図面に関連して以下に記載される詳細な説明は、本出願の特定の実装形態の説明として意図されており、実践され得る実装形態のみを表すことは意図されていない。本説明全体にわたって使用される「例示的」という用語は、「例、事例、または例示としての役割を果たすこと」を意味し、必ずしも他の実装形態よりも好ましい、または有利なものとして解釈されるべきではない。詳細な説明は、開示される実装形態の完全な理解をもたらすために具体的な細部を含む。場合によっては、いくつかのデバイスはブロック図の形で示される。
【００１０】
ワイヤレス電力伝送は、電場、磁場、電磁場と関連付けられる任意の形態のエネルギーを伝送すること、または別様には、物理的な電気導体を使用せずに送信器から受信器へ任意の形態のエネルギーを伝送すること(たとえば、電力は自由空間を通って伝送され得る)を指し得る。ワイヤレス場(たとえば、磁場または電磁場)へと出力される電力は、電力伝送を達成するために「受信コイル」によって受信され、捕捉され、または結合され得る。
【００１１】
図1は、いくつかの実装形態による、ワイヤレス電力伝送システム100の機能ブロック図である。入力電力102は、エネルギーまたは電力伝送を実行するためのワイヤレス場(たとえば、磁場または電磁場)105を生成するために、電源(図示せず)から送信器104の送信コイル114(たとえば、送信アンテナ回路114)に与えられ得る。受信器108の受信コイル118(たとえば、受信アンテナ回路118)は、ワイヤレス場105に結合することができ、出力電力110に結合される(図示されない)デバイスによる貯蔵または消費のための出力電力110を生成することができる。送信器104と受信器108の両方が、距離112だけ離隔され得る。
【００１２】
一実装形態では、送信コイル114および受信コイル118は、相互共振の関係に従って構成される。受信コイル118の共振周波数および送信コイル114の共振周波数が実質的に同じであるとき、または非常に近いとき、送信器104と受信器108との間の送信損失は最小である。したがって、ワイヤレス電力伝送は、互いに非常に近接して(たとえば、場合によっては数ミリメートル以内に)配置される大きなコイルを必要とし得る純粋に誘導的な手法とは対照的に、より長い距離にわたって提供され得る。したがって、共振誘導結合技法は、効率および電力伝送の改善を、様々な距離にわたり、かつ様々な誘導コイル構成とともに可能にし得る。
【００１３】
受信器108は、受信コイル118が送信コイル114によって生み出されるワイヤレス場105の中に位置するときに電力を受信することができる。ワイヤレス場105は、送信コイル114によって出力されるエネルギーが受信コイル118によって捕捉され得る領域に対応する。ワイヤレス場105は、送信器104の「近距離場」に対応し得る。「近距離場」は、電磁エネルギーを自由空間に放出するのではなく送信コイル114から最小限の電力を放出するような、送信コイル114の中の電流および電荷に起因する強い反応場がある、領域に対応し得る。「近距離場」は、送信コイル114の約1波長(またはその断片)の範囲内の領域に対応し得る。
【００１４】
上で説明されたように、効率的なエネルギー伝送は、電磁波の中のエネルギーの大半を遠距離場に伝播するのではなく、ワイヤレス場105の中のエネルギーの大部分を受信コイル118に結合することによって発生し得る。ワイヤレス場105内に位置しているとき、送信コイル114と受信コイル118との間で「結合モード」が展開され得る。この結合が発生し得る送信コイル114と受信コイル118の周りのエリアは、結合モード領域と本明細書では呼ばれる。
【００１５】
図2は、別の実装形態による、ワイヤレス電力伝送システム200の機能ブロック図である。システム200は送信器204および受信器208を含む。送信器204は、発振器222と、ドライバ回路224と、フィルタおよび整合回路226とを含み得る、送信回路206を含み得る。発振器222は、周波数制御信号223に応答して調整され得る所望の周波数の信号を生成するように構成され得る。発振器222は、発振器信号をドライバ回路224に提供し得る。ドライバ回路224は、入力電圧信号(VD)225に基づいて、たとえば送信コイル214の共振周波数において送信コイル214を駆動するように構成され得る。フィルタおよび整合回路226は、高調波または他の不要な周波数を除去することができ、最大限の電力伝送のために送信器204のインピーダンスを送信コイル214のインピーダンスに合わせることもできる。ドライバ回路224は、たとえば、電動車両の電池236を充電するのに十分なレベルにて電力をワイヤレスに出力するためのワイヤレス場205を生成するように、送信コイル214を通る電流を駆動することができる。
【００１６】
受信器208は、整合回路232と整流器回路234とを含み得る受信回路210を含み得る。整合回路232は、受信回路210のインピーダンスを受信コイル218に合わせることができる。図2に示されるように、整流器回路234は、電池236を充電するために、交流(AC)電力入力から直流(DC)電力出力を生成することができる。受信器208および送信器204は加えて、別個の通信チャネル219(たとえば、Bluetooth(登録商標)、Zigbee、セルラーなど)上で通信することができる。受信器208および送信器204は代替的に、ワイヤレス場205の特性を使用して、バンドシグナリングを介して通信することができる。受信器208は、送信器204によって送信され受信器208によって受信される電力の量が電池236を充電するのに適しているかどうかを決定するように構成され得る。
