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功率馈送系统、功率馈送器、功率接收设备和定位控制方法

摘要

功率馈送系统包括:功率馈送器,其包括装配台、初级线圈、移动装置、输出查询的查询输出装置、接收通知信息的接收装置、控制初级线圈而以直流驱动的初级线圈直流驱动控制装置、允许查询输出装置输出查询的查询控制装置和控制初级线圈而以交流驱动的初级线圈交流驱动控制装置;和功率接收设备,其包括次级线圈、设置在感应装置可以感应查询的位置的感应装置、控制次级线圈而以直流驱动的次级线圈直流驱动控制装置、通知信息输出装置和控制次级线圈以使得施加由初级线圈引起的电动势的次级线圈交流驱动控制装置。

著录项

  • 公开/公告号CN101895156A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2010-11-24

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 索尼公司;

    申请/专利号CN201010180968.9

  • 发明设计人 铃木奈穗;内田和弘;佐藤大;

    申请日2010-05-14

  • 分类号H02J17/00;H02J7/00;

  • 代理机构北京市柳沈律师事务所;

  • 代理人郭定辉

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-12-18 01:09:32

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2016-06-29

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):H02J17/00 授权公告日:20131211 终止日期:20150514 申请日:20100514

    专利权的终止

  • 2013-12-11

    授权

    授权

  • 2011-01-05

    实质审查的生效 IPC(主分类):H02J17/00 申请日:20100514

    实质审查的生效

  • 2010-11-24

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及执行例如由无接触充电表示的无接触功率馈送的功率馈送系统。另外,本发明涉及在功率馈送系统中实现并与用于功率馈送器和功率接收设备的充电位置有关的定位控制方法。

背景技术

过去已经知道以无接触方式对电子设备充电的技术(蓄电池)。

对于无接触充电,例如,初级线圈被并入充电器而次级线圈被并入电子设备。为了充电,电子设备被放置在充电器中给定的指定位置并驱动初级线圈。因此,在初级线圈和次级线圈之间施加感应电动势(induced electromotiveforce)。在电子设备中,感应电动势用于对蓄电池充电。

在其中如上所述地执行无接触充电的系统中,当电子设备被放置在充电器上时,必须放置电子设备以使得保持其中在内部初级线圈和次级线圈之间的距离降到某个值之下的状态。在其中在初级线圈和次级线圈之间的距离等于或大于某一值的状态下,在初级线圈和次级线圈之间的耦合变得不足。最后,功率的适当的传输失败。

对于定位,在JP-A-4-197040(专利文件1)中描述了一种构造,其中在架子(stand)的磁极构件与电子设备的磁极构件相对之后,当电子设备的主体紧靠在架子的外表面上时,由于吸引力牢固地安装电子设备。

如JP-A-63-59734(专利文件2)描述的,公知通过在电子设备和充电器之一中形成比如拱形部分之类的物理形状而将电子设备与充电器接合的方法。

JP-A-6-153411(专利文件3)公开了一种构造,其中:在移动单元中以可以移动电池的方式与负载一起设置可再充电的电池;且当移动单元位于初始位置(home position)时,充电电源关于可再充电的电池执行无接触充电。

JP-A-2008-301553(专利文件4)公开了一种构造,其中:在与并入托架的装配台的初级传输线圈的位置等效的位置形成承载指示初级传输线圈的中心的可允许范围标记的镜面抛光的平面;且在与并入被装备以充电的便携式蜂窝电话中的次级传输线圈的中心的位置等效的位置雕刻(inscribe)中心位置标记。在该构造中,虽然在装配台的可允许范围标记上反映便携式蜂窝电话的中心位置标记,但是次级传输线圈的中心位置与初级传输线圈的中心位置匹配,且便携式蜂窝电话被放置在装配台上。因此,便携式蜂窝电话容易地位于装配台上的精确位置。

发明内容

在专利文件1中描述的构造中,使用在以例如硅钢片形成的磁极构件之间存在的吸引力。根据专利文件1,在磁极构件之间施加吸引力,且同时引起充电电流。这意味着以交流驱动线圈从而在磁极构件之间施加吸引力。

但是,实际上,通过以交流驱动线圈没有在磁极构件之间施加吸引力。因此,在专利文件1中描述的构造被认为是实际上相当不能实行的。

例如,根据专利文件2,可以通过形成物理形状容易地实现定位。但是,在专利文件2中描述的构造中,充电器和电子设备不得不具有物理接合促进形状。因此,能够使用充电器的电子设备的样品(piece)限于少量特定的型号。很难保证高的多用性(versatility)和通用性(universality)。

当进行尝试以将在专利文件3中描述的构造应用于典型的充电系统时,变得需要以相当复杂的机械设备实现的移动单元。例如,就设计的自由、成本和紧凑和重量轻的设计而言这是不利的。

根据专利文件4,要充电的设备的兼容的型号的数目增加,且建立通用的环境。但是,该方法取决于用户的视觉检查。因此,如果用户不注意地放置要充电的设备,设备的位置偏离正确的位置。如果由于某种原因可允许范围变窄,用户难以通过视觉检查精确地定位要充电的设备。用户可能觉得麻烦,且可能认为难以使用充电器。

因此,需要展现出高的通用性和保证适当的定位而不打扰用户的功率馈送系统。

根据本发明的实施例,提供了功率馈送系统,其包括功率馈送器和接收从功率馈送器馈送的功率的功率接收设备。功率馈送器包括:在其上放置功率接收设备的装配台;初级线圈;用于使得初级线圈可移动的移动装置;设置以使得可移动初级线圈的位置关系保持不变,并使用预定介质输出查询到外部的查询输出装置;当由功率接收设备感应到查询时,接收从功率接收设备输出的通知信息的接收装置;初级线圈直流驱动控制装置,其当功率接收设备被放置在装配台上时,只要通过可移动装置使得初级线圈可移动,则控制初级线圈以使得经由某个时间长度由直流驱动初级线圈;查询控制装置,其在开始以直流驱动初级线圈之后,允许查询输出装置输出查询;初级线圈交流驱动控制装置,其在由接收装置接收到响应于查询的从功率接收设备输出的通知信息之后,控制初级线圈以使得可以以交流驱动初级线圈。功率接收设备包括:并入以在功率接收设备中静态的次级线圈;感应装置,其当在初级线圈和次级线圈之间的位置关系落入恰当的范围时,被设置在功率接收设备中感应装置可以感应查询的位置;次级线圈直流驱动控制装置,其当功率接收设备被放置在功率馈送器上时,控制次级线圈以使得以直流驱动次级线圈从而关于以直流驱动的初级线圈施加吸引力;通知信息输出装置,其在由次级线圈直流驱动控制装置开始以直流驱动之后,当由感应装置感应到查询时,输出通知信息;和次级线圈交流驱动控制装置,其在由次级线圈直流驱动控制装置开始以直流驱动之后,当由感应装置感应到查询时,控制次级线圈以使得施加由以交流驱动的初级线圈引起的电动势。

另外,根据本发明的另一实施例,提供了功率馈送系统,其包括功率馈送器和接收从功率馈送器馈送的功率的功率接收设备。功率馈送器包括:在其上放置功率接收设备的装配台;初级线圈;用于使得初级线圈可移动的移动装置;感应装置,其被设置以使得对可移动初级线圈的位置关系保持不变,并位于当在初级线圈和并入功率接收设备中的次级线圈之间的位置关系落入恰当的范围中时,感应装置可以感应从功率接收设备输出的查询的位置;初级线圈直流驱动控制装置,其当功率接收设备被放置在移动装置上时,只要通过可移动装置使得初级线圈可移动,则控制初级线圈以使得经由某个时间长度以直流驱动初级线圈;和初级线圈交流驱动控制装置,其在开始以直流驱动初级线圈之后,如果由感应装置感应到查询,则控制初级线圈以使得可以以交流驱动初级线圈。功率接收设备包括:并入以在功率接收设备中静态的次级线圈;查询输出装置,其使用预定介质输出查询到外部以使得决定在初级线圈和次级线圈之间的位置关系是否落入恰当的范围中;次级线圈直流驱动控制装置,其当功率接收设备被放置在功率馈送器上时,控制次级线圈以使得经由某一时间以直流驱动次级线圈从而关于以直流驱动的初级线圈施加吸引力;查询控制装置,其在由次级线圈直流驱动控制装置开始以直流驱动次级线圈之后,允许查询输出装置输出查询;和次级线圈交流驱动控制装置,其在由次级线圈直流驱动控制装置以直流驱动次级线圈之后,控制次级线圈以使得施加由以交流驱动的初级线圈引起的电动势。

