JP2011167031A - Power supplying device for moving body - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a configuration capable of reducing a power loss during power transmission and increasing continuous power transmission time from a fixed power supplying device to a moving body while the moving body is moving and shortening or eliminating interruption time of power transmission, concerning the power supplying devices for the moving body. <P>SOLUTION: A vehicle charging system includes a plurality of primary self-resonant coils 12 provided on the road 10 side, a plurality of secondary self-resonant coils 16 provided on the vehicle 14, and a switcher. The system supplies power from the primary self-resonant coils 12 to the secondary self-resonant coils 16. The plurality of secondary self-resonant coils 16 are so arranged that the secondary self-resonant coils 16 opposing face to face the primary self-resonant coils 12 may be switched along with the movement of the vehicle 14. The switcher switches the primary self-resonant coils 12 to be supplied with power along with the movement of the vehicle 14 so that power may be supplied only to one primary self-resonant coil 12 that constitute a specific pair when a predetermined condition is satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、固定側に設けられた複数の一次コイルと、移動体に設けられた複数の二次コイルとを備え、一次コイルから二次コイルへ給電する移動体給電装置に関する。   The present invention relates to a mobile power feeding device that includes a plurality of primary coils provided on a fixed side and a plurality of secondary coils provided on a mobile body, and feeds power from the primary coil to the secondary coil.

従来から、電気自動車やハイブリッド車両等の電動車両において、車輪を駆動する走行用モータをバッテリから供給される電力により駆動することが考えられている。例えば、ハイブリッド車両は、走行用モータとエンジンとを搭載し、走行用モータとエンジンとの少なくとも一方を車両の駆動源として使用する。   Conventionally, in an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, it has been considered to drive a traveling motor that drives wheels with electric power supplied from a battery. For example, a hybrid vehicle includes a traveling motor and an engine, and uses at least one of the traveling motor and the engine as a drive source for the vehicle.

このような電動車両では、バッテリの充電電力がなくなると、エンジンにより発電機を駆動し、発電機により発電した電力をバッテリに供給し、充電したり、古いバッテリを新しいバッテリに交換したり、外部交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換後、バッテリに供給し、充電することが考えられている。例えば、プラグインハイブリッド車と呼ばれる車両の場合、家庭用電源等の外部電源に接続されたコンセントに充電ケーブルの片側に設けられたプラグを接続し、充電ケーブルの他側に設けられたプラグを車両に設けた充電口に接続することで充電することが考えられている。これに対して、固定側に設けられた一次コイルから、移動体である車両側に設けられた二次コイルへワイヤレスで給電する移動体給電装置を用いて、車両にワイヤレスで外部電源から電力を送電し、バッテリを充電することが考えられている。   In such an electric vehicle, when the charging power of the battery is exhausted, the generator is driven by the engine, the electric power generated by the generator is supplied to the battery and charged, the old battery is replaced with a new battery, It is considered that AC power supplied from an AC power source is converted to DC power, and then supplied to a battery for charging. For example, in the case of a vehicle called a plug-in hybrid vehicle, a plug provided on one side of the charging cable is connected to an outlet connected to an external power source such as a household power supply, and the plug provided on the other side of the charging cable is connected to the vehicle. It is considered to charge the battery by connecting to a charging port provided in the battery. In contrast, a mobile power feeding device that wirelessly feeds power from a primary coil provided on the fixed side to a secondary coil provided on the vehicle, which is a moving body, can be used to wirelessly power the vehicle from an external power source. It is considered to transmit power and charge a battery.

例えば、特許文献1に記載されているように、電源コードや送電ケーブルを用いないワイヤレス送電である、共鳴法を用いた送電により、車両外部の電源から車載の蓄電装置への充電を可能とする充電システムが知られている。この充電システムは、電動車両と、給電装置とを備える。電動車両は、給電装置の一次共振コイルと電磁場の共鳴により電磁気的に結合され、一次共振コイルから高周波電力を受電可能な二次共振コイルと、二次共振コイルから電磁誘導によって受電可能に構成される二次コイルと、整流器と、蓄電装置とを含む。整流器は、二次コイルが受電した電力を整流し、蓄電装置は、整流器によって整流された電力を蓄電する。また、特許文献1には、車両側において、二次共振コイルと二次コイルとの一方または両方を複数セットとしたり、給電装置側において、一次共振コイルと一次コイルとの一方または両方を複数セットとすることが記載されている。   For example, as described in Patent Document 1, it is possible to charge an in-vehicle power storage device from a power source outside the vehicle by power transmission using a resonance method, which is wireless power transmission without using a power cord or a power transmission cable. Charging systems are known. The charging system includes an electric vehicle and a power feeding device. The electric vehicle is configured to be electromagnetically coupled to the primary resonance coil of the power feeding device by the resonance of the electromagnetic field, to receive high-frequency power from the primary resonance coil, and to be able to receive power from the secondary resonance coil by electromagnetic induction. Secondary coil, a rectifier, and a power storage device. The rectifier rectifies the power received by the secondary coil, and the power storage device stores the power rectified by the rectifier. Further, in Patent Document 1, one or both of the secondary resonance coil and the secondary coil are set as a plurality of sets on the vehicle side, or one or both of the primary resonance coil and the primary coil are set as a set on the power feeding device side. It is described that.

また、特許文献2には、非接触給電部と、非接触受電装置とを備える非接触給電システムが記載されている。非接触給電部は、交流電流が供給されるコイルが巻装されたコアを有する。非接触受電装置は、搬送体の底部に設けられ、コイルに誘導結合される搬送方向にわたって複数配置された空芯コイルを備え、非接触給電部のコイルの周囲に生じた磁束が空芯コイルに鎖交することにより、空芯コイルに発生した誘導起電力を受電するとされている。また、特許文献2には、交流電流を供給するコイルを複数配置し、複数の空芯コイルの間の隙間に1のコイルがかかるときに同時に別のコイルが複数の空芯コイルの間の隙間にかからないようにしている。   Patent Document 2 describes a contactless power feeding system including a contactless power feeding unit and a contactless power receiving device. The non-contact power feeding unit has a core around which a coil to which an alternating current is supplied is wound. The non-contact power receiving device includes a plurality of air-core coils that are provided at the bottom of the transport body and arranged in the transport direction inductively coupled to the coil, and magnetic flux generated around the coil of the non-contact power feeding unit is applied to the air-core coil. It is supposed that the induced electromotive force generated in the air-core coil is received by interlinking. In Patent Document 2, a plurality of coils for supplying an alternating current are arranged, and when one coil is applied to a gap between a plurality of air-core coils, another coil is simultaneously a gap between the plurality of air-core coils. I don't want to touch it.

特開2009−106136号公報JP 2009-106136 A 特開2006−211804号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006- 211804

上記の特許文献1に記載された充電システムの場合、ワイヤレス送電である、共鳴法を用いた送電により、車両外部の電源から車載の蓄電装置への充電を可能としているが、固定側の一次共振コイルと、移動体側の二次共振コイルとをそれぞれ複数ずつ設けることは記載されていない。このため、車両の走行中に車両外部の給電装置から車載の蓄電装置への連続送電時間を長くし、送電休止時間を短くする面から改良の余地がある。例えば一次共振コイルを1のみ設け、二次共振コイルを複数設ける場合、いずれか1の二次共振コイルに一次共振コイルが正対するように対向しなくなってから、別の二次共振コイルに一次共振コイルが正対するように対向するまでの間の切れ目で十分な電力を送電できない可能性がある。一次共振コイルと二次共振コイルとの対向が正対状態から多少ずれて対向した場合でも、電磁場共鳴により電磁気的に結合して送電する共鳴法の場合には送電できる可能性はあるが、この場合でも一次共振コイルと二次共振コイルとの正対状態で最も送電効率が高く、正対状態から大きくずれると十分に送電できない可能性がある。したがって、ある設定時間内である大きさの電力を送電する場合には単位時間当たりの最大送電電力が大きくなる可能性があり、この場合には電力損失が大きくなる可能性がある。また、単位時間当たりに送電する最大電力を小さくする場合には送電に要する時間が長くなる可能性がある。   In the case of the charging system described in Patent Document 1 described above, charging from the power source outside the vehicle to the in-vehicle power storage device can be performed by power transmission using the resonance method, which is wireless power transmission. Providing a plurality of coils and a plurality of secondary resonance coils on the moving body side is not described. For this reason, there is room for improvement from the aspect of extending the continuous power transmission time from the power supply device outside the vehicle to the in-vehicle power storage device and shortening the power transmission suspension time while the vehicle is running. For example, when only one primary resonance coil is provided and a plurality of secondary resonance coils are provided, the primary resonance coil is not opposed to any one of the secondary resonance coils so that the primary resonance coil is directly opposed to the primary resonance coil, and then the primary resonance coil is primary resonant with another secondary resonance coil. There is a possibility that sufficient power cannot be transmitted at a break until the coils face each other so as to face each other. Even when the primary resonance coil and the secondary resonance coil face each other with a slight deviation from the facing state, there is a possibility that power can be transmitted in the case of the resonance method in which electromagnetic transmission is performed by electromagnetically coupling by electromagnetic field resonance. Even in such a case, the power transmission efficiency is highest when the primary resonant coil and the secondary resonant coil are directly facing each other, and there is a possibility that sufficient power transmission cannot be performed if the power is greatly deviated from the facing state. Therefore, when transmitting a certain amount of power within a certain set time, the maximum transmitted power per unit time may increase, and in this case, the power loss may increase. In addition, when the maximum power transmitted per unit time is reduced, the time required for power transmission may become longer.

また、特許文献2に記載された非接触給電システムの場合、移動体である搬送体の搬送中に固定側のコイルから、搬送体側の空芯コイルへ給電しようとしており、さらに、固定側のコイルを搬送方向に対し複数設けているので、搬送体の搬送中に固定側の給電装置から搬送体側の負荷への連続送電時間を長くし、送電休止時間を短くできる可能性がないとはいえない。また、この場合には、単位時間に送電する電力を小さくできる可能性がないとはいえない。ただし、複数のコイルへは空芯コイルとの位置関係にかかわらず、常に交流電力を供給しているので、電力損失が大きくなる可能性がある。   Further, in the case of the non-contact power feeding system described in Patent Document 2, power is supplied from the fixed coil to the air core coil on the carrier side during the conveyance of the carrier that is the moving body, and further, the coil on the fixed side. Since there are a plurality of transporting directions in the transport direction, it cannot be said that there is no possibility that the continuous power transmission time from the fixed-side power feeding device to the load on the transport body side can be increased and the power transmission suspension time can be shortened during transport of the transport body. . In this case, it cannot be said that there is no possibility of reducing the power transmitted per unit time. However, since AC power is always supplied to the plurality of coils regardless of the positional relationship with the air-core coil, power loss may increase.

本発明は、移動体給電装置において、移動体の移動中での固定側の給電装置から移動体側への連続送電時間を多くして、送電休止時間を短く、またはなくせるとともに、送電時の電力損失を低減できる構成を実現することを目的とする。   The present invention relates to a mobile power feeding device that increases the continuous power transmission time from the stationary power feeding device to the mobile side during movement of the mobile body, shortens or eliminates the power transmission pause time, and It aims at realizing the structure which can reduce a loss.

本発明に係る移動体給電装置は、固定側に設けられた複数の一次コイルと、移動体に設けられた複数の二次コイルとを備え、一次コイルから二次コイルへ給電する移動体給電装置であって、複数の二次コイルは、移動体が移動する場合に、一次コイルに正対して対向する二次コイルが切り換わるように配置しており、予め設定した所定の条件成立時に、特定した1の一次コイルにのみ電力を供給するように、移動体の移動に伴って、電力を供給する一次コイルを切り換える切換手段を備えることを特徴とする移動体給電装置である。   A moving body power supply apparatus according to the present invention includes a plurality of primary coils provided on a fixed side and a plurality of secondary coils provided on the moving body, and supplies power from the primary coil to the secondary coil. The plurality of secondary coils are arranged such that when the moving body moves, the secondary coil facing the primary coil is switched so as to be specified when a predetermined condition is established. A moving body power supply apparatus comprising switching means for switching a primary coil that supplies electric power as the moving body moves so that electric power is supplied only to the primary coil.

また、本発明に係る移動体給電装置において、好ましくは、複数の二次コイルの位置または複数の二次コイルを設けた移動体の位置を計測する計測手段と、複数の一次コイルの位置を出力する出力手段と、最も近い1の一次コイルと1の二次コイルとの対を特定し、特定した対をそれぞれ構成する特定一次コイルと特定二次コイルとの中心間距離を推定する距離推定手段とを備え、切換手段は、所定の条件成立時である、中心間距離が予め設定した所定値以下の場合に、特定一次コイルにのみ電力を供給するように、移動体の移動に伴って、電力を供給する一次コイルを切り換える。   In the mobile power feeding device according to the present invention, preferably, a measuring unit that measures the positions of a plurality of secondary coils or a mobile body provided with a plurality of secondary coils, and the positions of the plurality of primary coils are output. Distance estimating means for identifying a pair of the nearest first coil and one secondary coil and estimating the center-to-center distance between the specific primary coil and the specific secondary coil that respectively constitute the specified pair And the switching means, when the predetermined condition is satisfied, when the distance between the centers is equal to or less than a predetermined value set in advance, with the movement of the moving body so as to supply power only to the specific primary coil, Switch the primary coil that supplies power.