【００１７】
図3は、いくつかの実装形態による、送信コイルまたは受信コイルを含む図2の送信回路206または受信回路210の一部分の概略図である。図3に示されるように、送信または受信回路350はコイル352を含み得る。コイル352は、「ループ」アンテナ、「磁気」コイル、または誘導コイル352と呼ばれることもある。「コイル」という用語は一般に、別の「コイル」に結合するためのエネルギーをワイヤレスに出力または受信できる部品を指す。本明細書において使用されるように、コイル352は、電力をワイヤレスに出力および/または受信するように構成されるタイプの「電力伝送部品」の例である。コイル352は、空芯コア、またはフェライトコア(図示せず)などの物理コアを含み得る。
【００１８】
コイルの共振周波数は、コイルのインダクタンスおよびキャパシタンスに基づく。インダクタンスは単にコイル352によって作り出されるインダクタンスであり得るが、キャパシタンスは所望の共振周波数にて共振構造を作り出すためにコイルのインダクタンスに追加され得る。限定しない例として、キャパシタ354およびキャパシタ356が、共振周波数における信号358を選択する共振回路を作り出すために、送信または受信回路350に追加され得る。したがって、より大きな直径のコイルでは、共振を維持するために必要なキャパシタンスのサイズは、コイルの直径またはインダクタンスが増大するにつれて減少し得る。
【００１９】
さらに、コイルの直径が増大するにつれて、近接場の効率的なエネルギー伝送エリアも増えることがある。他の部品を使用して形成される他の共振回路も可能である。別の限定しない例として、キャパシタは、回路350の2つの端子間に並列に配置され得る。送信コイルでは、コイル352の共振周波数に実質的に相当する周波数を伴う信号358は、コイル352からの出力ではなくコイル352への入力であり得る。
【００２０】
図4は、いくつかの実装形態による、ワイヤレス電力伝送システムのための簡略化された結合器400を示す。理想的な結合器400は、(たとえば、ベースパッド内の)ワイヤレス電力送信器または(たとえば、車両パッド内の)ワイヤレス電力受信器のいずれかにおいて利用され得る。理想的な結合器400は、第1のコイル402に隣接して並べられる第1のコイル402および第2のコイル404を備える。いくつかの実装形態では、第1のコイル402および第2のコイル404は、互いに直列に電気的に接続され、同じドライバ回路によって駆動され得る。いくつかの他の実装形態では、第1のコイル402および第2のコイル404は、別々のドライバ回路によって独立に駆動され得る。示されるように、理想的な結合器400は、理想的なダブルD結合器トポロジーを備え得る。
【００２１】
図5は、いくつかの実装形態による、図4の結合器のより詳細な図500を示す。図5に示されるように、第1のコイル402および第2のコイル404の各々が、複数の別々の導体(たとえば、複数のファイラまたは「マルチファイラ」コイル組立体)から形成される。たとえば、図5の結合器は、互いに直列に接続され、同じ第1の導体506および第2の導体508から形成される、第1のコイル402および第2のコイル404を示す。示されるように、第1のコイル402の各巻線に対して、第1の導体506は第2の導体508の外側に巻かれ得る。対照的に、第2のコイル404の各巻線に対して、第1の導体506は第2の導体508の内側に巻かれ得る。いくつかの実装形態では、第1の導体506および第2の導体508は、第1のコイル402および第2のコイル404のための巻線経路に沿ったいずれの点においても互いに電気的に接続されないことがある。上で説明された巻線パターンの結果として、第1の導体506および第2の導体508は各々、第1のコイル402および第2のコイル404の近傍のベースパッド(図示せず)によって生成される、わずかに異なるパターンおよび/または量の磁束を囲み得る。いくつかの実装形態では、第1の導体506および第2の導体508によって囲まれる磁束のパターンおよび/または量のこの違いについての知識は、実際の結合器500からベース結合器までの距離または方向(たとえば、車両の位置合わせ)を決定するために利用され得る。
【００２２】
図6は、図4に示される第1のコイル402および第2のコイル404を形成する第1の導体506および第2の導体508の等価回路図600、ならびに等価回路図600の等価インダクタンス650を示す。たとえば、第1の導体506および第2の導体508は互いに並列に接続され得る。第1の導体506は、第1のインダクタンスLf1を有する第1のインダクタ602として表され得る。第2の導体508は、第2のインダクタンスLf2を有する第2のインダクタ604として表され得る。第1の導体506および第2の導体508は互いに物理的に近接して位置しているので、各々が、結合される変圧器606によって表される、互いに対する共通の相互インダクタンスMf12も有する。したがって、第1の導体506および第2の導体508は、以下の式1に示されるように、共通の相互インダクタンスMf12に第1のインダクタンスLf1と第2のインダクタンスLf2を並列にした値を足したものに等しい等価インダクタンス値を有する、単一のインダクタ608によって表され得る。