另外,根据本发明的又一实施例,提供功率馈送器,包括:在其上放置功率接收设备的装配台;初级线圈;用于使得初级线圈可移动的移动装置;查询输出装置,其被设置以使得可移动初级线圈的位置关系保持不变,并使用预定介质输出查询到外部;接收装置,其当在初级线圈和并入功率接收设备中以静态的次级线圈之间的位置关系落入恰当的范围中时,如果由功率接收设备感应到查询,则接收从功率接收设备输出的通知信息;初级线圈直流驱动控制装置,其当功率接收设备被放置在装配台上时,只要通过移动装置使得初级线圈可移动,则控制初级线圈以使得以直流驱动初级线圈从而关于功率接收设备中以直流驱动的次级线圈施加吸引力;查询控制装置,其在开始以直流驱动初级线圈之后,允许查询输出装置输出查询;和初级线圈交流驱动控制装置,其在由接收装置接收到响应于由查询控制装置输出的查询从功率接收设备输出的通知信息之后,控制初级线圈以使得可以以交流驱动初级线圈。

另外,根据本发明的又一实施例,提供功率接收设备,包括:并入以在功率接收设备中静态的次级线圈;感应装置,其位于当在并入在功率馈送器中以可移动的初级线圈和次级线圈之间的位置关系落入恰当的范围中时,感应装置可以感应到从功率馈送器输出的查询的位置;次级线圈直流驱动控制装置,其当功率接收设备被放置在功率馈送器上时,控制次级线圈以使得以直流驱动次级线圈从而关于功率馈送器中以直流驱动的初级线圈施加吸引力;通知信息输出装置,其在由次级线圈直流驱动控制装置开始以直流驱动之后,如果由感应装置感应到查询,则输出通知信息;和次级线圈交流驱动控制装置,其在由次级线圈直流驱动控制装置开始以直流驱动之后,如果由感应装置感应到查询,则控制次级线圈以使得施加由以直流驱动的初级线圈引起的电动势。

另外,根据本发明的又一实施例,提供了功率馈送器,包括:在其上放置功率接收设备的装配台;初级线圈;移动装置,用于使得初级线圈可移动;感应装置,其被设置以使得对可移动初级线圈的位置关系保持不变,且位于当在初级线圈和并入功率馈送器中以静态的次级线圈之间的位置关系落入恰当的范围时,感应装置可以感应从功率接收设备输出的查询的位置;初级线圈直流驱动控制装置,其当功率接收设备被放置在装配台上时,只要由移动装置使得初级线圈可移动,就控制初级线圈以使得经由某个时间长度以直流驱动初级线圈从而在功率接收设备中关于以直流驱动的次级线圈施加吸引力;和初级线圈交流驱动控制装置,其在开始以直流驱动初级线圈之后,如果由感应装置感应到查询,则控制初级线圈以使得可以以交流驱动初级线圈。

另外,根据本发明的又一实施例,提供了功率接收设备,包括:并入以在功率接收设备中静态的次级线圈;查询输出装置,其使用预定介质输出查询到外部,以使得决定在并入功率馈送器中的初级线圈和次级线圈之间的位置关系是否落入恰当的范围中;次级线圈直流驱动控制装置,其当功率接收设备被放置在功率馈送器上时,控制次级线圈以使得经由某一时间以直流驱动次级线圈从而关于以直流驱动的初级线圈施加吸引力;查询控制装置,其在由次级线圈直流驱动控制装置以直流驱动次级线圈之后,允许查询输出装置输出查询;和次级线圈交流驱动控制装置,其在由次级线圈直流驱动控制装置以直流驱动次级线圈之后,控制次级线圈以使得施加由以交流驱动的初级线圈引起的电动势。

在前述构造中,功率馈送器包括可移动初级线圈,且功率接收设备包括次级线圈。当功率接收设备被放置在功率馈送器上时,以直流驱动功率馈送器中的初级线圈,且以直流驱动功率接收设备中的次级线圈。因此,在线圈之间施加吸引力。因此,可移动初级线圈被吸引到次级线圈,且其位置改变。结果,如果做出在初级线圈和次级线圈之间的位置关系已经落入恰当的范围的决定,则通过以交流驱动初级线圈而在次级线圈中施加由初级线圈引起的电动势。即,启动功率传输。

如上所述,根据本发明的实施例,当功率接收设备被放置在功率馈送器上时,自动控制初级线圈和次级线圈的位置以落入恰当的范围,且可以适当地实现后续的功率馈送。因此,提供了展现出高的通用性和多用性且便于用户的功率馈送系统。

附图说明

图1是示出根据实施例的无接触充电系统的基本配置的实例的图;

图2是示出根据第一实施例的初级线圈移动机制、充电器和要充电的设备的具体实例的图;

图3是示出根据第一实施例的用于充电器和要充电的设备的系统配置的实例的框图;

图4是示出根据第一实施例的用于由充电器和要充电的设备执行的初级线圈定位控制的处理过程的实例的流程图;

图5是示出根据第二实施例的初级线圈移动机制、充电器和要充电的设备的具体实例的图;

图6是示出根据第二实施例的用于充电器和要充电的设备的系统配置的实例的框图;

图7是示出根据第二实施例的用于由充电器和要充电的设备执行的初级线圈定位控制的处理过程的实例的流程图;

图8是示出根据第三实施例的用于充电器和要充电的设备的系统配置的实例的框图;

图9是示出根据第三实施例的用于要由充电器和要充电的设备执行的初级线圈定位控制的处理过程(算法的第一实例)的实例的流程图;和

图10是示出根据第三实施例的用于要由充电器和要充电的设备执行的初级线圈定位控制的处理过程(算法的第二实例)的实例的流程图。

具体实施方式

将通过顺序地遵循以下呈现的主题来描述执行本发明的模式(在下文中,实施例)。

<1.本发明应用于其的无接触充电系统的基本构造>

<2.第一实施例>

[2-1初级线圈移动机制的结构]

[2-2.系统配置]

[2-3算法]

<3.第二实施例>

[3-1初级线圈移动机制的结构]

[3-2系统配置]

[3-3算法]

<4.第三实施例>

[4-1系统配置]

[4-2算法(第一实例)]

[4-3算法(第二实例)]

<1.本发明应用于其的无接触充电系统的基本构造>

图1示出本发明应用于其的无接触充电系统的基本构造。

如图1所示,根据本实施例的无接触充电系统包括充电器(功率馈送器)1和作为以蓄电池操作的电子设备(功率接收设备)的要充电的设备2。

在这里示出的要充电的设备2是数字照相机但是不限于数字照相机。

例如,充电器1输入主交流电压,并将充电功率馈送到要充电的设备2。

要充电的设备2以从嵌入的蓄电池馈送的功率操作,且利用从充电器1馈送的充电功率充电嵌入的蓄电池。

在要充电的设备2中,在外壳2a内部的底部上在预定位置静止地并入次级线圈22。

在该情况下,在将次级线圈22附于基底21之后,基底21被倒转并被使用螺钉40固定到要充电的设备2的底部的内壁。

传感器23被插入在次级线圈22和外壳2a的底部的内壁之间。传感器23应该是检测入射光的光学传感器。实际上,传感器23附于基底21。

在要充电的设备2的外壳2a的底部上与传感器23的位置相对的位置形成光传输部分2b,以使得来自外壳2a外部的光可以进入传感器23。如上所述,当传感器23接收光时,如果预先指定要接收的光的波长(颜色),则可以向光传输部分2b提供用于选择性地透射(transmit)所指定颜色的光的滤光能力。