また、本発明に係る移動体給電装置において、好ましくは、複数の二次コイルは、複数の二次コイル同士の中心間距離が複数の一次コイル同士の中心間距離に対して異なるように配置されている。   In the mobile power feeding device according to the present invention, preferably, the plurality of secondary coils are arranged such that the distance between the centers of the plurality of secondary coils is different from the distance between the centers of the plurality of primary coils. ing.

また、本発明に係る移動体給電装置において、好ましくは、複数の二次コイルは、移動体の移動方向に沿って一列に配置されており、複数の一次コイルは、複数の二次コイルに順に上下方向に対向可能に一列に配置されている。   In the mobile power feeding device according to the present invention, preferably, the plurality of secondary coils are arranged in a line along the moving direction of the mobile body, and the plurality of primary coils are arranged in order to the plurality of secondary coils. They are arranged in a row so that they can face each other in the vertical direction.

また、本発明に係る移動体給電装置において、好ましくは、複数の二次コイルは、移動体の移動方向に沿って並んで移動体に配置された複数の下側二次コイルと、複数の下側二次コイルの上側に、水平方向にずれるように移動体に配置された上側二次コイルとである。   In the mobile power feeder according to the present invention, preferably, the plurality of secondary coils include a plurality of lower secondary coils arranged in the mobile body along the moving direction of the mobile body, and a plurality of lower coils. The upper secondary coil is disposed on the moving body so as to be displaced in the horizontal direction on the upper side of the side secondary coil.

また、本発明に係る移動体給電装置において、好ましくは、複数の二次コイルは、移動体の移動方向と、移動体の移動方向に対し直交する方向とにそれぞれずれるように移動体に複数配置されており、複数の一次コイルは、対応する二次コイルに上下方向に対向可能に、移動体の移動方向に対し直交する方向にずれるように複数列配置されている。   In the mobile power feeding device according to the present invention, preferably, a plurality of secondary coils are arranged on the mobile body so as to be shifted in a moving direction of the mobile body and a direction orthogonal to the moving direction of the mobile body. The plurality of primary coils are arranged in a plurality of rows so as to be opposed to the corresponding secondary coils in the vertical direction so as to be shifted in a direction orthogonal to the moving direction of the moving body.

また、本発明に係る移動体給電装置において、好ましくは、1の一次コイルと1の二次コイルとの間隔が所定値以内であると判定された場合に1の二次コイルのみの共振周波数を電源周波数に基づく周波数と一致するように変更する共振周波数変更手段を備える。   In the mobile power feeding device according to the present invention, preferably, when it is determined that the interval between the primary coil of 1 and the secondary coil of 1 is within a predetermined value, the resonance frequency of only the secondary coil of 1 is set. Resonance frequency changing means for changing the frequency to match the frequency based on the power supply frequency is provided.

また、本発明に係る移動体給電装置において、好ましくは、1の一次コイルと1の二次コイルとの間隔が所定値以内であると判定された場合に1の一次コイルのみの共振周波数と、1の二次コイルのみの共振周波数とをそれぞれ電源周波数に基づく周波数と一致するように変更する共振周波数変更手段を備える。   In the mobile power feeding device according to the present invention, preferably, when the interval between the primary coil of 1 and the secondary coil of 1 is determined to be within a predetermined value, the resonance frequency of only the primary coil of 1 Resonance frequency changing means for changing the resonance frequency of only one secondary coil so as to coincide with the frequency based on the power supply frequency is provided.

本発明に係る移動体給電装置によれば、移動体が移動する場合に、一次コイルと、一次コイルにより送電される二次コイルとが対向してから、次に、一次コイルと二次コイルとが対向するまでの時間を短くできるか、またはなくせる。このため、電力が送電されない期間を短くできるか、またはなくせる。すなわち、移動体の移動中での固定側の給電装置から移動体側への長い連続送電を実現しやすくできるとともに、送電休止時間を短くできるか、またはなくせる。この結果、ある設定時間内である電力を送電する場合に、単位時間当たりの最大送電電力を小さくでき、電力損失を低減できる。また、同じ電力を送電する場合に必要となる、送電休止時間を含む、送電開始から送電終了までの全体の時間を短くできる。したがって、移動体の移動中での固定側の給電装置から移動体側への連続送電時間を多くして、送電休止時間を短く、またはなくせるとともに、送電時の電力損失を低減できる。また、予め設定した所定の条件成立時に、特定した1の一次コイルにのみ電力を供給するように、移動体の移動に伴って、電力を供給する一次コイルを切り換える切換手段を備えるので、すべての一次コイルへ常に交流電力が供給されることがなく、送電時の電力損失をより低減できる。   According to the mobile power feeding device of the present invention, when the mobile body moves, the primary coil and the secondary coil transmitted by the primary coil face each other, and then the primary coil and the secondary coil Can reduce or eliminate the time it takes to face each other. For this reason, the period when electric power is not transmitted can be shortened or eliminated. That is, it is easy to realize long continuous power transmission from the fixed-side power feeding device to the mobile body while the mobile body is moving, and it is possible to shorten or eliminate the power transmission suspension time. As a result, when transmitting power within a certain set time, the maximum transmitted power per unit time can be reduced and power loss can be reduced. In addition, it is possible to shorten the overall time from the start of power transmission to the end of power transmission, including the power transmission suspension time, which is necessary when transmitting the same power. Accordingly, it is possible to increase the continuous power transmission time from the fixed-side power supply apparatus to the mobile body while the mobile body is moving, to shorten or eliminate the power transmission suspension time, and to reduce power loss during power transmission. Further, when a predetermined condition set in advance is established, a switching means for switching the primary coil that supplies power as the moving body moves so as to supply power only to the identified primary coil is provided. AC power is not always supplied to the primary coil, and power loss during power transmission can be further reduced.

本発明の第1の実施の形態の移動体給電装置である車両充電システムを示す全体構成図である。It is a whole lineblock diagram showing the vehicle charge system which is the mobile power feeder of a 1st embodiment of the present invention. 図1において、車両側の構成を詳しく示す図である。In FIG. 1, it is a figure which shows the structure by the side of a vehicle in detail. 図2において、二次蓄電側コイルから蓄電部に充電し、蓄電部によりモータを駆動するための回路を示す図である。In FIG. 2, it is a figure which shows the circuit for charging an electrical storage part from the secondary electrical storage side coil, and driving a motor by an electrical storage part. 第1の実施の形態の構成要素を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the component of 1st Embodiment. 道路側の一次自己共振コイルと、車両側の二次自己共振コイルとを上方から下方に見た略図である。It is the schematic which looked at the primary self-resonance coil on the road side, and the secondary self-resonance coil on the vehicle side from the top downward. 第1の実施の形態において、車両が走行する場合の、道路側の1の一次自己共振コイルと車両側の1の二次自己共振コイルとが対向した場合(a)と、それに続く別の一次自己共振コイルと別の二次自己共振コイルとが対向した場合(b)とを示す模式図である。In the first embodiment, when the vehicle travels, when the primary self-resonant coil on the road side and the secondary self-resonant coil on the vehicle side face each other (a), another primary following it It is a schematic diagram which shows (b) when a self-resonance coil and another secondary self-resonance coil oppose. 第1の実施の形態において、移動体給電方法である車両充電方法を示すフローチャートである。In 1st Embodiment, it is a flowchart which shows the vehicle charging method which is a mobile body electric power feeding method. 本発明の範囲から外れる比較例において、車両が走行する場合の、道路側の一次自己共振コイルと車両側の二次自己共振コイルとが対向した場合(a)と、それに続く別の組み合わせで、一次自己共振コイルと二次自己共振コイルとが対向した場合(b)とを示す模式図である。In a comparative example that is out of the scope of the present invention, when the vehicle travels, when the road side primary self-resonant coil and the vehicle side secondary self-resonant coil face each other (a), in another combination that follows, It is a schematic diagram which shows (b) when a primary self-resonance coil and a secondary self-resonance coil oppose. 第1の実施の形態と比較例とにおいて、送電電力の時間経過の1例を示す図である。In 1st Embodiment and a comparative example, it is a figure which shows one example of the time passage of transmission power. 本発明に係る第2の実施の形態において、一次側、二次側の自己共振コイルと、電源側、蓄電側コイルと、コントローラとを示す略図である。In 2nd Embodiment which concerns on this invention, it is the schematic which shows the self-resonance coil of a primary side and a secondary side, a power supply side, an electrical storage side coil, and a controller. 本発明に係る第2の実施の形態において、移動体給電方法である車両充電方法を示すフローチャートである。In 2nd Embodiment which concerns on this invention, it is a flowchart which shows the vehicle charging method which is a mobile body electric power feeding method. 本発明に係る第3の実施の形態において、一次側、二次側の自己共振コイルと、電源側、蓄電側コイルと、コントローラとを示す略図である。In 3rd Embodiment which concerns on this invention, it is the schematic which shows the self-resonance coil of a primary side and a secondary side, a power supply side, an electrical storage side coil, and a controller. 本発明に係る第3の実施の形態において、移動体給電方法である車両充電方法を示すフローチャートである。In 3rd Embodiment which concerns on this invention, it is a flowchart which shows the vehicle charging method which is a mobile body electric power feeding method. 本発明に係る第4の実施の形態において、車両が走行する場合の、道路側の一次自己共振コイルと車両側の二次自己共振コイルとの位置関係の変化を時系列的に示す模式図である。In 4th Embodiment which concerns on this invention, it is a schematic diagram which shows the change of the positional relationship of the primary self-resonance coil of the road side, and the secondary self-resonance coil of the vehicle side in time series when a vehicle drive | works. is there. 本発明に係る第5の実施の形態において、車両が走行する場合の、道路側の一次自己共振コイルと車両側の二次自己共振コイルとの位置関係の変化を時系列的に示す、上方から下方に見た模式図である。In the fifth embodiment according to the present invention, when the vehicle travels, the positional relationship between the primary self-resonance coil on the road side and the secondary self-resonance coil on the vehicle side is shown in time series, from above. It is the schematic diagram seen below.

[第1の発明の実施の形態]
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図1から図9は、本発明の第1の実施の形態を示している。図1、図2に示すように、本実施の形態の移動体給電装置である車両充電システムは、固定側である道路10側に設けられた複数の一次コイルである、一次自己共振コイル12と、移動体である車両14に設けられた複数の二次コイルである、二次自己共振コイル16とを備え、一次自己共振コイル12から二次自己共振コイル16へ給電する。このため、車両充電システムは、給電装置18と、電動車両である車両14とを備える。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 9 show a first embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle charging system that is the mobile power feeding device of the present embodiment includes a primary self-resonant coil 12 that is a plurality of primary coils provided on the road 10 side that is a fixed side. The secondary self-resonant coil 16, which is a plurality of secondary coils provided in the vehicle 14 that is a moving body, supplies power from the primary self-resonant coil 12 to the secondary self-resonant coil 16. For this reason, the vehicle charging system includes a power feeding device 18 and a vehicle 14 that is an electric vehicle.

給電装置18は、交流電源20と、複数の一次電源側コイル22(図2参照、図1では図示省略)と、交流電源20と各一次電源側コイル22との間に設けられる複数の切換スイッチ24と、複数の一次自己共振コイル12と、制御部である一次側コントローラ26(図4)と、一次側通信装置28(図4)とを含む。交流電源20は、外部電源であり、例えば系統電源である。交流電源20と複数の切換スイッチ24との間に、高周波電力ドライバ29を設けており、高周波電力ドライバ29により、交流電源20から出力される電力を、一次自己共振コイル12から車両14側の二次自己共振コイル16へ送電可能な高周波電力に変換し、その変換した高周波電力を一次電源側コイル22(図2)へ供給する。   The power feeding device 18 includes an AC power source 20, a plurality of primary power source side coils 22 (see FIG. 2, not shown in FIG. 1), and a plurality of changeover switches provided between the AC power source 20 and each primary power source side coil 22. 24, a plurality of primary self-resonant coils 12, a primary side controller 26 (FIG. 4) as a control unit, and a primary side communication device 28 (FIG. 4). The AC power supply 20 is an external power supply, for example, a system power supply. A high-frequency power driver 29 is provided between the AC power supply 20 and the plurality of changeover switches 24, and the high-frequency power driver 29 converts the power output from the AC power supply 20 to the vehicle 14 side from the primary self-resonant coil 12. It converts into the high frequency electric power which can be transmitted to the secondary self-resonant coil 16, and supplies the converted high frequency electric power to the primary power supply side coil 22 (FIG. 2).

図2に示す一次電源側コイル22は、電磁誘導によって一次自己共振コイル12へ送電可能に構成され、好ましくは、対応する一次自己共振コイル12と同軸上に配置される。一次電源側コイル22は、交流電源20からの電力を一次自己共振コイル12へ出力する。複数の一次自己共振コイル12は、後述する図5に示すように、道路10の充電専用区間である直線路に、直線方向(図5の上下方向)に一列に並んで配置している。すなわち、複数の一次自己共振コイル12は、例えば、軸方向を上下方向に向けるように、直線上に一列等、等間隔で並ぶように配置されている。   The primary power supply side coil 22 shown in FIG. 2 is configured to be able to transmit power to the primary self-resonant coil 12 by electromagnetic induction, and is preferably arranged coaxially with the corresponding primary self-resonant coil 12. The primary power supply side coil 22 outputs power from the AC power supply 20 to the primary self-resonant coil 12. As shown in FIG. 5 to be described later, the plurality of primary self-resonant coils 12 are arranged in a line in a straight line (up and down direction in FIG. 5) on a straight road that is a dedicated charging section of the road 10. That is, the plurality of primary self-resonant coils 12 are arranged so as to be arranged at equal intervals, for example, in a line on a straight line so that the axial direction is directed vertically.