【００２３】
式1: Leq = Mf12 + Lf1 || Lf2 = Mf12 + (Lf1 x Lf2) / (Lf1 + Lf2)
【００２４】
図7は、図4および図5に関連して前に説明されたような、交流磁場が第1のコイル402および第2のコイル404の近傍に生成されるときの図6の等価回路図600の等価回路図700を示す。磁束が第1の導体506および第2の導体508(図4および図5)の巻線によって形成される断面積を通るとき、第1の導体506と第2の導体508の各々にわたって電圧が誘起される。そのような誘起される電圧は、第1の電圧V1を与える第1の電源702および第2の電圧V2を与える第2の電源704によって表され得る。実際には、電圧V1およびV2を測定するのが難しいことがある。したがって、少なくとも1つのセンサ回路706、708は、それぞれ、誘起される電圧V1およびV2によって駆動されるそれぞれの短絡回路電流Isc1、Isc2を測定するように構成され得る。いくつかの実装形態では、電流Isc1およびIsc2は、センサ回路702、704の中の低抵抗の抵抗(図示せず)を通ることがあり、低抵抗の抵抗(図示せず)にわたって現れる電圧はセンサ回路706、708によって測定され得る。複数のセンサ回路706、708が示されるが、単一のセンサ回路が、Isc1およびIsc2の各々を別々に測定するように構成され得る。いくつかの実装形態では、コントローラ710は、Isc1およびIsc2の測定値を受信し、ベースパッドと車両パッドとの間のずれの方向および距離を決定するように構成され得る。
【００２５】
動作において、ベースパッド(図示せず)が第1のコイル402と第2のコイル404とを備える車両結合器の中心を覆って物理的に位置合わせされるとき、第1の導体506と第2の導体508のうちの一方が、他方よりも多くの磁束を横断する。たとえば、いくつかの実装形態では、磁場を生成するベースパッド(図1〜図3)により近い導体は、他方の導体よりも多くの磁束を横断し得る。電圧V1およびV2、ならびに、したがって短絡回路電流Isc1およびIsc2はそれぞれ、第1の導体506および第2の導体508が横断する磁束の量に比例する。したがって、ベースパッドが第2の導体508よりも第1の導体506に近く位置している場合、V1はV2より大きいことがある。結果として、Isc1もIsc2より大きくなる。反対の場合には、以下の図8および図9においてより容易に理解され得るように、これらの結果は反対になる。
【００２６】
図8は、いくつかの実装形態による、短絡回路電流Isc1の第1の軌跡802および短絡回路電流Isc2の第2の軌跡804を、図4の第1のコイル402および第2のコイル404を覆うベースパッド(図示せず)の中心の位置合わせからのミリメートル(mm)単位の横方向のオフセットに対して示すグラフ800である。示されるように、負の方向のオフセットに対しては電流Isc1が電流Isc2より大きいが、正の方向のオフセットに対しては電流Isc2が電流Isc1より大きい。したがって、ベースパッドと車両パッドとの間のオフセットの方向は、少なくとも2つの異なる導体(たとえば、それぞれ第1の導体506および第2の導体508)に対するIsc1とIsc2の測定結果の比較のみに基づいて決定され得る。いくつかの実装形態では、距離は、Isc1とIsc2のそれらの測定結果にも少なくとも一部基づいて決定され得る。
【００２７】
図9は、いくつかの実装形態による、第1の軌跡802(たとえば、Isc1)の値と第2の軌跡804(たとえば、Isc2)値との間の差分の、図4のベースパッドと第1のコイル402および第2のコイル404との中心の位置合わせからのmm単位の横方向のオフセットに対する軌跡902を示すグラフ900を示す。示されるように、この差分は、オフセットが負の方向に動くにつれてより負になり、オフセットが正の方向に動くにつれてより正になる。したがって、車両内または固定のベースシステム内のコントローラ710は、軌跡902において示される差分の大きさに基づいてオフセットの推定距離を決定し、その差分の符号に基づいて、または既知の位置合わせされている状態に対する既知の値からの偏移の符号に基づいて、その距離の方向を決定することが可能であり得る。
【００２８】
図10は、いくつかの実装形態による、第1の方向におけるベースパッドと車両パッドとの間のずれを示す図1000である。ベースパッドは、第1の送信コイル1002および第1の送信コイルに隣接する第2の送信コイル1004という、ダブルDコイル構成を備え得る。いくつかの他の実装形態では、ベースパッドは、第1の送信コイル1002および第2の送信コイル1004が互いに少なくとも部分的に重複する、双極コイル構成を備え得る。さらに他の実装形態では、第1の送信コイル1002および第2の送信コイル1004は、1つまたは複数の円形コイルを備え得る。車両パッドは、第1のコイル402と第1のコイル402に隣接して配設される第2のコイル404とを含む、前に説明されたようなダブルDコイル構成を備え得る。図10において、第1のコイル402および第2のコイル404を備える車両パッドは、ベースパッドの左側にずれているものとして示されている。この場所は、0のXオフセットの左側の図8の軌跡802、804と、0のXオフセットの左側の図9の軌跡902とに対応し得る。そのような条件では、コントローラ710は、検知回路706、708からIsc1およびIsc2の測定結果を受信し、それらの相対的な値に基づいて、ベースパッドと車両パッドとの間のオフセットの方向(たとえば、正または負のいずれか)を決定することができる。コントローラ710は加えて、Isc1およびIsc2の測定された大きさおよび/またはそれらの差分の大きさに少なくとも一部基づいて、そのオフセットの距離を決定することができる。