充电器1具有并入其外壳1a的初级线圈12。

例如,根据现有技术,在外壳1a中静止地并入初级线圈12以为静止的。

相反的,在本实施例中,初级线圈12包括并入充电器1的外壳1a的初级线圈移动机制17。因此初级线圈可以以箭头A指示的平面方向移动。在图中,箭头A指示与纸张的横向对应的方向。这是因为图是前视图。实际的平面移动包括以360°的方向自由进行的移动。可以想到其中限制以某个特定方向移动的结构。初级线圈移动机制17保证某个距离L,该距离足够长以只要启动初级线圈12,就允许在次级线圈和初级线圈之间恰当的功率传输。

光发射器15被设置在初级线圈12的上侧上。光发射器15被附于基底11。从光发射器15发出的光被经由外壳1a的上侧的光传输部分照射到外部,尽管在图中没有示出。

光发射器15可以由初级线圈移动机制17与初级线圈12一起移动,同时固定到基底11。因此,外壳1a的光传输部分优选地被成型为具有足够大以覆盖一可移动范围的尺寸,在该可移动范围内,光发射器15以平面方向可移动。当预先指定光的波长(颜色)时,充电器1的光传输部分可具有用于选择性地透射所指定颜色的光的滤光能力。

产生流入初级线圈的电流并使用主交流电源作为电源的功率电路,和包括控制处理单元(CPU)并实现内部控制的控制单元被并入充电器1,尽管没有示出。

在本实施例中,初级线圈12和次级线圈22可以被成型为,例如,类似绕组或薄片。

在前述构造中,如下所述地执行无接触充电。

要充电的设备2应该被安装在充电器1上。充电器1的初级线圈12和要充电的设备2的次级线圈22在它们之间应该具有落入可允许范围的距离L。初级线圈的位置离次级线圈的位置的平面方向的偏差应该落入一可允许范围,在该可允许范围内,可以传送充电所需的功率。

在前述状态中,在充电器1中,以交流驱动初级线圈12。换句话说,用于充电的限定量的交流被路由到初级线圈12。因此,在初级线圈12中引起交流磁通量,且在次级线圈22中施加感应电动势。即,途经初级线圈12和次级线圈22将功率从充电器1传送到要充电的设备2。在要充电的设备2中,由于在次级线圈中施加的感应电动势产生充电功率,例如,恒定电流,且将其馈送到蓄电池。就是说,对蓄电池充电。

根据现有技术,当要充电的设备2被放置在充电器1上时,立即开始前述充电动作。

相反,根据本实施例,当要充电的设备2被放置在充电器1上时,控制初级线圈12和次级线圈22以使得在平面方向的位置偏差落入可允许范围。换句话说,控制初级线圈12以关于次级线圈22定位。

因此,充电器1开始以直流驱动初级线圈12,使得由初级线圈移动机制17使得初级线圈12可移动。即,使得直流流动但是交流不流动。

同时,要充电的设备2开始以直流驱动次级线圈22。

在这时,分别指定流入初级线圈12和次级线圈22中的电流的极性以使得引起磁场以使得在它们之间施加吸引力。

如上所述,以直流驱动初级线圈12和次级线圈22两者以使得在初级线圈12和次级线圈22之间施加吸引力。由初级线圈移动机制17使得可移动的初级线圈12被吸引到次级线圈12的位置。在之后将具体描述定位控制算法。无论如何,平面方向的位置偏差最终落入可允许范围。

如果做出在任意平面方向的位置偏差已经落入可允许范围的决定,则将定位动作切换到上述的充电动作。即,现在以交流驱动以直流驱动的初级线圈12,且次级线圈22被设置为其中次级线圈可以接收从12传送的功率的状态。

因为如上所述地执行定位,避免了设计充电器1和要充电的设备2以使得它们具有用于定位目的的物理接合或装配促进形状的需要。因此,就形状而言减轻了要施加于可由充电器1充电的要充电的设备2的限制。改进了充电器1的通用性。

根据本实施例,移动并入充电器1的初级线圈以自动实现定位。因此,当用户将要充电的设备2放置在充电器1上时,没有请求用户如在专利文件4中请求地那样精确地放置要充电的设备。即,提供了其中即使当稍微不注意地放置要充电的设备2,也恰当地对要充电的设备2充电的充电系统,且可以由用户容易地处理该充电系统。即使当在充电器1上雕刻帮助放置要充电的设备2的指南等时,扩展了设计自由。

<2.第一实施例>

[2-1初级线圈移动机制的结构]

接下来,以下将描述第一实施例。

图2示出根据第一实施例的充电器1和要充电的设备2。在第一实施例中,初级线圈移动机制17具有将在以下具体描述的结构。

在图2所示的初级线圈移动机制17中,可移动部件承载区域被构造为球面片层(spherical-pieces layer)17a。

例如,通过以平面方向并列具有预定直径的多个球面片30来形成球面片层17a。

初级线圈12附于其的基底11被放置在球面片层17a上。在这时,在初级线圈12和并入要充电的设备2的次级线圈22之间保持足够长以保证需要的和足够的磁耦合的距离L。

为了形成球面片层17a,可以在几乎所有的用于球面片30的设置空间之上放下球面片。替代地,可以放置在设置空间中展现出某个密度或更小密度的球面片30的数目以使得球面片30可以稍微自由地卷起。例如,从最小化对初级线圈12附于其的基底11的摩擦的观点来看,后者是更优选的。

球面片30的材料不限于任意特定的一个,而是可以是陶瓷的、玻璃的、或树脂的。最小化每一球面片30的表面的摩擦的材料是优选的。由于采用这种材料,不仅关于基底11的球面片的接触部分变为点,而且基底11可以以平面方向在球面片层17a上移动,其中对基底的摩擦几乎可以忽视。

基底11接触到球面片层17a的一侧必须被抛光为,例如,光滑平面。

[2-2系统配置]

图3示出根据第一实施例的充电器1和要充电的设备2的系统配置的实例。

示出充电器1除初级线圈12之外还包括初级侧控制单元13、功率控制单元14、光发射器15、初级侧接收单元16和指示器18。

初级侧控制单元13包括,例如,CPU和比如RAM和ROM(或闪速存储器)之类的存储器,且在充电器1中自主地实现控制。

功率控制单元14响应于由初级侧控制单元13给出的指令控制初级线圈12的驱动。

如图2所示,将光发射器15物理地并入在例如,最接近外壳2a的底部同时附于基底21的位置以为静止的。由初级侧控制单元13驱动光发射器15以发光。

实际上以发光二极管、光敏晶体管或激光器元件实现光发射器15。

从在之后做出的描述来看,从光发射器15发出的光是用于决定在初级线圈12和次级线圈22之间的位置关系是否落入恰当的范围的输出(查询)。采用光为携带查询的介质的原因是光在受由驱动初级线圈11和次级线圈22引起的磁通量的不利的影响的同时,不会被不正确地感应。

初级侧接收单元16是接收从要在之后描述的且确认光的接收的次级侧通知单元33无线传送的信号的区域。关于信号的接收,初级侧接收单元16通知初级侧控制单元13该事实。

例如,指示器18具有一定数目的发光元件,其具有不同的颜色,裸露在外壳1a上以使得用户可以辨别所发射的光。

初级侧控制单元13根据通知的操作状态选择发光元件的任意颜色,并驱动器所选颜色的发光元件作为指示器18。用户看着这样显示的指示器18从而获悉充电系统的操作状态。

在该情况下,充电器1以主交流电压AC操作。

至于要充电的设备2的配置,除次级线圈22之外,还示出次级侧控制单元31、蓄电池32、传感器23和次级侧通知单元33。

次级侧控制单元31包括微计算机(其包括CPU和比如RAM和ROM(或闪速存储器)之类的存储器),和功率控制电路,且可以在要在要充电的设备中执行的充电动作中实现控制。