また、図2に示す一次電源側コイル22は、道路10の直線路の地面近傍に、複数の一次自己共振コイル12の下側にそれぞれ上下方向に略対向するように配置される。すなわち、複数の一次自己共振コイル12は、例えば、軸方向を上下方向に向けるように、直線上に一列等、等間隔で並ぶように配置されている。また、一次自己共振コイル12は両端がオープンである非接続のLC共振コイルである。   Further, the primary power supply side coil 22 shown in FIG. 2 is arranged in the vicinity of the ground of the straight road of the road 10 so as to be substantially opposed to the lower side of the primary self-resonant coils 12 in the vertical direction. That is, the plurality of primary self-resonant coils 12 are arranged so as to be arranged at equal intervals, for example, in a line on a straight line so that the axial direction is directed vertically. The primary self-resonant coil 12 is an unconnected LC resonant coil whose both ends are open.

一方、車両14は、例えば図示しないエンジンと走行用モータ30との少なくとも一方を主駆動源とするハイブリッド車両、または走行用モータ30を主駆動源とする電気自動車である電動車両である。図2に示すように、車両14は、床部付近に、車両14の前後方向(図2の左右方向)に並ぶように配置される2の二次自己共振コイル16と、二次自己共振コイル16に上下方向に対向して配置される二次蓄電側コイル32と、二次蓄電側コイル32にそれぞれ接続される整流器34と、蓄電部36と、インバータ回路を含む駆動部38と、制御部である二次側コントローラ40(図3)と、走行用モータ30とを備える。   On the other hand, the vehicle 14 is, for example, a hybrid vehicle that uses at least one of an engine (not shown) and a travel motor 30 as a main drive source, or an electric vehicle that is an electric vehicle that uses the travel motor 30 as a main drive source. As shown in FIG. 2, the vehicle 14 includes two secondary self-resonant coils 16 and a secondary self-resonant coil that are arranged near the floor so as to be aligned in the front-rear direction of the vehicle 14 (left-right direction in FIG. 2). 16, a secondary power storage side coil 32 arranged opposite to the vertical direction, a rectifier 34 connected to the secondary power storage side coil 32, a power storage unit 36, a drive unit 38 including an inverter circuit, and a control unit A secondary controller 40 (FIG. 3) and a traveling motor 30.

二次自己共振コイル16は両端がオープンのLC共振コイルである。2の二次自己共振コイル16は、例えば、軸方向を上下方向に向けるように、車両の前後方向に並ぶように配置している。すなわち、2の二次自己共振コイル16は、車両の移動方向である前後方向に沿って一列に配置している。また、道路10側に配置される複数の一次自己共振コイル12は、車両14の移動に伴って、2の二次自己共振コイル16に順に上下方向に対向可能に一列に配置している。   The secondary self-resonant coil 16 is an LC resonant coil with both ends open. The second secondary self-resonant coils 16 are arranged, for example, so as to be aligned in the front-rear direction of the vehicle so that the axial direction is directed in the up-down direction. That is, the second secondary self-resonant coils 16 are arranged in a line along the front-rear direction which is the moving direction of the vehicle. A plurality of primary self-resonant coils 12 arranged on the road 10 side are arranged in a row so as to be opposed to the two secondary self-resonant coils 16 in order in the vertical direction as the vehicle 14 moves.

二次自己共振コイル16は、道路10側の一次自己共振コイル12と電磁場の共鳴により電磁気的に結合され、一次自己共振コイル12から電力の受電可能に構成される。このような方法により電力を送電する方法は、「共鳴法」と呼ばれる。二次自己共振コイル16は、蓄電部36の電圧、一次自己共振コイル12と二次自己共振コイル16との間の距離、一次自己共振コイル12と二次自己共振コイル16との共鳴周波数等に基づいて、一次自己共振コイル12と二次自己共振コイル16との共鳴強度を示す値及びその結合度を示す値等が大きくなるように巻数等のコイル形状や、一次自己共振コイル12及び一次電源側コイル22と、二次蓄電側コイル32及び二次自己共振コイル16との距離等が設定されている。   The secondary self-resonant coil 16 is electromagnetically coupled to the primary self-resonant coil 12 on the road 10 side by electromagnetic field resonance, and is configured to receive power from the primary self-resonant coil 12. A method of transmitting power by such a method is called a “resonance method”. The secondary self-resonant coil 16 is adjusted to the voltage of the power storage unit 36, the distance between the primary self-resonant coil 12 and the secondary self-resonant coil 16, the resonance frequency between the primary self-resonant coil 12 and the secondary self-resonant coil 16, etc. Based on the coil shape such as the number of turns and the primary self-resonant coil 12 and the primary power source so that the value indicating the resonance strength between the primary self-resonant coil 12 and the secondary self-resonant coil 16 and the value indicating the degree of coupling are increased. The distance between the side coil 22, the secondary power storage side coil 32, and the secondary self-resonant coil 16 is set.

二次蓄電側コイル32は、電磁誘導によって二次自己共振コイル16からの電力の受電可能に構成され、好ましくは対応する二次自己共振コイル16と同軸上に配置される。二次蓄電側コイル32は、二次自己共振コイル16から受電した電力を整流器34へ出力する。整流器34は、二次蓄電側コイル32から受ける高周波の交流電力を直流電力に整流して蓄電部36へ出力する。なお、整流器34に代えて、二次蓄電側コイル32から受ける高周波の交流電力を、蓄電部36に供給する直流電力に変換するAC/DCコンバータを用いることもできる。   The secondary power storage side coil 32 is configured to be able to receive power from the secondary self-resonant coil 16 by electromagnetic induction, and is preferably arranged coaxially with the corresponding secondary self-resonant coil 16. The secondary power storage side coil 32 outputs the power received from the secondary self-resonant coil 16 to the rectifier 34. The rectifier 34 rectifies high-frequency AC power received from the secondary power storage side coil 32 into DC power and outputs the DC power to the power storage unit 36. Instead of the rectifier 34, an AC / DC converter that converts high-frequency AC power received from the secondary power storage side coil 32 into DC power supplied to the power storage unit 36 may be used.

蓄電部36は、充放電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリ等の二次電池により構成している。蓄電部36は、整流器34から供給される電力を蓄える以外に、車輪の制動に伴って走行用モータ30で発電された電力を蓄える機能も有する。蓄電部36は、二次側コントローラ40へ電力を供給可能である。なお、蓄電部36として、大容量のキャパシタを使用することもできる。   The power storage unit 36 is a DC power source that can be charged and discharged, and is configured by a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. In addition to storing the electric power supplied from the rectifier 34, the power storage unit 36 also has a function of storing electric power generated by the traveling motor 30 along with braking of the wheels. The power storage unit 36 can supply power to the secondary controller 40. A large-capacity capacitor can also be used as the power storage unit 36.

駆動部38は、蓄電部36から供給される電力を交流電圧に変換して走行用モータ30へ出力し、走行用モータ30を駆動する。また、駆動部38は、走行用モータ30により発電された電力を直流電力に整流して蓄電部36へ出力し、蓄電部36を充電する。   The drive unit 38 converts the electric power supplied from the power storage unit 36 into an AC voltage and outputs it to the traveling motor 30 to drive the traveling motor 30. In addition, the drive unit 38 rectifies the electric power generated by the traveling motor 30 into direct-current power and outputs it to the power storage unit 36 to charge the power storage unit 36.

走行用モータ30は、蓄電部36から駆動部38を介して電力を供給され、車両駆動力を発生し、その発生した駆動力を車輪へ出力する。   The traveling motor 30 is supplied with electric power from the power storage unit 36 via the driving unit 38, generates a vehicle driving force, and outputs the generated driving force to the wheels.

また、図3に詳しく示すように、蓄電部36に対しそれぞれ第1スイッチ42を介して、二次蓄電側コイル32に接続した整流器34を接続し、蓄電部36の正極側及び負極側と駆動部38との間に第2スイッチ44を設けている。二次側コントローラ40は、第1スイッチ42と第2スイッチ44との一方を接続し、他方を遮断することで、走行用モータ30に電力を供給することにより、走行用モータ30を駆動するか、または交流電源20(図1、図2)から蓄電部36へ充電するかを切換可能としている。なお、1の整流器のみを、2の二次蓄電側コイル32に対応する第1スイッチ42と、蓄電部36との間に共通して設けることもできる。この場合、いずれかの第1スイッチ42の接続により、対応する二次蓄電側コイル32から整流器で整流された電力を蓄電部36に供給することが可能になる。また、2の二次自己共振コイル16のうち、1の二次自己共振コイル16を特定受電コイルとする場合、対応する第1スイッチ42を接続し、別の第1スイッチ42を遮断する。   Further, as shown in detail in FIG. 3, a rectifier 34 connected to the secondary power storage side coil 32 is connected to the power storage unit 36 via the first switch 42, so that the positive and negative sides of the power storage unit 36 are driven. A second switch 44 is provided between the unit 38. The secondary-side controller 40 connects the first switch 42 and the second switch 44 and shuts off the other to supply power to the traveling motor 30 to drive the traveling motor 30. Alternatively, it is possible to switch whether to charge the power storage unit 36 from the AC power supply 20 (FIGS. 1 and 2). Only one rectifier may be provided in common between the first switch 42 corresponding to the second secondary power storage side coil 32 and the power storage unit 36. In this case, the power rectified by the rectifier from the corresponding secondary power storage side coil 32 can be supplied to the power storage unit 36 by connecting any of the first switches 42. Further, when the first secondary self-resonant coil 16 of the second secondary self-resonant coils 16 is the specific power receiving coil, the corresponding first switch 42 is connected and the other first switch 42 is shut off.

また、図4に示すように、給電装置18は、交流電源20(図1,2)と、複数の一次電源側コイル22(図2)と、交流電源20と複数の一次電源側コイル22との間に設ける複数の切換スイッチ24(図4では1個のみ図示する。)と、複数の一次自己共振コイル12(図1、図2)と、制御部である一次側コントローラ26と、一次側通信装置28とを含む。また、車両14は、二次側コントローラ40と、二次側通信装置46と、車両状態計測手段48とを含む。   As shown in FIG. 4, the power feeding device 18 includes an AC power source 20 (FIGS. 1 and 2), a plurality of primary power source side coils 22 (FIG. 2), an AC power source 20 and a plurality of primary power source side coils 22. A plurality of change-over switches 24 (only one is shown in FIG. 4), a plurality of primary self-resonant coils 12 (FIGS. 1 and 2), a primary controller 26 as a control unit, and a primary side Communication device 28. Further, the vehicle 14 includes a secondary controller 40, a secondary communication device 46, and vehicle state measuring means 48.

一次側通信装置28及び二次側通信装置46は、互いに相手側である二次側通信装置46または一次側通信装置28に対し、無線での受信及び送信を可能としている。例えば、二次側通信装置46は、二次側コントローラ40から給電許可を表す信号を受けた場合に一次側通信装置28に対し無線でその給電許可を表す信号を送信可能とする。一次側通信装置28は、受信した給電許可信号を一次側コントローラ26へ送り、後述するように選択した切換スイッチ24の断接、すなわちオンオフを切り換える。一次側コントローラ26及び二次側コントローラ40は、それぞれCPU,メモリ等の記憶部等を有するマイクロコンピュータを含む。   The primary-side communication device 28 and the secondary-side communication device 46 can receive and transmit by radio to the secondary-side communication device 46 or the primary-side communication device 28 that are the other party. For example, when the secondary side communication device 46 receives a signal representing power supply permission from the secondary side controller 40, the secondary side communication device 46 can transmit a signal representing the power supply permission wirelessly to the primary side communication device 28. The primary-side communication device 28 sends the received power supply permission signal to the primary-side controller 26 to switch connection / disconnection, that is, on / off, of the selector switch 24 selected as will be described later. The primary side controller 26 and the secondary side controller 40 each include a microcomputer having a storage unit such as a CPU and a memory.

また、車両状態計測手段48は、GPSユニットであり、GPS(全地球測位システム)、速度センサ、及びジャイロセンサ等を含み、二次自己共振コイル16を備える車両14の現在の自車位置と、車両14の進行方向と、進行速度である車速とを求め、記憶部に記憶された地図上に自車位置を特定する。車両状態計測手段48は、二次側コントローラ40が有する後述する一次コイル特定手段50及び一次二次コイル間距離推定手段52に、自車位置と進行方向とを出力し、コイル対向判定手段54に車速を出力する。   Further, the vehicle state measuring means 48 is a GPS unit, includes a GPS (Global Positioning System), a speed sensor, a gyro sensor, and the like, and a current own vehicle position of the vehicle 14 including the secondary self-resonant coil 16; The traveling direction of the vehicle 14 and the vehicle speed that is the traveling speed are obtained, and the vehicle position is specified on the map stored in the storage unit. The vehicle state measuring unit 48 outputs the vehicle position and the traveling direction to a primary coil specifying unit 50 and a primary / secondary coil inter-coil distance estimating unit 52, which will be described later, included in the secondary-side controller 40. Outputs the vehicle speed.