【００２９】
図11は、いくつかの実装形態による、第2の方向におけるベースパッドと車両パッドとの間のずれを示す図1100である。図10のすべての構成要素が図11において再現される。第1のコイル402および第2のコイル404を備える車両パッドは、図11のベースパッドの右側にずれているものとして示されている。この場所は、0のXオフセットの右側の図8の軌跡802、804と、0のXオフセットの右側の図9の軌跡902とに対応し得る。そのような条件では、コントローラ710は、検知回路706、708からIsc1およびIsc2の測定結果を受信し、それらの相対的な値に基づいて、ベースパッドと車両パッドとの間のオフセットの方向(たとえば、正または負のいずれか)を決定することができる。コントローラ710は加えて、Isc1およびIsc2の測定された大きさおよび/またはそれらの差分の大きさに少なくとも一部基づいて、そのオフセットの距離を決定することができる。
【００３０】
図12は、いくつかの実装形態による、ワイヤレス電力送信器との車両のワイヤレス電力結合器のずれを決定するための方法のフローチャート1200を示す。フローチャート1200の方法は、図4〜図7に関連して前に説明されたような、少なくとも、第1のコイル402および第2のコイル404の第1の導体506および第2の導体508、ならびに検知回路706、708、ならびにコントローラ710を参照して説明される。いくつかの実装形態では、フローチャート1200の中のブロックのうちの1つまたは複数が、図7の検知回路706、708および/またはコントローラ回路710によって実行され得る。フローチャート1200の方法は、特定の順序を参照して本明細書において説明されるが、様々な実施形態では、本明細書のブロックが異なる順序で実行されるか、または省略されることがあり、かつさらなるブロックが追加されることがある。
【００３１】
方法はブロック1202において開始することができ、ブロック1202は、複数の別々の導体における測定された電流に少なくとも一部基づいて、ワイヤレス電力送信器とのワイヤレス電力結合器の位置合わせに関する情報を決定するステップを含む。たとえば、ワイヤレス電力結合器とワイヤレス電力送信器との間のオフセットの方向および/または距離は、測定される電流Isc1およびIsc2に少なくとも一部基づいて決定され得る。具体的には、そのような決定は、測定される電流Isc1とIsc2との間の差分、またはIsc1とIsc2のいずれが他方よりも大きいかに基づき得る。
【００３２】
上で説明された方法の様々な動作は、様々なハードウェア構成要素および/もしくはソフトウェア構成要素、回路、ならびに/またはモジュールなどの、動作を実行することが可能な任意の適切な手段によって実行され得る。一般に、図に示される任意の動作は、動作を実行することが可能な対応する機能手段によって実行され得る。たとえば、ワイヤレス電力結合器の複数の別々の導体における電流を測定するための手段は、図7の検知回路706、708の少なくとも1つを備え得る。複数の別々の導体における測定された電流に少なくとも一部基づいて、ワイヤレス電力送信器とのワイヤレス電力結合器の位置合わせに関する情報を決定するための手段は、図7のコントローラ710を備え得る。
【００３３】
情報および信号は、様々な異なる技術および技法のうちのいずれかを使用して表され得る。たとえば、上記の説明全体にわたって参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表され得る。
【００３４】
本明細書において開示される実装形態に関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得る。ハードウェアとソフトウェアの互換性を明確に示すために、上では様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップが全般にその機能に関して説明された。そのような機能が、ハードウェアとして実装されるか、ソフトウェアとして実装されるのかは、具体的な適用例と、システム全体に課される設計制約とによって決まる。説明された機能は具体的な適用例ごとに様々な方法において実装されることがあるが、そのような実装形態の決定は、本出願の実装形態の範囲からの逸脱を生じるものと解釈されるべきではない。
【００３５】