如图3所示,要充电的设备2具有在其中并入的蓄电池32,且可以以从蓄电池32馈送的直流功率操作。在该情况下,次级侧控制单元31输入在次级线圈22中施加的感应电动势从而产生充电电流,且将充电电流馈送到蓄电池32。因此,对蓄电池32充电。在该情况下,次级侧控制单元31可以基于蓄电池32两端的电压感应存储在蓄电池32中的电荷的量。当感应到蓄电池32完全充电时,次级侧控制单元31中断电流到次级线圈22的传导从而停止驱动。这防止了完全充电的蓄电池32被进一步充电。

传感器23是接收并检测从充电器1的光发射器15发出的光的区域。作为传感器23,可以采用例如包括光敏晶体管的各种光检测元件。

传感器23可以以例如从次级侧控制单元31的电流的传导而操作。由次级侧控制单元31取得传感器23在感应光之后输出的检测信号。

次级侧通知单元33是在次级侧控制单元31的控制下,以无接触方式向充电器1的初级侧接收单元16无线地通知要充电的设备2的传感器23已经感应到光的事实的区域。

为了从初级侧接收单元16传送信号到次级侧通知单元33,例如,可以采用脉冲、调频波或光作为信号。这些介质不易受或不受由线圈引起的磁通量的影响。可以采用除了光之外的介质作为在光发射器15和传感器23之间的中介物(intermediary)。

可想象地,具有光发射器15和初级侧接收单元16的性能的一个通信单元可以被包括在充电器1中,且具有传感器23和次级侧通信单元的性能的一个通信单元可以被包括在要充电的设备2中,以使得通信单元可以彼此通信。

[2-3算法]

图4的流程图示出为了在充电开始之前关于充电位置(初级线圈12的位置)的定位控制目的要由充电器1和要充电的设备2遵循的处理过程的实例。在图中描述的处理的片段可以被认为是用作充电器1的初级侧控制单元13的CPU和用作要充电的设备2的次级侧控制单元31的CPU根据程序执行的处理的片段。程序数据项可以被存储和保存在例如记录介质中,或可以被保存在网络上的服务器。

在充电器1中,初级侧控制单元13在步骤S101决定要充电的设备2是否被放置在充电器1上。为了做出决定,包括当放置要充电的设备2时要按下的机械开关,或以压电元件实现并感应当放置要充电的设备2时由于要充电的设备2的重量而发生的压力的改变的传感器。否则可以想象其中由发光元件将光照射到外部,且由光学传感器检测当放置要充电的设备时从要充电的设备2反射的光的构造。基于开关或传感器的输出做出决定。

如果在步骤S101没有做出已经放置要充电的设备2的决定,例如,可以放弃在图中描述的处理,且可以在正确的定时恢复步骤S101。

相反,如果因为已经放置要充电的设备2,而在步骤S101获得肯定的决定结果,则初级侧控制单元13进行到在步骤S102开始的过程。

在这里,例如,不应该设计在其上放置要充电的设备2的充电器1的区域(装配台)以具有物理接合促进形状从而严格地限制要充电的设备2在充电器1上的安装位置。例如,对准标记等不意在严格地指示位置而是作为容忍在某种程度上的偏差的指示。根据本实施例,当用户在充电器1上放置要充电的设备2时,用户可能不严格地知道该位置。充电器1易于操纵。另外,例如,如果在放置要充电的设备2的位置将充电器放平(flatten),则将改进其通用性和多用性。

在其上放置要充电的设备2的充电器的区域的形状或设计可以根据要充电的设备2的形状或设计或其内充电器必须为多用的范围而改变。确定形状或设计的自由是高度可扩展的。因此,将省略具体实例的介绍。

只要采用上述的装配台形式,当因为已经放置要充电的设备2而获得肯定的决定结果时,初级线圈12的位置离次级线圈22的位置在平面方向的偏差可能超过可允许范围(恰当的范围)。在本发明中,控制如在之后描述的定位以校正位置偏差。

在步骤S102,初级侧控制单元13使得开始以直流驱动初级线圈12。即,初级侧控制单元13允许开始将预定量的直流馈送到初级线圈12的动作。

随着在步骤S102以直流驱动的开始,初级侧控制单元13根据预定颜色的图案或发光图案(例如,发光或闪烁)驱动包括在指示器18中的发光元件,以使得将显示表示正在确定初级线圈的位置(充电位置)的通知。

此后,在步骤S104,初级侧控制单元13待机直到经过待机时间Tw。在其间初级侧控制单元13在步骤S104待机的时间段期间,在步骤S102以直流驱动初级线圈12,且在步骤S103仍然按照原样地显示表示定位在进行中的通知。如果在步骤S104做出已经经过待机时间Tw的决定,初级侧控制单元13进行到步骤S105。

在步骤S105,初级侧控制单元13停止以直流驱动初级线圈12。为了停止以直流驱动,例如,中断到初级线圈12的用于驱动的直流的传导。

在步骤S105的处理在进行中时,初级控制单元13在步骤S107执行光发射器15的驱动从而使得光发射器15发光。为了在步骤S107驱动光发射器15以使得光发射器15发光,例如,当从允许光发射器15开始发光开始已经经过某个时间(例如,至多两或三秒)时,停止光发射。

至于使得光发射器15发光的另一方式,可以允许光发射器15在步骤S107开始发光,且可以继续光发射直到因为定位已经成功而在步骤S107获得肯定的决定结果。但是,在该情况下,因为其间允许光发射器15发光的时间很长,所以功耗增加。特别是,虽然展现出锐方向性角度的光发射器15是有益的,随着方向性角度变大,请求在光发射器15中采用的发光二极管等提供高亮度。更高的亮度导致更高的功耗。从光发射器15发出的光不得不通过两个光传输部分,也就是,充电器1的光传输部分和要充电的设备2的光传输部分2b。考虑到从通过两个光传输部分导出的光强度的衰减而请求高亮度。

考虑到前述原因,在该实施例中在步骤S107的其间光发射器15发光的光发射时间被设置为短时间。虽然驱动光发射器15以短时间发光,其间在要充电的设备2中感应到光的时间包括用于光发射器15的光发射时间或被设置为比光发射时间更长的时间。因此,一旦定位成功,可以恰当地感应到光。

在要充电的设备2中,次级侧控制单元31在步骤S201决定要充电的设备2是否已经被放置在充电器1上。对于该决定,类似于充电器1中的,机械开关或传感器被包括在要充电的设备2中。开关或传感器的输出用于做出决定。

如果因为要充电的设备2没有被放置在充电器1上而在步骤S201获得否定的决定结果,则次级侧控制单元31终止在图中描述的该处理片段,且在正确的定时恢复步骤S201。

相反,如果因为已经放置要充电的设备2而获得肯定的决定结果,则次级侧控制单元进行到步骤S202或后续步骤。

在步骤S202,次级侧控制单元31使得以直流驱动次级线圈以开始。

在该情况下,从充电器1中在步骤S101获得肯定的决定结果的定时被认为符合在要充电的设备2中在步骤S201获得位置的决定结果的定时。因此,在充电器1中在步骤S102开始以直流驱动初级线圈12的定时被认为符合在要充电的设备2中在步骤S202开始以直流驱动次级线圈的定时。

在充电器1中,在步骤S102开始驱动之后,在步骤S104在待机时间Tw的时间长度之上继续以直流驱动初级线圈12。要充电的设备2在步骤S202开始以直流驱动次级线圈22。因此,在与待机时间Tw对应的时间间隔期间仍然以直流驱动次级线圈22。

当使得直流流入线圈时,以基于直流的极性固定的磁力的极性引起磁力。在本实施例中,确定在步骤S102驱动初级线圈12的直流的极性和在步骤S202驱动次级线圈22的直流的极性,以使得由初级线圈引起的磁力和由次级线圈22引起的磁力来施加吸引力。