二次側コントローラ40は、一次コイル位置出力手段56と、上記の一次コイル特定手段50、一次二次コイル間距離推定手段52、及びコイル対向判定手段54と、給電許可手段58とを有する。一次コイル位置出力手段56は、地図情報とともに、地図上の複数の一次自己共振コイル12の予め定められた位置を、予め記憶部に記憶させておき、一次コイル特定手段50に出力する。   The secondary-side controller 40 includes a primary coil position output unit 56, the primary coil specifying unit 50, a primary / secondary coil distance estimation unit 52, a coil facing determination unit 54, and a power supply permission unit 58. The primary coil position output means 56 stores the predetermined positions of the plurality of primary self-resonant coils 12 on the map together with the map information in the storage unit in advance, and outputs them to the primary coil specifying means 50.

一次コイル特定手段50は、車両状態計測手段48から送られる自車位置と進行方向とに基づいて、車両14が移動する場合に進行方向前側で最先に近づく位置に配置されている一次自己共振コイル12またはその一次自己共振コイル12を含む一次自己共振コイル群を特定し、一次二次コイル間距離推定手段52に出力する。一次自己共振コイル群は、例えば直線路に配置された複数の一次自己共振コイル12を含む。   The primary coil specifying means 50 is arranged at a position that comes closest to the front in the traveling direction when the vehicle 14 moves based on the own vehicle position and the traveling direction sent from the vehicle state measuring means 48. The primary self-resonant coil group including the coil 12 or its primary self-resonant coil 12 is specified and output to the primary-secondary-coil distance estimating means 52. The primary self-resonant coil group includes a plurality of primary self-resonant coils 12 arranged on a straight path, for example.

また、一次二次コイル間距離推定手段52は、車両状態計測手段48から送られる自車位置と進行方向と、一次コイル特定手段50により特定された一次自己共振コイル12または一次自己共振コイル群とに基づいて、2の二次自己共振コイル16の位置を取得する。また、一次二次コイル間距離推定手段52は、最も近い1の一次自己共振コイル12と1の二次自己共振コイル16との対を特定し、特定した対をそれぞれ構成する特定給電コイルである一次自己共振コイル12と、特定受電コイルである二次自己共振コイル16との中心間距離であるコイル間距離を推定し、コイル対向判定手段54に出力する。なお、車両状態計測手段48で自車位置から2の二次自己共振コイル16の位置を取得し、その取得値を一次二次コイル間距離推定手段52に出力することもできる。   Further, the primary-secondary inter-coil distance estimating means 52 includes the own vehicle position and the traveling direction sent from the vehicle state measuring means 48, the primary self-resonant coil 12 or the primary self-resonant coil group specified by the primary coil specifying means 50, Based on the above, the position of the second secondary self-resonant coil 16 is acquired. The primary-secondary-coil distance estimating means 52 is a specific feeding coil that specifies the pair of the nearest primary self-resonant coil 12 and the secondary self-resonant coil 16 of the first and constitutes the identified pair. The inter-coil distance that is the center-to-center distance between the primary self-resonant coil 12 and the secondary self-resonant coil 16 that is the specific power receiving coil is estimated and output to the coil facing determination means 54. In addition, the position of the second secondary self-resonant coil 16 can be acquired from the vehicle position by the vehicle state measuring unit 48, and the acquired value can be output to the distance estimating unit 52 between the primary and secondary coils.

例えば、図5は、直線路である道路10側の一次自己共振コイル12と、車両14側の二次自己共振コイル16とを上方から下方に見た略図である。このように車両14の進行方向(図5の矢印α方向)に対して1列に一次自己共振コイル12が並んでいる場合に、一次二次コイル間距離推定手段52(図4)は、車両14前側(図5の上側)の二次自己共振コイル16に最先に対向する特定給電コイルである1の一次自己共振コイル12と、特定受電コイルである車両14前側の1の二次自己共振コイル16との対を特定し、特定した対の中心間距離であるコイル間距離Lcを算出、すなわち推定する。   For example, FIG. 5 is a schematic view of the primary self-resonant coil 12 on the road 10 side, which is a straight road, and the secondary self-resonant coil 16 on the vehicle 14 side as viewed from above. Thus, when the primary self-resonant coils 12 are arranged in a line with respect to the traveling direction of the vehicle 14 (the direction of the arrow α in FIG. 5), the primary-secondary-coil distance estimation unit 52 (FIG. 4) 14, the primary self-resonant coil 12 that is the specific power supply coil that faces the secondary self-resonant coil 16 on the front side (upper side in FIG. 5) first, and the secondary self-resonant of the front side of the vehicle 14 that is the specific power receiving coil. A pair with the coil 16 is specified, and an inter-coil distance Lc that is a distance between the centers of the specified pair is calculated, that is, estimated.

コイル対向判定手段54は、特定受電コイルと特定給電コイルとが略対向したか否かを判定する。ここで、「特定受電コイルと特定給電コイルとが略対向」とは、特定受電コイルと特定給電コイルとが、上下方向に同軸上に正対して対向配置される場合の他、特定受電コイルと特定給電コイルとを上から見た場合の水平方向に関する両コイル同士の中心間距離である、コイル間距離Lcが予め設定された所定範囲内である場合も含む。例えば、図5に示す例の場合には、コイル間距離Lcが予め設定した所定値ε以下である(Lc≦ε)場合に、特定受電コイルと特定給電コイルとが略対向したと判定する。このために、コイル対向判定手段54は、車両状態計測手段48(図4)から送られる車速を用いる。これについては、後で詳述する。   The coil facing determination unit 54 determines whether or not the specific power receiving coil and the specific power feeding coil are substantially opposed to each other. Here, “the specific power receiving coil and the specific power supply coil are substantially opposite” means that the specific power receiving coil and the specific power supply coil are opposed to each other in the vertical direction in a confronting manner with the specific power receiving coil. This includes the case where the inter-coil distance Lc, which is the distance between the centers of the two coils in the horizontal direction when the specific feeding coil is viewed from above, is within a predetermined range. For example, in the example shown in FIG. 5, when the inter-coil distance Lc is equal to or less than a predetermined value ε (Lc ≦ ε), it is determined that the specific power receiving coil and the specific power supply coil are substantially opposed to each other. For this purpose, the coil facing determination means 54 uses the vehicle speed sent from the vehicle state measurement means 48 (FIG. 4). This will be described in detail later.

図4に示すように、コイル対向判定手段54により特定受電コイルと特定給電コイルとが略対向したと判定された場合には、その結果を表す信号を給電許可手段58に出力し、給電許可手段58は、特定給電コイルと給電許可とを表す給電許可信号を二次側通信装置46に出力し、二次側通信装置46は、無線で一次側通信装置28に信号を送信する。この送信信号に基づいて、一次側通信装置28は、一次側コントローラ26へ給電許可信号を出力する。一次側コントローラ26は、給電許可信号に基づいて、特定給電コイルである、1の一次自己共振コイル12(図1、図2)に対応する1の一次電源側コイル22(図2)に交流電源20から電力を供給するとともに、1の特定給電コイル以外のすべての一次自己共振コイル12に対応する一次電源側コイル22に交流電源20(図1、図2)から電力を供給しないように、選択した切換スイッチ24の断接を制御する。このため、図2に示すように、特定給電コイルに対応する1の一次電源側コイル22に、交流電源20から、高周波電力ドライバ29を介して周波数変換された電力が供給され、一次電源側コイル22から電磁誘導によって一次自己共振コイル12へ電力が送電される。また、一次自己共振コイル12から車両14側の二次自己共振コイル16に、磁場共鳴により電力が送電され、二次自己共振コイル16から電磁誘導によって、二次蓄電側コイル32に電力が送電される。二次蓄電側コイル32からは整流器34により、直流に整流された電流が蓄電部36に送られ、蓄電部36が充電される。   As shown in FIG. 4, when it is determined by the coil facing determination means 54 that the specific power receiving coil and the specific power supply coil are substantially opposed, a signal indicating the result is output to the power supply permission means 58, and the power supply permission means 58 58 outputs a power supply permission signal indicating the specific power supply coil and power supply permission to the secondary side communication device 46, and the secondary side communication device 46 transmits a signal to the primary side communication device 28 wirelessly. Based on this transmission signal, the primary side communication device 28 outputs a power supply permission signal to the primary side controller 26. Based on the power supply permission signal, the primary-side controller 26 supplies the AC power to one primary power-side coil 22 (FIG. 2) corresponding to the one primary self-resonant coil 12 (FIGS. 1 and 2), which is a specific power supply coil. 20 is selected so that power is not supplied from AC power supply 20 (FIGS. 1 and 2) to primary power supply side coils 22 corresponding to all primary self-resonant coils 12 other than one specific power supply coil. The connection / disconnection of the changeover switch 24 is controlled. For this reason, as shown in FIG. 2, the primary power supply side coil 22 corresponding to the specific power supply coil is supplied with the frequency-converted power from the AC power supply 20 via the high frequency power driver 29, and the primary power supply side coil Electric power is transmitted from 22 to the primary self-resonant coil 12 by electromagnetic induction. In addition, power is transmitted from the primary self-resonant coil 12 to the secondary self-resonant coil 16 on the vehicle 14 side by magnetic field resonance, and power is transmitted from the secondary self-resonant coil 16 to the secondary power storage side coil 32 by electromagnetic induction. The A current rectified to a direct current by the rectifier 34 is sent from the secondary power storage side coil 32 to the power storage unit 36, and the power storage unit 36 is charged.

また、一次側コントローラ26(図4)と切換スイッチ24とは、予め設定した所定の条件成立時である、コイル間距離Lcが所定値ε以下である場合に、複数の一次自己共振コイル12のうち、特定給電コイルである1の一次自己共振コイル12にのみ電力を供給するように、車両14の移動に伴って、電力を供給する一次自己共振コイル12を切り換える切換手段59を構成する。   Further, the primary controller 26 (FIG. 4) and the changeover switch 24 are configured so that the primary self-resonant coils 12 can be connected to each other when the inter-coil distance Lc is equal to or smaller than a predetermined value ε. Among these, the switching means 59 which switches the primary self-resonant coil 12 which supplies electric power with the movement of the vehicle 14 is comprised so that electric power may be supplied only to the 1st primary self-resonant coil 12 which is a specific electric power feeding coil.

また、車両14の前側(図2の左側)に位置する二次自己共振コイル16が、特定給電コイルである1の一次自己共振コイル12上を通過し、コイル間距離Lcが所定範囲から外れた場合には、次に、最も近い1の一次自己共振コイル12と1の二次自己共振コイル16との対を特定し、特定した対のコイル間距離Lcを推定する。例えば、対を構成する二次自己共振コイル16が車両14の後側(図2の後側)に位置する二次自己共振コイル16となる場合、特定受電コイルが2の二次自己共振コイル16の間で切り換わる。また、この対を構成する一次自己共振コイル12が特定給電コイルとなる。一次二次コイル間距離推定手段52(図4)は、特定受電コイルと特定給電コイルとの距離を、コイル間距離Lcとして推定する。次いで、図4に示すように、コイル対向判定手段54は、コイル間距離Lcが所定範囲内であるか否かを判定し、所定範囲内と判定された場合に、給電許可手段58が、特定給電コイルと給電許可とを表す給電許可信号を二次側通信装置46に出力し、二次側、一次側通信装置46,28を介して、一次側コントローラ26へ給電許可信号を出力する。一次側コントローラ26と切換スイッチ24とは、特定給電コイルである1の一次自己共振コイル12(図2)にのみ電力を供給するように、車両14の移動に伴って、電力を供給する一次自己共振コイル12を切り換える。このため、特定給電コイルに交流電源20(図2)から電力が供給される。   Further, the secondary self-resonant coil 16 located on the front side (the left side in FIG. 2) of the vehicle 14 passes over the primary self-resonant coil 12 which is the specific power supply coil, and the inter-coil distance Lc is out of the predetermined range. In this case, next, the closest pair of the primary self-resonant coil 12 and the one secondary self-resonant coil 16 is specified, and the distance Lc between the specified pair of coils is estimated. For example, when the secondary self-resonant coil 16 constituting the pair is the secondary self-resonant coil 16 located on the rear side of the vehicle 14 (rear side in FIG. 2), the secondary power-resonant coil 16 having two specific power receiving coils is used. Switch between. Moreover, the primary self-resonant coil 12 which comprises this pair turns into a specific feeding coil. The primary / secondary coil distance estimation means 52 (FIG. 4) estimates the distance between the specific power receiving coil and the specific power supply coil as the inter-coil distance Lc. Next, as shown in FIG. 4, the coil facing determination unit 54 determines whether or not the inter-coil distance Lc is within a predetermined range. A power supply permission signal indicating a power supply coil and power supply permission is output to the secondary side communication device 46, and a power supply permission signal is output to the primary side controller 26 via the secondary side and primary side communication devices 46 and 28. The primary side controller 26 and the changeover switch 24 supply primary power as the vehicle 14 moves so that power is supplied only to the primary self-resonant coil 12 (FIG. 2), which is the specific power supply coil. The resonance coil 12 is switched. For this reason, electric power is supplied to the specific power supply coil from the AC power supply 20 (FIG. 2).

すなわち、車両充電システムは、移動体である車両14の移動に伴い、車両14側の二次自己共振コイル16が道路10側の一次自己共振コイル12に対して移動する場合に、電力が供給される一次自己共振コイル12に対向する二次自己共振コイル16が、交互に切り換わることを可能としている。   That is, in the vehicle charging system, electric power is supplied when the secondary self-resonant coil 16 on the vehicle 14 side moves relative to the primary self-resonant coil 12 on the road 10 side as the vehicle 14 that is a moving body moves. The secondary self-resonant coil 16 opposed to the primary self-resonant coil 12 can be switched alternately.