本明細書において開示される実装形態に関連して説明された様々な例示的なブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタロジック、個別ハードウェア構成要素、または本明細書において説明された機能を実行するように設計されるそれらの任意の組合せを用いて、実装または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPおよびマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携した1つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装され得る。
【００３６】
本明細書において開示される実装形態に関連して説明された方法またはアルゴリズムのステップおよび機能は、ハードウェアにおいて直接具現されてもよく、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて具現されてもよく、あるいはその2つの組合せにおいて具現されてもよい。ソフトウェアで実装される場合、機能は、1つまたは複数の命令もしくはコードとして有形の非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶されてよく、または有形の非一時的コンピュータ可読媒体を介して送信されてもよい。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ(ROM)、電気的プログラマブルROM(EPROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROM、または当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体の中に存在し得る。記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、かつ記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替では、記憶媒体は、プロセッサと一体であってもよい。本明細書において使用されるディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザーディスク(登録商標)(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク(disk)およびBlu-ray(登録商標)ディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、レーザーを用いてデータを光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。プロセッサおよび記憶媒体は、ASICの中に存在することがある。
【００３７】
本開示を要約するために、本出願のいくつかの態様、利点、および新規の特徴が本明細書において説明された。必ずしもそのような利点のすべてが本出願の任意の特定の実装形態に従って達成され得るとは限らないことを理解されたい。したがって、本発明は、本明細書において教示されるような1つの利点または利点の群を、本明細書において教示または示唆される場合があるような他の利点を必ずしも達成することなく、達成または最適化するようにして、具現化または実行される場合がある。
【００３８】
上述の実装形態の様々な修正が容易に明らかになり、本明細書において規定される一般原理は、本出願の趣旨または範囲を逸脱することなく他の実装形態に適用され得る。したがって、本出願は、本明細書において示される実装形態に限定されることは意図されず、本明細書において開示される原理および新規の特徴に一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
【符号の説明】
【００３９】
100  ワイヤレス電力伝送システム
102  入力電力
104  送信器
105  ワイヤレス場
108  受信器
110  出力電力
112  距離
114  送信コイル
118  受信コイル
200  ワイヤレス電力伝送システム
204  送信器
205  ワイヤレス場
206  送信回路
208  受信器
210  受信回路
214  送信コイル
218  受信コイル
219  通信チャネル
222  発振器回路
223  周波数制御信号
224  ドライバ回路
225  入力電圧信号
226  フィルタおよび整合回路
232  整合回路
234  整流器回路
236  電池
350  送信または受信回路
352  コイル
354  キャパシタ
356  キャパシタ
358  信号
400  結合器
402  第1のコイル
404  第2のコイル
500  結合器
506  第1の導体
508  第2の導体
600  等価回路図
602  第1の導体
604  第2の導体
606  結合された変圧器
608  単一のインダクタ
650  等価インダクタンス
700  等価回路図
702  第1の電圧源
704  第2の電圧源
706  センサ回路
708  センサ回路
710  コントローラ
800  グラフ
802  第1の軌跡
804  第2の軌跡
900  グラフ
902  軌跡
1000  ずれを示す図
1002  第1の送信コイル
1004  第2の送信コイル
1100  ずれを示す図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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