因此,初级线圈12和次级线圈22被彼此吸引。具体地,在外壳2a中将次级线圈22保持静止,同时初级线圈12由于初级线圈移动机制17而在外壳1a内在平面方向可移动。因此,当初级侧控制单元在步骤S104在待机时间Tw之上待机时,初级线圈12移动到次级线圈22的位置同时被吸引到次级线圈22。该移动可以被认为是用于为了改进传输效率的目的,而在初级线圈12和次级线圈22之间在平面方向校正位置关系的移动。

当在步骤S104完成在待机时间Tw之上的待机时,充电器1中断电流的传导从而在步骤S105停止以直流驱动第一线圈12。因此,即使当保持以直流驱动次级线圈22,因为初级线圈12不具有传输功率。因此,初级线圈12既不引起固定极性的磁力也不用作磁体。因此,在初级线圈12和次级线圈22之间既不施加吸引力也不施加斥力。

例如,当在初级线圈12和次级线圈22之间施加吸引力时,初级线圈12被识别为由于到次级线圈的吸引力而在任意时间可移动的。在本实施例中,在与待机时间Tw对应的某个时间之上使得初级线圈12可移动之后,在步骤S105中断到初级线圈12的电流的传导以废除吸引力。最后确定(finalize)初级线圈12的位置。

在充电器1中,如上所述地取消吸引力,且最后确定初级线圈12的位置。在该状态下,光发射器15在步骤S107发光。

在要充电的设备2中,次级侧控制单元31使得在步骤S202开始以直流驱动次级线圈。在步骤S203,次级侧控制单元31待机直到传感器23感应到光。

在本实施例的充电系统中,当以下情况时获得在初级线圈12和次级线圈22之间足够高以实现恰当的充电的磁耦合度,即,初级线圈12和次级线圈22具有保持图1所示的距离L的位置关系;且平面方向上磁通量中心(线圈的中心)的偏差值的恰当的范围(可允许范围)小于等于4mm。

因此,构造本实施例以使得除非初级线圈12的位置离次级线圈22的位置在平面方向的偏差落入4mm,在从光发射器15发出的光通过要充电的设备2的光传输部分2b进入之后,没有由光接收器有效地检测到从光发射器15发出的光。

例如,通过调整从光发射器15发出的光的方向性角,光传输部分2b的尺寸或形状或由传感器23接收的光的方向性角来实现前述结构。

当在步骤S107使得光发射器15发光时,如果初级线圈12位于离次级线圈22小于等于4mm的距离,则传感器23可以感应到从光发射器15发出的光。将检测输出馈送到次级侧控制单元31。因此,次级侧控制单元31在步骤S203获得肯定的决定结果,并进行到步骤S204。

在步骤S204,次级侧控制单元31控制次级侧通知单元33,并允许次级侧通知单元33传送通知要充电的设备2已经接收到从光发射器15发出的光的信号。

相反,当在步骤S107使得光发射器15发光时,如果初级线圈12的位置离次级线圈22的位置的平面方向的偏差超过4mm,则传感器23没能感应到从光发射器15发出的光。在该情况下,在步骤S203获得否定的决定结果。次级侧控制单元31待机直到感应到光。

在充电器1中,初级侧控制单元13驱动光发射器15从而允许光发射器15在步骤S106发光,且然后进行到步骤S107。在步骤S107,初级侧控制单元13决定是否已经由初级侧接收单元16接收到表示已经接收到光并在步骤S204传送的通知。

如果因为在步骤S107没有接收到表示已经接收到光的通知而获得否定的决定结果,则初级侧控制单元13进行到步骤S110或后续步骤。

当在步骤S107获得否定的决定结果时,这意味着:在步骤S102到步骤S104和步骤S202在待机时间Tw的时间长度之上使得初级线圈12和次级线圈22为电磁的;且初级线圈12附于次级线圈22且因而使得可移动;但是初级线圈12的位置离次级线圈22的位置的偏差没有落入可允许范围。

在该情况下,在步骤S110,决定在步骤S102到步骤S104重复动作的重复次数是否已经达到限定的次数。如果获得否定的决定结果,初级侧控制单元13返回到步骤S102。

因此,在与待机时间Tw对应的时间段期间以直流驱动初级线圈12。在这时,在要充电的设备2中,在步骤S202开始以直流驱动次级线圈22之后继续以直流驱动次级线圈22。

因此,在与待机时间Tw对应的时间段期间在初级线圈12和次级线圈22之间施加吸引力。因而使得初级线圈12在附于次级线圈22的同时可移动。此后,在步骤S105停止以直流驱动初级线圈12且在步骤S107驱动光发射器15以发光。最后,初级线圈12接近次级线圈22,且初级线圈12的位置因而移位。

如上所述,在本实施例中,重复为了使得线圈为电磁的以使得线圈被彼此吸引而在某些时间(Tw)之上要执行从而以直流驱动初级线圈12和次级线圈22的动作,以建立其中初级线圈12的位置离次级线圈22的位置的平面方向的偏差落入可允许范围的状态。

作为动作重复的结果,初级线圈12的位置离次级线圈22的位置的平面方向的偏差在某个步骤落入可允许范围。然后由传感器23接收从光发射器15发出的光。结果,在步骤S107获得肯定的决定结果。

如果在步骤S107获得肯定的决定结果,初级侧控制单元13进行到步骤S108或后续步骤。

在步骤S108,初级侧控制单元13控制指示器18以使得通知定位控制已经成功的事实。同时,在步骤S110,初级侧控制单元13使得停止已经关于光发射执行的光发射器15的驱动。

在步骤S109,初级侧控制单元13使得根据与充电动作中采用的对应的电流的量和频率开始以交流驱动初级线圈12。即,初级侧控制单元13以限定频率的限定量的电流将交流馈送到初级线圈12。

例如,作为以交流驱动初级线圈12的定时,除了在步骤S108实现定位成功之后的定时之外的定时是可想象的。例如,在停止以直流驱动初级线圈12的步骤S105之后的步骤,以直流驱动可以切换为以交流驱动。换句话说,在定位成功之前的步骤将以直流驱动切换为以交流驱动。但是,没有适当地传送功率直到定位成功。同时,以交流驱动初级线圈12是无价值的。在图4所示的算法中,考虑该点。即,不以交流驱动初级线圈直到定位成功。因此,例如,可以避免在定位成功以前的步骤执行以交流驱动所引起的功耗。

在要充电的设备2中,次级侧控制单元31在步骤S203感应到光且在步骤S204通知已经接收到光的事实。此后,在步骤S205,次级侧控制单元31以交流驱动次级线圈22。其中,当据说以交流驱动次级线圈22时,这意味着将电流引导到次级线圈22以使得在次级线圈22中施加由以交流驱动初级线圈12引起的电动势。

在这时,在充电器1中,已经开始用于充电的以交流驱动初级线圈12。因此,当在步骤S205以交流驱动次级线圈22时,施加感应电动势。在步骤S206,次级侧控制单元31启动从次级线圈22输入感应电动势的动作,从而产生充电电流并馈送充电电流到蓄电池。简单地说,次级侧控制单元31开始对蓄电池32充电。

随着充电的开始,充电器1和要充电的设备2中的至少一个应该开始显示指示充电在进行中的通知。但是,可以由要充电的设备2标识在蓄电池32中存储的电荷的量。因此,当要充电的设备2显示表示充电在进行中的通知时,由要充电的设备2完成一系列动作。例如,可以指示电荷量的增加进程,或可以显示表示充电完成的通知。

如先前描述的,在本实施例中,通过在某个时间(Tw)之上以由初级线圈12和次级线圈22引起的磁力重复地施加吸引力以将初级线圈12吸引到次级线圈22而重复充电位置校正动作。

但是,有时,即使多次重复充电位置校正动作,初级线圈12的位置离次级线圈22的位置在平面方向的偏差由于某种原因没有落入可允许范围。

在该情况下,重复从步骤S110到步骤S102返回的重复次数达到限定次数。因此在步骤S110获得肯定的决定结果。因此执行步骤S111的处理。

在步骤S111,初级侧控制单元13驱动指示器18以使得通知定位控制已经失败(错误)的事实。

例如,假定指示器18显示表示定位已经失败的通知且用户已经识别出该事实。例如,在该情况下,用户从充电器1抬起要充电的设备2,且然后在充电器1上重新放置要充电的设备2。这使得充电器1(初级侧控制单元13)和要充电的设备2(次级侧控制单元31)恢复在步骤S101或步骤S201开始的处理片段。即,再次执行定位控制。