また、図5に示すように、2の二次自己共振コイル16は、2の二次自己共振コイル16の中心軸同士の間隔L2が、複数の一次自己共振コイル12の中心軸同士の間隔L1に対して異なるように配置している。より具体的には、2の二次自己共振コイル16は、2の二次自己共振コイル16の中心軸同士の間隔L2が、複数の一次自己共振コイル12の中心軸同士の間隔L1よりも大きくなるように(L2>L1)配置している。   Further, as shown in FIG. 5, the second secondary self-resonant coil 16 has an interval L2 between the central axes of the second secondary self-resonant coils 16, and an interval L1 between the central axes of the plurality of primary self-resonant coils 12. Are arranged differently. More specifically, in the second secondary self-resonant coil 16, the interval L2 between the central axes of the second secondary self-resonant coils 16 is larger than the interval L1 between the central axes of the plurality of primary self-resonant coils 12. (L2> L1).

図6は、本実施の形態において、車両が走行する場合の、道路10側の1の一次自己共振コイル12と車両側の1の二次自己共振コイル16とが対向した場合(a)と、それに続く別の一次自己共振コイル12と別の二次自己共振コイル16とが対向した場合(b)とを示す模式図である。図6に示すように、(a)から(b)に移行したときに、(a)で一次自己共振コイル12に対向していた車両前側(図6(a)(b)の右側)の二次自己共振コイル16は、(b)では一次自己共振コイル12に対向せず、車両後側(図6(a)(b)の左側)の二次自己共振コイル16が一次自己共振コイル12に対向している。すなわち、二次自己共振コイル16を有する車両が図6の矢印α方向に移動する場合に、車両前側の二次自己共振コイル16が一次自己共振コイル12に対向した後、車両後側の二次自己共振コイル16が一次自己共振コイル12に対向し、その後は同様に繰り返される。この場合、図6(a)でP位置の一次自己共振コイル12が特定給電コイルとなり、図6(b)では、Q位置の一次自己共振コイル12が特定給電コイルとなる。このように、複数の二次自己共振コイル16は、車両が移動する場合に、一次自己共振コイル12に正対して対向する二次自己共振コイル16が前後で交互に切り換わるように配置されている。   FIG. 6 shows a case where, in the present embodiment, when the vehicle travels, one primary self-resonant coil 12 on the road 10 side and one secondary self-resonant coil 16 on the vehicle side face each other (a). It is a schematic diagram which shows (b) when another primary self-resonant coil 12 and another secondary self-resonant coil 16 following it face each other. As shown in FIG. 6, when shifting from (a) to (b), the vehicle front side (right side of FIGS. 6 (a) and (b)) facing the primary self-resonant coil 12 in (a). The secondary self-resonant coil 16 does not face the primary self-resonant coil 12 in (b), and the secondary self-resonant coil 16 on the rear side of the vehicle (the left side of FIGS. 6A and 6B) becomes the primary self-resonant coil 12. Opposite. That is, when the vehicle having the secondary self-resonant coil 16 moves in the direction of the arrow α in FIG. 6, after the secondary self-resonant coil 16 on the front side of the vehicle faces the primary self-resonant coil 12, The self-resonant coil 16 faces the primary self-resonant coil 12, and thereafter the same is repeated. In this case, in FIG. 6A, the primary self-resonant coil 12 at the P position is the specific power supply coil, and in FIG. 6B, the primary self-resonant coil 12 at the Q position is the specific power supply coil. As described above, when the vehicle moves, the plurality of secondary self-resonant coils 16 are arranged such that the secondary self-resonant coils 16 facing the primary self-resonant coil 12 are alternately switched back and forth. Yes.

次に、本実施の形態の移動体給電装置である車両充電システムにより、車両の充電を行う方法を図7を用いて説明する。図7は、本実施の形態において、移動体給電方法である車両充電方法を示すフローチャートである。なお、以下の本実施の形態の説明では、図1から図6に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明する。図7のステップS10(以下、「ステップ」は、単にSとして説明する。)で、走行中給電許可判定が行われる。走行中給電許可判定では、車両のユーザである運転者が走行中給電許可のためのスイッチまたはボタン等の操作部をオンにする等に基づく検知信号が一次側コントローラ26に入力された場合に、一次側コントローラ26で走行中給電許可がされたと判定し、それ以外の場合を走行中給電許可がされないと判定する。走行中給電許可がされたと判定されると、S12で、一次側コントローラ26は、蓄電部36の充電量に余裕があるか否かを判定する。すなわち、一次側コントローラ26は、蓄電部36の充電量が予め設定した充電上限値以下である場合に充電量に余裕があると判定し、蓄電部36の充電量が充電上限値を超える場合に充電量に余裕がないと判定する。このために、一次側コントローラ26は、蓄電部36の充電量情報として、蓄電部36の充電状態、すなわちSOC(State of Charge)を図示しない充電量検出部により取得する。S12で、充電量に余裕がないと判定されると処理が終了される。すなわち、その後の充電が中止される。   Next, a method for charging the vehicle by the vehicle charging system which is the mobile power feeding apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a vehicle charging method which is a mobile power feeding method in the present embodiment. In the following description of the present embodiment, the same elements as those shown in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals. In step S10 of FIG. 7 (hereinafter, “step” will be described simply as S), power supply permission determination during traveling is performed. In the power supply permission determination during travel, when a driver who is a vehicle user inputs a detection signal based on, for example, turning on an operation unit such as a switch or a button for power supply permission during travel, to the primary controller 26, It is determined by the primary controller 26 that the power supply during traveling is permitted, and in other cases, it is determined that the power supply permission during traveling is not permitted. If it is determined that the power supply permission during traveling has been granted, the primary controller 26 determines whether or not there is a margin in the amount of charge of the power storage unit 36 in S12. That is, the primary-side controller 26 determines that the charge amount is sufficient when the charge amount of the power storage unit 36 is equal to or less than a preset charge upper limit value, and when the charge amount of the power storage unit 36 exceeds the charge upper limit value. It is determined that there is no room for charge. For this purpose, the primary-side controller 26 acquires, as the charge amount information of the power storage unit 36, the charge state of the power storage unit 36, that is, the SOC (State of Charge), by a charge amount detection unit (not shown). If it is determined in S12 that there is no allowance for the amount of charge, the process is terminated. That is, subsequent charging is stopped.

S12で、充電量に余裕があると判定された場合には、S14で、車両状態計測手段48が、GPS等により二次自己共振コイル16と関係づけた自車位置を計測し、すなわち取得し、地図上に自車位置を特定する。また、車両状態計測手段48は、ジャイロセンサにより地図上における車両の進行方向を計算し、すなわち取得する。また、車両状態計測手段48は、速度センサにより従動輪等の左右車輪の速度をそれぞれ計測し、取得した左右車輪速度の平均値を車速として取得する。例えば、速度センサにより左右車輪の角速度ωl、ωrをそれぞれ求め、左右車輪の半径をRとすると、車速Vは、V=R(ωl+ωr)/2の関係を用いて求められる。   If it is determined in S12 that there is a sufficient charge amount, in S14, the vehicle state measuring unit 48 measures, that is, acquires the vehicle position associated with the secondary self-resonant coil 16 by GPS or the like. Identify your vehicle location on the map. Further, the vehicle state measuring means 48 calculates, that is, acquires the traveling direction of the vehicle on the map by the gyro sensor. Further, the vehicle state measuring means 48 measures the speeds of the left and right wheels such as the driven wheels by the speed sensor, and acquires the acquired average value of the left and right wheel speeds as the vehicle speed. For example, when the angular speeds ωl and ωr of the left and right wheels are obtained by a speed sensor and the radius of the left and right wheels is R, the vehicle speed V is obtained using the relationship V = R (ωl + ωr) / 2.

次いで、S16で、一次コイル位置出力手段56は、地図情報上での複数の一次自己共振コイル12の位置を出力し、一次コイル特定手段50は、車両状態計測手段48により取得された自車位置及び進行方向と、出力された一次自己共振コイル12の位置とから、車両14が移動する場合に進行方向前側で最先に近づく位置に配置されている一次自己共振コイル12またはその一次自己共振コイル12を含む一次自己共振コイル群を特定する。   Next, in S <b> 16, the primary coil position output unit 56 outputs the positions of the plurality of primary self-resonant coils 12 on the map information, and the primary coil specifying unit 50 acquires the vehicle position acquired by the vehicle state measuring unit 48. The primary self-resonant coil 12 or the primary self-resonant coil disposed at the position closest to the front in the traveling direction when the vehicle 14 moves from the traveling direction and the output position of the primary self-resonant coil 12. A primary self-resonant coil group including 12 is specified.

次いで、S18で、一次二次コイル間距離推定手段52は、車両14の2の二次自己共振コイル16それぞれの位置を求める、すなわち取得するとともに、2の二次自己共振コイル16と、一次自己共振コイル12の位置とから、最も近い特定給電コイルとなる1の一次自己共振コイル12と特定受電コイルとなる1の二次自己共振コイル16との対を特定し、特定した対の一次自己共振コイル12と二次自己共振コイル16との中心間距離であるコイル間距離Lcを算出し、推定する。例えば、特定した対を構成する二次自己共振コイル16が、車両前側の二次自己共振コイル16となる場合、この二次自己共振コイル16が特定受電コイルとなる。   Next, in S18, the primary-secondary-coil distance estimating means 52 obtains, that is, acquires, the respective positions of the two secondary self-resonant coils 16 of the vehicle 14, and the two secondary self-resonant coils 16 and the primary self-coil. From the position of the resonance coil 12, a pair of one primary self-resonance coil 12 serving as the nearest specific power supply coil and one secondary self-resonance coil 16 serving as the specific power receiving coil is identified, and the primary self-resonance of the identified pair is identified. The inter-coil distance Lc, which is the center-to-center distance between the coil 12 and the secondary self-resonant coil 16, is calculated and estimated. For example, when the secondary self-resonant coil 16 constituting the identified pair becomes the secondary self-resonant coil 16 on the vehicle front side, the secondary self-resonant coil 16 becomes the specific power receiving coil.

S20では、コイル対向判定手段54により、上記コイル間距離Lcと車速Vとに基づいて、特定受電コイルと特定給電コイルとが略対向したか否かを判定する。すなわち、コイル対向判定手段54は、コイル間距離Lcと、コイル間距離Lを推定した時点からの経過時間tと、車両状態計測手段48から入力される車速Vとに基づいて、特定受電コイルと特定給電コイルとが略対向したか否かを判定する。すなわち、コイル間距離をLcとし、車速をVとし、コイル間距離計測時からの計測時間をtとし、予め設定した所定範囲をεとした場合に、次の(1)式が成立したか否かを判定する。
|L−Vt|≦ε ・・・(1)
In S20, the coil facing determination unit 54 determines whether or not the specific power receiving coil and the specific power feeding coil are substantially opposed based on the inter-coil distance Lc and the vehicle speed V. That is, the coil facing determination unit 54 determines whether the specific power receiving coil is based on the inter-coil distance Lc, the elapsed time t from when the inter-coil distance L is estimated, and the vehicle speed V input from the vehicle state measuring unit 48. It is determined whether or not the specific power supply coil is substantially opposed. That is, if the distance between the coils is Lc, the vehicle speed is V, the measurement time from the time of measuring the distance between the coils is t, and the predetermined range set in advance is ε, whether or not the following equation (1) holds: Determine whether.
| L−Vt | ≦ ε (1)

(1)式が成立したと判定された場合には、特定受電コイルと特定給電コイルとが略対向したと判定され、S22に移行する。これに対して、(1)式が不成立の場合には、S20の判定を繰り返す。   When it is determined that the expression (1) is established, it is determined that the specific power receiving coil and the specific power supply coil are substantially opposed to each other, and the process proceeds to S22. On the other hand, if the expression (1) is not established, the determination of S20 is repeated.

S22では、一次側コントローラ26により切換スイッチ24を切り換えて、特定給電コイルに対応する一次電源側コイル22に交流電源20から、高周波電力ドライバ29により周波数変換された交流電流を供給し、一次自己共振コイル12、二次自己共振コイル16、及び二次蓄電側コイル32に送電を行う。また、S24で、二次側コントローラ40は、蓄電部36の検出された充電量を取得し、充電量が充電上限値を超えた場合に処理を終了し、充電量が充電上限値以下であるならば、S26に移行する。S26では、特定受電コイルと特定給電コイルとの略対向が終了したか否かを判定し、終了していない場合、S22で特定給電コイルに電力を供給する。逆に、S26で、特定受電コイルと特定給電コイルとの略対向が終了したと判定された場合には、S16に移行し、S16からS26の処理を繰り返す。この場合、S18で、最も近い対を構成する二次自己共振コイル16が車両後側の二次自己共振コイル16となる場合、この二次自己共振コイル16が特定受電コイルとなる。   In S22, the primary side controller 26 switches the changeover switch 24 to supply the primary power source side coil 22 corresponding to the specific power supply coil from the AC power source 20 with the AC current frequency-converted by the high frequency power driver 29, thereby performing primary self-resonance. Power is transmitted to the coil 12, the secondary self-resonant coil 16, and the secondary power storage side coil 32. Further, in S24, the secondary controller 40 acquires the detected charge amount of the power storage unit 36, ends the process when the charge amount exceeds the charge upper limit value, and the charge amount is equal to or less than the charge upper limit value. If so, the process proceeds to S26. In S26, it is determined whether or not the substantially facing between the specific power receiving coil and the specific power supply coil has ended. If not, power is supplied to the specific power supply coil in S22. On the other hand, when it is determined in S26 that the substantially facing of the specific power receiving coil and the specific power supply coil has ended, the process proceeds to S16, and the processes from S16 to S26 are repeated. In this case, when the secondary self-resonant coil 16 constituting the closest pair becomes the secondary self-resonant coil 16 on the rear side of the vehicle in S18, the secondary self-resonant coil 16 becomes the specific power receiving coil.

なお、S14で、車両状態計測手段48は、自車位置を計測する代わりに、またはこれとともに、車両14に設けた2の二次自己共振コイル16の位置を計測することもできる。また、上記の例では、二次自己共振コイル16は、2個のみを車両14に設けているが、3個以上を車両14の前後方向に等間隔に並ぶように配置することもできる。   In S14, the vehicle state measuring unit 48 can measure the position of the second secondary self-resonant coil 16 provided in the vehicle 14 instead of or together with measuring the own vehicle position. In the above example, only two secondary self-resonant coils 16 are provided in the vehicle 14, but three or more secondary self-resonant coils 16 may be arranged in the front-rear direction of the vehicle 14 at equal intervals.

このような車両充電システムによれば、2の二次自己共振コイル16は、2の二次自己共振コイル16同士の間隔L2が複数の一次自己共振コイル12同士の間隔L1に対して異なるように配置している。このため、車両14が移動する場合に、一次自己共振コイル12と、一次自己共振コイル12により送電される二次自己共振コイル16とが対向してから、次に、一次自己共振コイル12と二次自己共振コイル16とが対向するまでの時間を短くできるか、またはなくせる。このため、電力が送電されない期間を短くできるか、またはなくせる。すなわち、車両14の移動中での道路10側の給電装置18から車両14側への長い連続送電を実現しやすくできるとともに、送電休止時間を短くできるか、またはなくせる。この結果、ある設定時間内である電力を送電する場合に、単位時間当たりの最大送電電力を小さくでき、電力損失を低減できる。また、同じ電力を送電する場合に必要となる、送電休止時間を含む、送電開始から送電終了までの全体の時間を短くできる。したがって、車両14の移動中での道路10側の給電装置18から車両14側への連続送電時間を多くして、送電休止時間を短く、またはなくせるとともに、送電時の電力損失を低減できる。   According to such a vehicle charging system, the second secondary self-resonant coil 16 is configured such that the interval L2 between the second secondary self-resonant coils 16 is different from the interval L1 between the plurality of primary self-resonant coils 12. It is arranged. For this reason, when the vehicle 14 moves, the primary self-resonant coil 12 and the secondary self-resonant coil 16 transmitted by the primary self-resonant coil 12 face each other, and then the primary self-resonant coil 12 and the secondary self-resonant coil 12 The time until the next self-resonant coil 16 faces can be shortened or eliminated. For this reason, the period when electric power is not transmitted can be shortened or eliminated. That is, long continuous power transmission from the power supply device 18 on the road 10 side to the vehicle 14 side during the movement of the vehicle 14 can be easily realized, and the power transmission suspension time can be shortened or eliminated. As a result, when transmitting power within a certain set time, the maximum transmitted power per unit time can be reduced and power loss can be reduced. In addition, it is possible to shorten the overall time from the start of power transmission to the end of power transmission, including the power transmission suspension time, which is necessary when transmitting the same power. Therefore, it is possible to increase the continuous power transmission time from the power supply device 18 on the road 10 side to the vehicle 14 side while the vehicle 14 is moving, to shorten or eliminate the power transmission suspension time, and to reduce power loss during power transmission.

これに対して、図8は、本発明の範囲から外れる比較例において、車両が走行する場合の、道路10側の一次自己共振コイル12と車両側の二次自己共振コイル16とが対向した場合(a)と、それに続く別の組み合わせで、一次自己共振コイル12と二次自己共振コイル16とが対向した場合(b)とを示す模式図である。この比較例では、複数の二次自己共振コイル16同士の間隔L2aを、複数の一次自己共振コイル12同士の間隔L1aと同じにしている。このため、車両が図8の矢印α方向に走行する場合に、(a)に示すように、一次自己共振コイル12と二次自己共振コイル16とが対向する場合には、すべての一次自己共振コイル12が、対応する二次自己共振コイル16にそれぞれ対向するが、次に、(b)に示すように、一次自己共振コイル12と二次自己共振コイル16とが対向するまでの時間が長くなる。例えば、1の二次自己共振コイル16が1の一次自己共振コイル12に正対して対向した状態から、別の一次自己共振コイル12に正対して対向するまでに、車両が図8(a)の距離D1だけ進む必要がある。   On the other hand, FIG. 8 shows a case where the primary self-resonant coil 12 on the road 10 side and the secondary self-resonant coil 16 on the vehicle side face each other in a comparative example that is out of the scope of the present invention. It is a schematic diagram which shows (b) when the primary self-resonant coil 12 and the secondary self-resonant coil 16 oppose by (a) and another combination following it. In this comparative example, the interval L2a between the plurality of secondary self-resonant coils 16 is the same as the interval L1a between the plurality of primary self-resonant coils 12. For this reason, when the vehicle travels in the direction of arrow α in FIG. 8, as shown in FIG. 8A, when the primary self-resonant coil 12 and the secondary self-resonant coil 16 face each other, all primary self-resonances occur. The coils 12 face the corresponding secondary self-resonant coils 16 respectively. Next, as shown in (b), the time until the primary self-resonant coil 12 and the secondary self-resonant coil 16 face each other is long. Become. For example, the vehicle from the state where one secondary self-resonant coil 16 is opposed to one primary self-resonant coil 12 to the other primary self-resonant coil 12 is opposed to another primary self-resonant coil 12 as shown in FIG. It is necessary to advance by the distance D1.

これに対して、上記の図6で示した本実施の形態の場合、車両が図6の矢印α方向に走行する場合に、車両前側(図6(a)(b)の右側)に位置する二次自己共振コイル16が一次自己共振コイル12に正対して対向した((a)の場合)後、車両後側(図6(a)(b)の左側)に位置する二次自己共振コイル16が一次自己共振コイル12に正対して対向する((b)の場合)までに、車両が図6(a)の距離D2だけしか進まない。図6、図8の比較から明らかなように、本実施の形態では、送電休止時間を短くできるか、またはなくせる。また、本実施の形態では、予め設定した所定の条件成立時に、特定した特定給電コイルである1の一次自己共振コイル12にのみ電力を供給するように、車両14の移動に伴って、電力を供給する一次自己共振コイル12を切り換える切換手段59を備える。このため、すべての一次自己共振コイル12へ常に交流電力が供給されることがなく、送電時の電力損失をより低減できる。   On the other hand, in the case of the present embodiment shown in FIG. 6 above, when the vehicle travels in the direction of arrow α in FIG. 6, it is located on the vehicle front side (right side in FIGS. 6A and 6B). After the secondary self-resonant coil 16 is opposed to the primary self-resonant coil 12 (in the case (a)), the secondary self-resonant coil is located on the rear side of the vehicle (the left side in FIGS. 6A and 6B). By the time 16 faces the primary self-resonant coil 12 (in the case of (b)), the vehicle advances only by the distance D2 in FIG. 6 (a). As is clear from the comparison between FIG. 6 and FIG. 8, in this embodiment, the power transmission suspension time can be shortened or eliminated. Further, in the present embodiment, when the vehicle 14 moves, power is supplied so that power is supplied only to the first primary self-resonant coil 12 that is the specified specific power supply coil when a predetermined condition set in advance is satisfied. Switching means 59 for switching the supplied primary self-resonant coil 12 is provided. For this reason, AC power is not always supplied to all primary self-resonant coils 12, and power loss during power transmission can be further reduced.

図9は、本実施の形態と比較例とにおいて、送電電力の時間経過の1例を示す図である。図9では、横軸により時間を、縦軸により送電電力を表している。また、実線aで本実施の形態の場合を、一点鎖線bで比較例の場合を表している。また、図9では、本実施の形態と比較例とで、同じ電力を同じ設定時間内に送電する場合を示している。図9から明らかなように、本実施の形態では、比較例の場合と異なり、送電休止時間を短く、またはなくすことができ、単位時間当たりの最大送電電力を小さくできる。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the passage of time of transmitted power in the present embodiment and the comparative example. In FIG. 9, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents transmission power. The solid line a represents the case of the present embodiment, and the alternate long and short dash line b represents the case of the comparative example. FIG. 9 shows a case where the same power is transmitted within the same set time in the present embodiment and the comparative example. As is apparent from FIG. 9, in the present embodiment, unlike the comparative example, the power transmission suspension time can be shortened or eliminated, and the maximum transmitted power per unit time can be reduced.

なお、本実施の形態では、二次側コントローラ40が一次コイル位置出力手段56を有するように構成しているが、各一次自己共振コイル12の近傍にその位置情報を送信する送信部をそれぞれ設けたり、一次側コントローラ26が複数の一次自己共振コイル12の位置情報を出力するコイル位置出力手段を有する構成とし、送信部または一次側通信装置28からのコイル位置情報を二次側通信装置46を介して二次側コントローラ40に送信するように構成することもできる。この場合も、二次側コントローラ40は、複数の一次自己共振コイル12の位置情報を取得することができる。   In the present embodiment, the secondary-side controller 40 is configured to have the primary coil position output means 56, but a transmitter for transmitting the position information is provided in the vicinity of each primary self-resonant coil 12. Or the primary controller 26 has a coil position output means for outputting the position information of the plurality of primary self-resonant coils 12, and the coil position information from the transmitter or the primary communication device 28 is transferred to the secondary communication device 46. It can also be configured to transmit to the secondary-side controller 40 via. Also in this case, the secondary-side controller 40 can acquire position information of the plurality of primary self-resonant coils 12.

[第2の発明の実施の形態]
図10は、本発明に係る第2の実施の形態において、本発明に係る第2の実施の形態において、一次側、二次側の自己共振コイルと、電源側、蓄電側コイルと、コントローラとを示す略図である。図11は、本実施の形態において、移動体給電方法である車両充電方法を示すフローチャートである。
[Second Embodiment]
FIG. 10 shows a second embodiment according to the present invention. In the second embodiment according to the present invention, a primary side, secondary side self-resonant coil, a power source side, a storage side coil, a controller, FIG. FIG. 11 is a flowchart showing a vehicle charging method which is a mobile power feeding method in the present embodiment.

図10に示すように、本実施の形態では、すべての二次自己共振コイル16の導線の一部同士の間にそれぞれ可変容量コンデンサ60を接続している。なお、図10では、1の二次自己共振コイル16に対応する構成要素のみを図示している。各可変容量コンデンサ60は、二次側コントローラ40からの制御信号により容量を変化させることを可能としている。仮に各可変容量コンデンサ60が設けられていないとすると、二次自己共振コイル16の容量は、導線間の浮遊容量によって決定される。これに対して、本実施の形態では、各二次自己共振コイル16の容量は、各可変容量コンデンサ60の容量を変更することにより変更することができる。このため、各可変容量コンデンサ60の容量を変更することにより、各二次自己共振コイル16のLC共振周波数も変更可能となる。   As shown in FIG. 10, in this embodiment, variable capacitance capacitors 60 are connected between some of the conductive wires of all secondary self-resonant coils 16. In FIG. 10, only components corresponding to one secondary self-resonant coil 16 are shown. Each variable capacitor 60 is capable of changing its capacity by a control signal from the secondary-side controller 40. If each variable capacitor 60 is not provided, the capacitance of the secondary self-resonant coil 16 is determined by the stray capacitance between the conducting wires. On the other hand, in the present embodiment, the capacity of each secondary self-resonant coil 16 can be changed by changing the capacity of each variable capacitor 60. Therefore, the LC resonance frequency of each secondary self-resonant coil 16 can be changed by changing the capacitance of each variable capacitor 60.

また、二次側コントローラ40は、1の特定給電コイルである一次自己共振コイル12と1の特定受電コイルである二次自己共振コイル16との間隔が所定値以内である、すなわち略対向していると判定された場合に、特定受電コイルである1の二次自己共振コイル16の共振周波数のみを、交流電源20の電源周波数を高周波電力ドライバ29で周波数変換した後の周波数であり、電源周波数に基づく周波数である、変換後電源周波数と一致するように変更する、共振周波数変更手段62を有する。   Further, the secondary-side controller 40 has an interval between the primary self-resonant coil 12 that is one specific power supply coil and the secondary self-resonant coil 16 that is one specific power-receiving coil within a predetermined value, that is, substantially opposite. If it is determined that the power frequency of the AC power supply 20 is converted by the high frequency power driver 29, only the resonance frequency of the secondary self-resonant coil 16 that is the specific power receiving coil is the power frequency. Resonance frequency changing means 62 for changing the frequency to match the converted power supply frequency.