在本实施例中,为了定位控制限定其间同时以直流驱动初级线圈12和次级线圈22的时间段。因此,在本实施例中,不像例如专利文件1,可以在初级线圈12次级线圈22和之间可靠地施加吸引力。如果通过定位控制做出初级线圈12的位置离次级线圈22的位置的偏差落入可允许范围的决定,则以直流驱动切换为以交流驱动,且适当地启动充电动作。

<3.第二实施例>

[3-1初级线圈移动机制的结构]

图5示出包括在根据第二实施例的无接触充电系统中的充电器1和要充电的设备2。在图中,将相同的附图标记分配给与在图1和图2中示出的相同的组件。将省略重复的描述。

在第二实施例中,初级线圈移动机制17具有如下所述的结构。具体地说,如图所示,初级线圈移动机制17具有将电磁体17b设置为在初级线圈12附于其的基底11之下的可移动部件承载区域的结构。

为了使用初级线圈移动机制17使得初级线圈12可移动,以直流驱动初级线圈12以使得初级线圈12引起磁力,且将电流引导到电磁体17b以使得电磁体17b引起磁力。在这时,确定由初级线圈12引起的磁力的极性和由电磁体17b引起的磁力的极性,以使得在初级线圈和电磁体17b之间施加斥力。因而驱动初级线圈12和电磁体17b。

因为在初级线圈12和电磁体17b之间施加斥力,所以初级线圈12附于其的基底11几乎在电磁体17b的表面以上浮动。当初级线圈12附于其的基底11浮动时,基底11的下侧表面几乎不产生对电磁体17b的表面的摩擦。因此,附于基底11的初级线圈12变得在平面方向可移动。

优选地,电磁体17b具有允许初级线圈12附于其的基底11由于在可移动范围之上的斥力而浮动的尺寸和形状,在该可移动范围内,初级线圈12以平面方向可移动。

对于定位控制,如上所述,在初级线圈12和电磁体17b之间施加斥力以使得初级线圈12可移动。同时,类似于第一实施例中,具有使得关于初级线圈11施加吸引力的极性的直流被馈送到次级线圈12,由此以直流驱动次级线圈。

在该状态下,初级线圈12移动以接近次级线圈22。即,初级线圈12与次级线圈22对准。

图5明确地示出其中初级线圈12附于其的基底11由于关于电磁体17b施加的斥力而浮动的状态。但是,实际上,即使当基底11由于该斥力而浮动时,在彼此相对的电磁体17b的上侧表面和基底11的下侧表面之间的距离非常短。

考虑到上述说明,彼此相对的电磁体17b和基底11的表面优选地被抛光为没有不规则或粗糙的平滑表面。

[3-2系统配置]

图6示出根据第二实施例的充电器1和要充电的设备2的系统配置的实例。

在图中,将相同的附图标记分配给与在图3中示出的相同的组件。将省略重复的描述。

至于根据第二实施例的充电器1的配置,如图所示,充电器1具有由初级侧控制单元13驱动的其电磁体17b。要充电的设备2的配置与图3中所示的相同。

[3-3算法]

图7的流程图示出为了定位控制的目的要由根据第二实施例的充电器1和要充电的设备2遵循的处理过程的实例。即使在该图中,也将相同的步骤号码分配给具有与图4中所示相同内容的步骤(处理片段)。将省略重复的描述。

作为要由充电器1执行并在图中示出的附加处理,当在步骤S101作出已经将要充电的设备2放置在充电器1上的决定时,在步骤S101-1开始驱动电磁体17b。

在步骤S105停止以直流驱动初级线圈。同时,作为在步骤S105-1的附加处理执行停止在步骤S101-1开始的电磁体17b的驱动。

要由充电器1执行的步骤(除了步骤S101-1和步骤S105-1之外)与图4中所示的相同。

要由要充电的设备2执行的处理片段与图4中所示的相同。

根据前述算法,当在步骤S101作出已经将要充电的设备2放置在充电器1上的决定时,在步骤S102以直流驱动初级线圈12,且在步骤S101-1驱动电磁体17b。这使得初级线圈移动机制17如结合图5所述的工作。使得初级线圈12在平面方向上可移动。在该状态下,初级侧控制单元在步骤S104在待机时间Tw之上待机。在这时,因为在步骤S202以直流驱动要充电的设备2的次级线圈22,在初级线圈12和次级线圈22之间施加吸引力。因此,在与待机时间Tw对应的时间段期间,初级线圈12在被吸引到次级线圈的同时,移动以接近次级线圈22。

在步骤S104经过待机时间Tw之后,在步骤S105-1停止驱动电磁体17b,且在步骤S 106将以直流驱动初级线圈12切换为以交流驱动。因此,在初级线圈12和次级线圈22之间的吸引力消失。另外,在初级线圈12和电磁体17b之间的斥力消失。最后,初级线圈12附于其的基底11由于自身的重量而静止不动(stand still)。最后确定基底11的位置。

步骤S107之后的处理片段与图4所示的相同。另外,步骤S203之后且由要充电的设备2执行的处理片段与图4所示的相同。

在第二实施例和上述第一实施例中,使用由例如LED的发光元件组成的指示器18来实现要在步骤S103执行以指示定位在进行中的通知的显示,要在步骤S108执行以指示定位已经成功的通知的显示,和要在步骤S111执行以指示定位作为错误已经失败的通知的显示。但是,当向充电器1提供能够实现更先进的显示的装置,比如液晶显示单元时,例如,可以根据分段显示方法或矩阵驱动图像显示方法来显示通知。

在第二实施例和上述第一实施例中,可以由要充电的设备2执行有关充电的显示(在图4和图7中没有示出)。可想象要由要充电的设备2执行的显示是指示充电在进行中且当在步骤S206开始充电时执行的显示。此外,作为监控存储在蓄电池32中的电荷量的结果可以执行指示蓄电池32已经完全充电的显示。可以由例如点亮LED等来实现该显示。否则,液晶显示单元等可以用于提供逐级地指示电荷量的显示。

另外,在第二实施例和上述第一实施例中,可以由要充电的设备2执行要在步骤S103执行以指示定位在进行中的通知的显示,要在步骤S108执行以指示定位已经成功的通知的显示,和要在步骤S111执行以指示定位作为错误已经失败的通知的显示。

至于表示定位在进行中的通知,要充电的设备2可以在步骤S202执行以直流驱动次级线圈的同时显示其。可以响应于在步骤S203已经感应到光的事实来显示表示定位已经成功的通知。至于表示定位作为错误已经失败的通知,例如,在步骤S202开始以直流驱动次级线圈22之后,即使当已经经过足够长以决定已经发生定位错误的预定时间时,如果在步骤S203没有感应到光,可以显示通知。

例如,可以使用字符或图标显示前述通知。另外,可以不显示通知而是可以以声音的形式输出。

<4.第三实施例>

[4-1系统配置]

图8示出根据第三实施例的充电器1和要充电的设备2的系统配置的实例。

在图中,将相同的附图标记分配给与在图3和图6中示出的相同的组件。将省略重复的描述。

在第三实施例的系统配置中,初级线圈移动机制17具有包括球面片层17a并在第一实施例中采用的结构。

但是,第三实施例的配置可以应用于其中初级线圈移动机制17包括类似于在第二实施例中采用的电磁体17b的系统。在该情况下,充电器1的初级侧控制单元13驱动电磁体17b。