このような本実施の形態の構成を用いて車両の充電を行う方法を、図11のフローチャートを用いて説明する。なお、以下の本実施の形態の説明では、上記の第1の実施の形態で用いた図1から図6に示した要素、または図10に示した要素と同一または同等の要素には同一の符号を付して説明する。また、図11のS30からS40の処理は、上記の図7に示した第1の実施の形態のS10からS20の処理と同様である。   A method of charging the vehicle using the configuration of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In the following description of the present embodiment, the same or equivalent elements as those shown in FIGS. 1 to 6 or the elements shown in FIG. 10 used in the first embodiment are the same. A description will be given with reference numerals. Also, the processing from S30 to S40 in FIG. 11 is the same as the processing from S10 to S20 in the first embodiment shown in FIG.

図11のS40で、コイル対向判定手段54により、コイル間距離Lcと車速Vとコイル間距離計測時からの計測時間tとに基づいて、特定受電コイルと特定給電コイルとが略対向したと判定された場合には、S42で、二次側コントローラ40に設けた共振周波数変更手段62が、特定受電コイルである1の二次自己共振コイル16に接続している可変容量コンデンサ60の容量を変更することで、そのLC共振周波数fを、変換後電源周波数faと同じになるように変更する。すなわち、二次自己共振コイル16が特定受電コイルとならない場合には、そのLC共振周波数を「初期値」として、変換後電源周波数faとは異なる周波数に設定しておく。   In S40 of FIG. 11, it is determined by the coil facing determination means 54 that the specific power receiving coil and the specific power feeding coil are substantially opposed based on the inter-coil distance Lc, the vehicle speed V, and the measurement time t from when the inter-coil distance is measured. If so, the resonance frequency changing means 62 provided in the secondary controller 40 changes the capacitance of the variable capacitor 60 connected to the one secondary self-resonant coil 16 that is the specific power receiving coil in S42. As a result, the LC resonance frequency f is changed to be the same as the converted power supply frequency fa. That is, when the secondary self-resonant coil 16 does not become a specific power receiving coil, the LC resonance frequency is set as an “initial value”, and is set to a frequency different from the converted power supply frequency fa.

これに対して、コイル対向判定手段54により特定受電コイルと特定給電コイルとが略対向したと判定された場合には、共振周波数変更手段62が、特定受電コイルである1の二次自己共振コイル16のLC共振周波数のみを変更し、そのLC共振周波数fを変換後電源周波数faと一致させる。   On the other hand, when the coil facing determination unit 54 determines that the specific power receiving coil and the specific power feeding coil are substantially opposed to each other, the resonance frequency changing unit 62 is one of the secondary self-resonant coils as the specific power receiving coil. Only the 16 LC resonance frequencies are changed, and the LC resonance frequency f is matched with the converted power supply frequency fa.

そして、S44で、一次側コントローラ26により切換スイッチ24を切り換えて、特定給電コイルである1の一次自己共振コイル12に対応する1の一次電源側コイル22と、一次自己共振コイルとを介して、交流電源20から、二次自己共振コイルに高周波電力ドライバにより周波数変換された交流電流を供給し、送電を行う。また、S44からS46の処理は、上記の図7に示した第1の実施の形態のフローチャートのS22からS24の処理と同様である。また、S48では、特定受電コイルと特定給電コイルとの略対向が終了したか否かを判定し、終了していない場合、S44で特定給電コイルに電力を供給する。逆に、S48で、特定受電コイルと特定給電コイルとの略対向が終了したと判定された場合には、二次側コントローラ40の共振周波数変更手段62は、これまで特定受電コイルとして特定されていた二次自己共振コイル16の共振周波数fを、変換後電源周波数faとは異なる元の「初期値」の周波数に戻すように、可変容量コンデンサ60の容量を変更する。そして、S36に移行し、S36からS48の処理を繰り返す。   In S44, the changeover switch 24 is switched by the primary-side controller 26, and the primary power-side coil 22 corresponding to the primary self-resonant coil 12 that is the specific power supply coil and the primary self-resonant coil are used. The AC power source 20 supplies the secondary self-resonant coil with an AC current frequency-converted by a high-frequency power driver to perform power transmission. The processing from S44 to S46 is the same as the processing from S22 to S24 in the flowchart of the first embodiment shown in FIG. Further, in S48, it is determined whether or not the substantially facing of the specific power receiving coil and the specific power supply coil has ended. If not, power is supplied to the specific power supply coil in S44. On the other hand, if it is determined in S48 that the substantially opposite of the specific power receiving coil and the specific power supply coil has been completed, the resonance frequency changing means 62 of the secondary controller 40 has been specified as the specific power receiving coil so far. The capacitance of the variable capacitor 60 is changed so that the resonance frequency f of the secondary self-resonant coil 16 is returned to the original “initial value” frequency different from the converted power supply frequency fa. And it transfers to S36 and repeats the process of S36 to S48.

このような本実施の形態の場合も、上記の第1の実施の形態と同様に、車両14の移動中での道路10側の給電装置18から車両14側への連続送電時間を多くして、送電休止時間を短く、またはなくせるとともに、送電時の電力損失を低減できる。また、本実施の形態では、充電時に、2の二次自己共振コイル16に対応して設ける第1スイッチ42のいずれも接続したままとすることもできる。また、この場合、2の二次自己共振コイルに対応して設ける第1スイッチ42として、共通の1の第1スイッチのみを設けることもできる。その他の構成及び作用は、上記の第1の実施の形態と同様であるため、重複する図示及び説明を省略する。   In the case of this embodiment as well, as in the first embodiment, the continuous power transmission time from the power supply device 18 on the road 10 side to the vehicle 14 side during the movement of the vehicle 14 is increased. The power transmission suspension time can be shortened or eliminated, and power loss during power transmission can be reduced. In the present embodiment, any one of the first switches 42 provided corresponding to the second secondary self-resonant coils 16 can be left connected during charging. In this case, as the first switch 42 provided corresponding to the second secondary self-resonant coil, only one common first switch can be provided. Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, overlapping illustrations and descriptions are omitted.

[第3の発明の実施の形態]
図12は、本発明に係る第3の実施の形態において、一次側、二次側の自己共振コイルと、電源側、蓄電側コイルと、コントローラとを示す略図である。図13は、本実施の形態において、移動体給電方法である車両充電方法を示すフローチャートである。
[Third Embodiment]
FIG. 12 is a schematic diagram showing primary and secondary self-resonant coils, a power supply side, a power storage side coil, and a controller in the third embodiment of the present invention. FIG. 13 is a flowchart showing a vehicle charging method which is a mobile power feeding method in the present embodiment.

図12に示すように、本実施の形態では、すべての二次自己共振コイル16に可変容量コンデンサ60を接続するだけでなく、すべての一次自己共振コイル12に可変容量コンデンサ64を接続している。すなわち、本実施の形態では、上記の図10から図11に示した第2の実施の形態において、すべての一次自己共振コイル12の導線の一部同士の間にそれぞれ可変容量コンデンサ64を接続している。なお、図12では、1の一次自己共振コイル12に対応する構成要素のみを図示している。各可変容量コンデンサ64は、一次側コントローラ26からの制御信号により容量を変化させることを可能としている。各可変容量コンデンサ64が設けられていないと、一次側自己共振コイル12の容量は、導線間の浮遊容量によって決定される。これに対して、本実施の形態では、各一次自己共振コイル12の容量は、対応する可変容量コンデンサ64の容量を変更することにより変更することができる。このため、各可変容量コンデンサ64の容量を変更することにより、各一次自己共振コイル12のLC共振周波数も変更可能となる。   As shown in FIG. 12, in this embodiment, not only the variable capacitance capacitors 60 are connected to all the secondary self-resonant coils 16, but also the variable capacitance capacitors 64 are connected to all the primary self-resonant coils 12. . That is, in this embodiment, in the second embodiment shown in FIGS. 10 to 11, the variable capacitor 64 is connected between some of the conductors of all the primary self-resonant coils 12 respectively. ing. In FIG. 12, only components corresponding to one primary self-resonant coil 12 are illustrated. Each variable capacitor 64 is capable of changing its capacity according to a control signal from the primary controller 26. If each variable capacitor 64 is not provided, the capacitance of the primary self-resonant coil 12 is determined by the stray capacitance between the conducting wires. In contrast, in the present embodiment, the capacity of each primary self-resonant coil 12 can be changed by changing the capacity of the corresponding variable capacitor 64. For this reason, the LC resonance frequency of each primary self-resonant coil 12 can be changed by changing the capacitance of each variable capacitor 64.

また、一次側コントローラ26は、1の特定給電コイルである一次自己共振コイル12と1の特定受電コイルである二次自己共振コイル16との間隔が所定値以内である、すなわち略対向していると判定された場合に、特定給電コイルである1の一次自己共振コイル12の共振周波数のみを、交流電源20の電源周波数を高周波電力ドライバ29で周波数変換した後の周波数であり、電源周波数に基づく周波数である、変換後電源周波数と一致するように変更する、共振周波数変更手段66を有する。   Further, the primary controller 26 has an interval between the primary self-resonant coil 12 that is one specific power supply coil and the secondary self-resonant coil 16 that is one specific power-receiving coil within a predetermined value, that is, substantially opposed. Is determined, it is a frequency after frequency conversion of the power supply frequency of the AC power supply 20 by the high frequency power driver 29 is performed based on the power supply frequency. Resonant frequency changing means 66 is provided for changing the frequency to match the converted power supply frequency.

このような本実施の形態の構成を用いて車両の充電を行う方法を、図13のフローチャートを用いて説明する。なお、以下の本実施の形態の説明では、上記の第1の実施の形態で用いた図1から図6に示した要素、または図12に示した要素と同一または同等の要素には同一の符号を付して説明する。また、図13のS50からS60の処理は、上記の図7に示した第1の実施の形態のS10からS20の処理と同様である。   A method of charging the vehicle using the configuration of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In the following description of the present embodiment, the same or equivalent elements as those shown in FIGS. 1 to 6 or the elements shown in FIG. 12 used in the first embodiment are the same. A description will be given with reference numerals. Further, the processing from S50 to S60 in FIG. 13 is the same as the processing from S10 to S20 in the first embodiment shown in FIG.

図13のS60で、コイル対向判定手段54により、コイル間距離Lcと車速Vとコイル間距離計測時からの計測時間tとに基づいて、特定受電コイルと特定給電コイルとが略対向したと判定された場合には、S62で、二次側コントローラ40に設けた共振周波数変更手段62が、特定受電コイルである1の二次自己共振コイル16に接続している可変容量コンデンサ60の容量を変更することで、そのLC共振周波数fを、変換後電源周波数faと同じになるように変更する。すなわち、二次自己共振コイル16が特定受電コイルとならない場合には、そのLC共振周波数を「初期値」として、変換後電源周波数faとは異なる周波数に設定しておく。   In S60 of FIG. 13, it is determined by the coil facing determination means 54 that the specific power receiving coil and the specific power feeding coil are substantially opposed based on the inter-coil distance Lc, the vehicle speed V, and the measurement time t from the time of measuring the inter-coil distance. If so, the resonance frequency changing means 62 provided in the secondary controller 40 changes the capacitance of the variable capacitor 60 connected to the one secondary self-resonant coil 16 which is the specific power receiving coil in S62. As a result, the LC resonance frequency f is changed to be the same as the converted power supply frequency fa. That is, when the secondary self-resonant coil 16 does not become a specific power receiving coil, the LC resonance frequency is set as an “initial value”, and is set to a frequency different from the converted power supply frequency fa.

これに対して、コイル対向判定手段54により特定受電コイルと特定給電コイルとが略対向したと判定された場合には、共振周波数変更手段62が、特定受電コイルである1の二次自己共振コイル16のLC共振周波数のみを変更し、そのLC共振周波数fを変換後電源周波数faと一致させる。   On the other hand, when the coil facing determination unit 54 determines that the specific power receiving coil and the specific power feeding coil are substantially opposed to each other, the resonance frequency changing unit 62 is one of the secondary self-resonant coils as the specific power receiving coil. Only the 16 LC resonance frequencies are changed, and the LC resonance frequency f is matched with the converted power supply frequency fa.

これとともに、S62では、一次側コントローラ26に設けた共振周波数変更手段66が、特定給電コイルである1の一次自己共振コイル12に接続している可変容量コンデンサ64の容量を変更することで、そのLC共振周波数fを、変換後電源周波数faと同じになるように変更する。逆に、一次自己共振コイル12が特定給電コイルとならない場合には、そのLC共振周波数fを「初期値」として、変換後電源周波数faとは異なる周波数に設定しておく。   At the same time, in S62, the resonance frequency changing means 66 provided in the primary-side controller 26 changes the capacitance of the variable capacitor 64 connected to the primary self-resonant coil 12 which is the specific power supply coil. The LC resonance frequency f is changed to be the same as the converted power supply frequency fa. On the other hand, when the primary self-resonant coil 12 does not become the specific power supply coil, the LC resonance frequency f is set as an “initial value” and is set to a frequency different from the converted power supply frequency fa.