例如,在上述第一和第二实施例中,如图1、图2和图5所示,充电器1包括光发射器15,且要充电的设备2包括传感器23。

相反,在第三实施例中,要充电的设备2包括光发射器35,且充电器1包括传感器19。

光发射器35代替图1所示的传感器23附于基底21,且传感器19代替光发射器15附于基底11,尽管省略了结构图示。

在图8中,充电器1的初级侧控制单元13将电流传导到传感器19从而因而启动传感器19,且取得传感器19在感应到光之后输出的检测信号。

在要充电的设备2中,由次级侧控制单元31驱动光发射器光发射器35以发光。

可以排除通知已经感应到光的接收的事实并如图3和图6所示以包括充电器1的初级侧接收单元16和要充电的设备的次级侧通知单元34的通信装置。

在第三实施例中,因为可以排除通信装置,因此可以简化充电器1和要充电的设备2的内部配置。因此,可以扩展设计的自由,且可以预期成本的减少。

[4-2算法(第一实例)]

以下将描述要由已经上述系统配置的第三实施例中包括的充电器1和要充电的设备2遵循的算法的第一实例。

图9的流程图示出要由充电器1和要充电的设备2遵循的处理过程的实例作为第一实例的算法。

在步骤S301到步骤S305要由充电器1(初级侧控制单元31)执行的处理片段与图4所示的相同。

在步骤S306,开始以交流驱动初级线圈12。结合图4,对可以在做出定位已经成功的决定的步骤以前的步骤开始以交流驱动初级线圈12的情况进行说明。在图9中,将该情况明确地描述为步骤S306。

在要充电的设备2中,当次级侧控制单元31在步骤S401决定要充电的设备已经被放置在充电器上时,次级侧控制单元31在步骤S402以直流驱动次级线圈22。同时,在第三实施例中,在步骤S403,次级侧控制单元待机直到经过待机时间Tw。

步骤S403的处理类似于步骤S402的处理,被认为是当在步骤S401获得肯定的决定结果时立即执行的处理。同样地,要由充电器1执行的步骤S304的处理类似于步骤S302和步骤的处理片段,被认为是当在步骤S301获得肯定的决定结果时要立即执行的处理。换句话说,终止在S304由充电器1开始的待机时间Tw之上的待机的定时几乎符合终止在步骤S403由要充电的设备2开始在待机时间Tw之上的待机的定时。

当在步骤S403经过待机时间Tw时,要充电的设备2的次级侧控制单元31在步骤S404驱动光发射器35,因而允许光发射器35在某个时间长度之上发光。

当在步骤S304经过待机时间Tw时,充电器1的初级侧控制单元13将以直流驱动初级线圈12切换为在步骤S305和步骤S306以交流驱动其,且然后进行到步骤S307。在步骤S307和步骤S308,初级侧控制单元13在预定时间长度的待机时间Tw2之上待机,直到由传感器19感应到光。步骤S307的处理被承认为当在步骤S304经过待机时间Tw之后执行步骤S305和步骤S306的处理片段时执行立即的。因此,在步骤S404包括在要充电的设备2中的光发射器35开始发光的定时几乎符合在步骤S307开始是否感应到光的决定的定时。

更具体地,可以预先指定用于步骤S302到步骤S305的处理片段的执行时间,也就是,可以作为已知值而获得。考虑到用于步骤S302到步骤S305的处理片段的执行时间和在步骤S402经过的处理时间来指定在步骤S403经过的待机时间Tw(在该情况下,待机时间可以不等于在步骤S304经过的待机时间Tw)。因而,步骤S307的定时符合步骤S404的定时。因此,终止在步骤S304开始待机时间Tw之上的待机的定时几乎符合终止在步骤S403由要充电的设备2开始的待机时间Tw之上的待机的定时。

指定在步骤S308经过的待机时间Tw2等于从作为从要充电的设备2中执行的处理的在步骤S404驱动光发射器35以发光时到在步骤S407经过待机时间Tw1时的时间长度。

在充电器1中,当由传感器19感应到光直到经过待机时间Tw2时,在步骤S307获得肯定的决定结果。初级侧控制单元进行到步骤S309或后续步骤。

当据说在步骤S307获得肯定的决定结果时,这意味着初级线圈12的位置离次级线圈22的位置在平面方向的偏差落入可允许范围。在步骤S309,初级侧驱动器单元13驱动指示器18以使得可以通知定位已经成功的事实。

只要在步骤S306已经流过用于充电的具有限定频率的限定量的电流,可以跳过步骤S310。例如,当在步骤S306以交流驱动初级线圈时,如果由于某些限制没有指定限定量的电流或限定频率用于充电,在步骤S310指定限定量的电流和限定频率用于充电。

虽然已经经过待机时间Tw2,如果没有感应到从光发射器35发出的光,也就是,如果初级线圈12的位置离次级线圈22的位置的偏差超过可允许范围,则初级侧控制单元进行到步骤S311。

在步骤S311,类似于图4所示的步骤S110,做出用于在步骤S302到步骤S308使得初级线圈12可移动的处理和决定是否感应到光的后续处理的重复次数是否已经达到限定次数的决定。只要在步骤S311获得否定的决定结果,初级侧控制单元13进行到步骤S302。

相反,如果因为重复次数已经达到限定次数而在步骤S311获得肯定的决定结果,初级侧控制单元13进行到步骤S312。在步骤S312,停止以交流驱动初级线圈12。在步骤S313,类似于图4中的步骤S111,驱动指示器18以通知定位作为错误已经失败的事实。初级侧控制单元然后返回到步骤S302。在步骤S312停止以交流驱动是准备包括在后续循环中的在步骤S302以直流驱动初级线圈的处理。例如,可以跳过步骤S311,且可以在步骤S302将以交流驱动切换为以直流驱动。

在要充电的设备2中,次级侧控制单元31开始驱动光发射器35从而在步骤S404允许光发射器35发光。在步骤S405,次级侧控制单元31停止以直流驱动次级线圈22,并将次级线圈22设置为充电待机状态。

被称为充电待机状态的是要在以下描述的模式的状态。

具体地说,使得次级线圈22传导以使得一旦次级线圈22和初级线圈12感应地彼此耦合,次级线圈22可以接收电流,也就是,次级线圈22可以施加感应电动势。当在次级线圈22中施加引起的电磁力时,指定其中次级侧控制单元31使用感应电动势馈送充电电流到蓄电池32从而对蓄电池32充电的操作模式。例如,前述传导状态等效于其中在图4所示的步骤S205以交流驱动次级线圈22的状态。

在要充电的设备2中,次级侧控制单元31在步骤S405将次级线圈22设置为充电待机状态。在步骤S406决定次级线圈22是否已经接收到功率,直到在步骤S407作出已经经过待机时间Tw1的决定。如果次级线圈22已经接收到功率,与功率对应的交流压和电流被输入到次级侧控制单元31。在步骤S406,通过决定是否从次级线圈22输入交流压来做出决定。

在该情况下,充电器1不通知要充电的设备2已经接收到光的事实。但是,只要初级线圈12的位置离次级线圈22的位置的偏差落入可允许范围,充电器1中的传感器19可以接收到从光发射器35发出的光。在步骤S307获得肯定的决定结果,且以交流驱动初级线圈12以用于充电(S310)。在要充电的设备2中,因为在步骤S405建立充电待机状态,在次级线圈22中施加感应电动势。在步骤S406获得肯定的决定结果。在该情况下,要充电的设备2保持在充电待机状态中。充电待机状态被认为是其中如果次级线圈22可以接收功率,则蓄电池32可以被充电的操作模式。当基于在步骤S406获得的决定结果感应到次级线圈已经接收功率的事实时,恰当地开始蓄电池32的充电。

相反,当初级线圈12的位置离次级线圈22的位置的偏差超过可允许范围时,没有在初级线圈12和次级线圈22之间获得需要的和足够的磁耦合度。

即使当在步骤S406识别出次级线圈已经接收到功率的事实且次级侧控制单元在步骤S407待机时,应该为充电引起的限定量的感应电动势不可用。结果,在步骤S406获得否定的决定结果,且在步骤S407获得肯定的决定结果。在该情况下,次级侧控制单元31在步骤S408取消充电待机状态,且返回到步骤S402。

在这时,在充电器1中,即使当在步骤S308已经经过待机时间Tw2,在步骤S307没有由传感器19感应到光。因此初级侧控制单元进行到步骤S311,且只要重复次数降到限定次数之下就返回到步骤S302。

初级侧控制单元返回到步骤S302的定时几乎符合要充电的设备2的次级侧控制单元从步骤S408返回到步骤S402的定时。即,对于分别要由充电器1和要充电的设备2执行的循环处理片段,因为指定待机时间Tw、Tw1和Tw2,用于各个步骤的处理时间已知或可以被指定。因此,充电器1和要充电的设备2开始图9所示的循环处理片段的定时可以彼此一致。

如上所述,在第三实施例中,将光发射器并入要充电的设备2中,且将传感器并入充电器1中。因此,可以不执行通信以通知已经感应到从光发射器发出的光的事实。然而,充电器1和要充电的设备2的操作定时可以几乎彼此一致,且可以实现恰当的定位控制。

[4-3算法(第二实例)]

图10的流程图示出作为要由根据第三实施例的充电器1和要充电的设备2遵循的算法的第二实例的处理过程的实例。根据第一算法,充电器1不通知要充电的设备2传感器19已经感应到从光发射器35发出的光的事实。相反,根据第二实例,通过利用在初级线圈12和次级线圈22之间的磁耦合通知已经感应到光的事实。

在图10中,要在步骤S501到步骤S505在充电器1中执行的处理片段与要在图9中的步骤S301到步骤S305执行的相同。但是,要在步骤S306执行以在定位成功的步骤以前的步骤开始以交流驱动初级线圈12的处理没有在图10中示出。在该实例中,类似于上述第一和第二实施例,当定位成功时,开始以交流驱动初级线圈12。在该情况下,在步骤S505停止电流到初级线圈12的传导,而是执行其到包括控制单元的另一区域的传导。初级侧控制单元进行到在待机时间Tw2期间在步骤S506和步骤S507执行的决定是否已经感应到光的处理。步骤S506和步骤S507对应于图9中的步骤S307和步骤S308。

要在步骤S601到步骤S603在要充电的设备2中执行的处理片段与要在图9的步骤S401到步骤S403执行的相同。当在步骤S603经过待机时间Tw时,次级侧控制单元31在步骤S604将次级线圈22设置为脉冲接收模式。在步骤S605,类似于图9的步骤S405,次级侧控制单元31驱动光发射器35从而允许光发射器35在某个时间之上发光。

被称为脉冲接收模式是以下的模式,其中:使得次级线圈12为导通状态;响应于在步骤S508脉冲到充电器1的初级线圈12的施加由次级线圈22引起脉冲;且次级侧控制单元31检测由次级线圈22引起的脉冲。

如果尽管经过待机时间Tw,通过步骤S506和步骤S507做出在充电器1没有感应到光的决定,则初级侧控制单元进行到步骤S511。步骤S511与图9中的步骤S311相同。只要获得否定的决定结果,初级侧控制单元就返回到步骤S502。如果获得肯定的决定结果,则初级侧控制单元类似于图9中的步骤S313在步骤S512执行对抗错误处理。在该情况下,当在步骤S505停止电流到初级线圈12的传导时,保持传导停止直到定位成功。省略与图9中步骤S312的对应的处理。

相反,如果做出直到经过待机时间Tw传感器19已经感应到光的决定,也就是,如果初级线圈12的位置离次级线圈22的位置在平面方向的偏差落入可允许范围且可以恰当地传送功率,则初级侧控制单元进行到步骤S508或后续步骤。

在步骤S508,初级侧控制单元13将单个脉冲或多个连续脉冲应用到初级线圈12。此后,类似于图9中的步骤S309和步骤S310,初级侧控制单元13在步骤S509和步骤S510驱动用于显示表示定位已经成功的通知的指示器18,并以交流驱动初级线圈12用于充电。

在要充电的设备2中,次级侧控制单元31在步骤S604指定脉冲接收模式,并在步骤S605开始驱动光发射器35从而允许光发射器35发光。此后,次级侧控制单元31在步骤S607在待机时间Tw1之上待机直到在步骤S606感应到由次级线圈22引起的脉冲。

执行步骤S606和步骤S607而无论充电器1是否已经感应到从光发射器35发出的光。但是,只要初级线圈12的位置离次级线圈22的位置的偏差落入可允许范围,充电器1在步骤S508将脉冲应用到初级线圈12。因此,由次级线圈22引起脉动电压(pulsating voltage),且在步骤S606获得肯定的决定结果。在该情况下,要充电的设备2的次级侧控制单元31在步骤S608建立充电待机状态。在这时,因为充电器1在步骤S510已经开始以交流驱动初级线圈12用于充电,在次级线圈22中施加感应电动势。此后,可以对蓄电池32充电。

相反,当初级线圈12的位置离次级线圈22的位置的偏差超过可允许范围时,包括在充电器1中的初级侧控制单元从步骤S507进行到步骤S511。因此不将脉冲应用于初级线圈12。最后,在要充电的设备2中在待机时间Tw1期间没有检测到脉冲,且次级侧控制单元从步骤S607到步骤S602。

如上所述,根据在第三实施例中采用的第二实例的算法,为了通知的目的在初级线圈11和第二线圈22之间传递脉冲。在第一和第二实施例中采用的通信装置被替换为脉冲的传递。因此,根据第二实例的算法,充电器1和要充电的设备2的操作定时可以几乎彼此一致而不需要通信装置。实现恰当的定位控制。

在图1、图2和图5所示的实施例中,光发射器15被放在基底11上的初级线圈12上,且传感器23被放在基底21上的次级线圈22上。但是,只要光发射器15对可移动初级线圈12的位置关系保持不变,可以将光发射器15设置在平面方向上光发射器15不接触初级线圈12的位置。因此,可以将传感器23设置在传感器23不接触次级线圈22的位置。

初级线圈移动机制不限于分别在第一和第二实施例中采用的结构。

例如,初级侧接收单元16和次级侧通知单元33可以是独立于光发射器15或传感器23的硬件器件。否则,可以采用具有光发射器15和初级侧接收单元16的性能的器件,且可以采用具有传感器23和次级侧通知单元33的性能的器件。

不像本实施例,可以想象其中在要充电的设备中并入线圈移动机制,和在充电器中并入线圈的构造。但是,当线圈在充电器中可移动时,因为可以保存更宽的可移动范围,其是有益的,且还在多用性和通用性方面有益。因为要充电的设备通常是便携类型,例如,从耐久性的观点应该避免在内部电路中并入可移动元件。

如先前描述的,根据本发明的实施例的用于定位控制的构造没有特别地限于任意特定的要充电的设备。该构造有效地应用于在其中包括具有永磁体的器件的各个电子设备,或具有在其中并入的磁记录介质的各个电子设备。

在该情况下,例如已经进行无接触充电。本实施例不限于充电而是可以应用于其中无线地馈送功率的系统或馈送功率到其的电子设备。

另外,本实施例可以应用于除了被认为是功率接收设备的典型电子设备之外的任意电子设备。例如,本实施例可以应用于要在汽车(例如,电动汽车或混合汽车)上安装的蓄电池上执行的无接触充电。在该情况下,充电设备包括设置在地上的初级线圈等。开动汽车或将汽车移动到安装初级线圈的位置,且然后停止。在汽车停止时,在初级线圈和安装在汽车中的次级线圈之间施加感应电动势以对蓄电池充电。

当使用充电设备(功率馈送器)时,非常难以将汽车(功率接收设备)精确地停止在有效地传送功率的充电地点的位置。当采用任意实施例的构造时,即使当汽车没有停止在精确的位置,最佳地传送功率。即使当停止汽车时,因为驱动器可以不关心位置,用户将发现该构造易于使用。

本申请包括与于2009年5月21日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-123178中公开的主题相关的主题,将其全部内容通过引用完全包括于此。

本领域技术人员应该理解根据设计要求及其它因素,可产生各种修改、组合、部分组合和替代,只要它们在所附权利要求及其等效物的范围之内。

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