そして、S64で、一次側コントローラ26により切換スイッチ24を切り換えて、特定給電コイルである1の一次自己共振コイル12に対応する1の一次電源側コイル22と、一次自己共振コイル12とを介して、交流電源20から、二次自己共振コイル16に高周波電力ドライバ29により周波数変換された交流電流を供給し、送電を行う。また、S64からS66の処理は、上記の図7に示した第1の実施の形態のフローチャートのS22からS24の処理と同様である。また、S68では、特定受電コイルと特定給電コイルとの略対向が終了したか否かを判定し、終了していない場合、S64で特定給電コイルに電力を供給する。逆に、S68で、特定受電コイルと特定給電コイルとの略対向が終了したと判定された場合には、二次側コントローラ40の共振周波数変更手段62は、これまで特定受電コイルとして特定されていた二次自己共振コイル16の共振周波数fを、変換後電源周波数faとは異なる元の「初期値」の周波数に戻すように、可変容量コンデンサ60の容量を変更する。また、一次側コントローラ26の共振周波数変更手段66は、これまで特定給電コイルとして特定されていた一次自己共振コイル12の共振周波数fを、変換後電源周波数faとは異なる元の「初期値」の周波数に戻すように、可変容量コンデンサ64の容量を変更する。そして、S56に移行し、S56からS68の処理を繰り返す。   In S64, the changeover switch 24 is switched by the primary-side controller 26, and the primary power-resonance coil 12 corresponding to the primary self-resonant coil 12 that is the specific power supply coil and the primary self-resonant coil 12 are used. The AC power source 20 supplies the secondary self-resonant coil 16 with the AC current frequency-converted by the high-frequency power driver 29 to perform power transmission. The processing from S64 to S66 is the same as the processing from S22 to S24 in the flowchart of the first embodiment shown in FIG. Further, in S68, it is determined whether or not the substantially facing of the specific power receiving coil and the specific power supply coil has ended. If not, power is supplied to the specific power supply coil in S64. On the other hand, if it is determined in S68 that the substantially opposing power receiving coil and the specific power feeding coil have ended, the resonance frequency changing means 62 of the secondary controller 40 has been specified as the specific power receiving coil so far. The capacitance of the variable capacitor 60 is changed so that the resonance frequency f of the secondary self-resonant coil 16 is returned to the original “initial value” frequency different from the converted power supply frequency fa. Further, the resonance frequency changing means 66 of the primary-side controller 26 sets the resonance frequency f of the primary self-resonant coil 12 that has been specified as the specific power supply coil so far to the original “initial value” different from the converted power supply frequency fa. The capacity of the variable capacitor 64 is changed so as to return to the frequency. And it transfers to S56 and repeats the process of S56 to S68.

このような本実施の形態の場合も、上記の各実施の形態と同様に、車両14の移動中での道路10側の給電装置18から車両14側への連続送電時間を多くして、送電休止時間を短く、またはなくせるとともに、送電時の電力損失を低減できる。その他の構成及び作用は、上記の図1から図9に示した第1の実施の形態または図10,11に示した第2の実施の形態と同様であるため、重複する図示及び説明を省略する。   In the case of this embodiment as well, as in each of the above embodiments, the continuous power transmission time from the power supply device 18 on the road 10 side to the vehicle 14 side during the movement of the vehicle 14 is increased, and power transmission is performed. The downtime can be shortened or eliminated, and the power loss during power transmission can be reduced. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 9 or the second embodiment shown in FIGS. To do.

なお、上記の図10から図13に示した第2の実施の形態、第3の実施の形態において、各一次自己共振コイル12及び各二次自己共振コイル16に、可変容量コンデンサ60,64の代わりに可変容量ダイオードを接続し、対応するコントローラは、可変容量ダイオードの容量を変更することで、対応するコイルの共振周波数を変更する構成を採用することもできる。   In the second and third embodiments shown in FIGS. 10 to 13, the variable capacitors 60 and 64 are connected to the primary self-resonant coils 12 and the secondary self-resonant coils 16, respectively. Instead, a variable capacitance diode is connected, and the corresponding controller can change the resonance frequency of the corresponding coil by changing the capacitance of the variable capacitance diode.

また、本発明に関連する参考例として、本実施の形態において、複数の一次自己共振コイル12のそれぞれに対応して設ける複数の切換スイッチ24を省略したり、複数の切換スイッチ42として、複数の一次自己共振コイル12と交流電源20との間に共通の1の切換スイッチを設けることもできる。この場合でも、共振周波数変更手段66を設けているので、1の特定給電コイルと1の特定受電コイルとの間で効率よく給電することが可能となる。   Further, as a reference example related to the present invention, in the present embodiment, a plurality of changeover switches 24 provided corresponding to each of a plurality of primary self-resonant coils 12 are omitted, or a plurality of changeover switches 42 are provided as a plurality of changeover switches 42. One common changeover switch may be provided between the primary self-resonant coil 12 and the AC power supply 20. Even in this case, since the resonance frequency changing means 66 is provided, it is possible to efficiently supply power between one specific power supply coil and one specific power reception coil.

[第4の発明の実施の形態]
図14は、本発明に係る第4の実施の形態において、車両が走行する場合の、道路側の一次自己共振コイルと車両側の二次自己共振コイルとの位置関係の変化を時系列的に示す模式図である。本実施の形態では、車両の前後方向(図14の左右方向)に一列に2の下側二次自己共振コイル68を配置するとともに、各下側二次自己共振コイル68の上側で、車両の前後方向に関して各下側二次自己共振コイル68の間に上側二次自己共振コイル70を配置している。各二次自己共振コイル68,70の構成は、上記の図1から図9に示した第1の実施の形態の場合の各二次自己共振コイル16の構成と同様である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 14 shows, in a time series, changes in the positional relationship between the road side primary self-resonant coil and the vehicle side secondary self-resonant coil when the vehicle travels in the fourth embodiment of the present invention. It is a schematic diagram shown. In the present embodiment, two lower secondary self-resonant coils 68 are arranged in a line in the longitudinal direction of the vehicle (left-right direction in FIG. 14), and above each lower secondary self-resonant coil 68, An upper secondary self-resonant coil 70 is arranged between each lower secondary self-resonant coil 68 in the front-rear direction. The configuration of each secondary self-resonant coil 68, 70 is the same as the configuration of each secondary self-resonant coil 16 in the case of the first embodiment shown in FIGS.

また、上記の図2、図3に示した第1の実施の形態と同様に、各二次自己共振コイル68,70に二次蓄電側コイル32(図2、図3)を対向配置している。そして、二次蓄電側コイル32は、電磁誘導によって対応する二次自己共振コイル68,70からの電力の受電可能に構成している。各二次蓄電側コイル32は、二次自己共振コイル68,70から受電した電力を整流器34(図2、図3)へ出力する。整流器34は、二次蓄電側コイル32から受ける高周波の交流電力を直流電力に整流して蓄電部36へ出力する。なお、整流器34に代えて、二次蓄電側コイル32から受ける高周波の交流電力を、蓄電部36に供給する直流電力に変換するAC/DCコンバータを用いることもできる。   Similarly to the first embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the secondary power storage side coil 32 (FIGS. 2 and 3) is disposed opposite to the secondary self-resonant coils 68 and 70, respectively. Yes. The secondary power storage side coil 32 is configured to be able to receive power from the corresponding secondary self-resonant coils 68 and 70 by electromagnetic induction. Each secondary power storage side coil 32 outputs the power received from the secondary self-resonant coils 68 and 70 to the rectifier 34 (FIGS. 2 and 3). The rectifier 34 rectifies high-frequency AC power received from the secondary power storage side coil 32 into DC power and outputs the DC power to the power storage unit 36. Instead of the rectifier 34, an AC / DC converter that converts high-frequency AC power received from the secondary power storage side coil 32 into DC power supplied to the power storage unit 36 may be used.

また、各二次自己共振コイル68,70の中心軸同士の車両前後方向(図14の左右方向)に関する間隔は、複数の一次自己共振コイル12同士の間隔に対して異なるように配置している。より具体的には、各二次自己共振コイル68,70の中心軸同士の車両前後方向に関する間隔は、複数の一次自己共振コイル12の中心軸同士の車両前後方向に関する間隔よりも小さくしている。すなわち、複数の二次自己共振コイル16は、車両の移動方向(図14の矢印α方向)に沿って並んで車両に配置された2の下側二次自己共振コイル68と、2の下側二次自己共振コイル68の上側に、水平方向にずれるように車両に配置された上側二次自己共振コイル70とである。   Further, the intervals between the central axes of the secondary self-resonant coils 68 and 70 in the vehicle front-rear direction (left-right direction in FIG. 14) are arranged to be different from the intervals between the plurality of primary self-resonant coils 12. . More specifically, the distance between the central axes of the secondary self-resonant coils 68 and 70 in the vehicle longitudinal direction is smaller than the distance between the central axes of the plurality of primary self-resonant coils 12 in the vehicle longitudinal direction. . That is, the plurality of secondary self-resonant coils 16 includes two lower secondary self-resonant coils 68 arranged on the vehicle side by side along the moving direction of the vehicle (the direction of arrow α in FIG. 14) and the lower side of the two An upper secondary self-resonant coil 70 disposed on the vehicle so as to be displaced in the horizontal direction above the secondary self-resonant coil 68.

このような本実施の形態の場合、図14に示すように、矢印α方向に車両が走行する場合に、道路10側の1の一次自己共振コイル12と車両側の1の二次自己共振コイル68とが対向した場合(a)から、別の一次自己共振コイル12と別の二次自己共振コイル68とが対向する場合(b)までの時間間隔と、(b)の場合からそれに続く別の一次自己共振コイル12と別の二次自己共振コイル70とが対向する場合(c)までの時間間隔とが、それぞれ短くなる。すなわち、本実施の形態によれば、本実施の形態の構成と異なり、単に、車両側に2の二次自己共振コイル16を前後方向に並べて配置したと仮定した場合に比べて、各二次自己共振コイル68,70同士の間の、車両の前後方向に関する間隔を小さくできる。このため、車両が移動する場合に、一次自己共振コイル12と、一次自己共振コイル12により送電される二次自己共振コイル68,70とが正対するように対向してから、次に、一次自己共振コイル12と二次自己共振コイル68,70とが正対するように対向するまでの時間をより短くできる。このため、車両の移動中での道路10側の給電装置18から車両側への連続送電時間をより多くして、送電休止時間をより短く、またはなくせるとともに、送電時の電力損失をより低減できる。   In the case of this embodiment, as shown in FIG. 14, when the vehicle travels in the direction of arrow α, one primary self-resonant coil 12 on the road 10 side and one secondary self-resonant coil on the vehicle side 68, the time interval from (a) until another primary self-resonant coil 12 and another secondary self-resonant coil 68 are opposed to (b), and the subsequent interval from (b). When the primary self-resonant coil 12 and another secondary self-resonant coil 70 face each other, the time interval until (c) becomes shorter. That is, according to the present embodiment, unlike the configuration of the present embodiment, each secondary is simply compared to the case where it is assumed that two secondary self-resonant coils 16 are arranged side by side in the front-rear direction on the vehicle side. The space | interval regarding the front-back direction of a vehicle between self-resonant coils 68 and 70 can be made small. Therefore, when the vehicle moves, the primary self-resonant coil 12 and the secondary self-resonant coils 68 and 70 transmitted by the primary self-resonant coil 12 face each other so as to face each other, and then the primary self-resonant coil The time until the resonant coil 12 and the secondary self-resonant coils 68 and 70 face each other so as to face each other can be shortened. For this reason, the continuous power transmission time from the power supply device 18 on the road 10 side to the vehicle side during the movement of the vehicle is increased, and the power transmission suspension time can be shortened or eliminated, and the power loss during power transmission is further reduced. it can.

なお、本実施の形態において、下側二次自己共振コイル68と上側二次自己共振コイル70とを、車両の移動方向に対し直交する横方向にずらせることもできる。この場合には、一次自己共振コイル12を車両の移動方向に沿って2列平行に複数ずつ並ぶように配置する。そして、交流電源20から各一次自己共振コイル12に、高周波電力ドライバ29及び一次電源側コイル22を介して電力を供給可能とする。その他の構成及び作用は、上記の図1から図9に示した第1の実施の形態と同様である。   In the present embodiment, the lower secondary self-resonant coil 68 and the upper secondary self-resonant coil 70 can be shifted in a lateral direction orthogonal to the moving direction of the vehicle. In this case, a plurality of primary self-resonant coils 12 are arranged in parallel in two rows along the moving direction of the vehicle. Then, power can be supplied from the AC power supply 20 to each primary self-resonant coil 12 via the high frequency power driver 29 and the primary power supply side coil 22. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment shown in FIGS.

[第5の発明の実施の形態]
図15は、本発明に係る第5の実施の形態において、車両が走行する場合の、道路側の一次自己共振コイルと車両側の二次自己共振コイルとの位置関係の変化を時系列的に示す、上方から下方に見た模式図である。本実施の形態では、車両の前後方向(図15の左右方向)と、車両の前後方向に対し直交する横方向(図15の上下方向)とに、それぞれずれるように2の二次自己共振コイル16を、車両に配置している。また、各二次自己共振コイル16の配置に対応して、道路10側に、対応する一次自己共振コイル12を、二次自己共振コイル16に上下方向の対向可能に、車両の移動方向である矢印α方向に対し直交する横方向にずれるように2列配置している。各列で一次自己共振コイル12は複数が車両の移動方向に沿って等間隔に並んで配置されている。また、交流電源20から各一次自己共振コイル12に、高周波電力ドライバ29及び一次電源側コイル22を介して電力を供給可能としている。
[Fifth Embodiment]
FIG. 15 shows, in a time series, changes in the positional relationship between the primary self-resonance coil on the road side and the secondary self-resonance coil on the vehicle side in the fifth embodiment according to the present invention. It is the schematic diagram seen from the top to the bottom. In the present embodiment, two secondary self-resonant coils are displaced from each other in the longitudinal direction of the vehicle (left-right direction in FIG. 15) and in the lateral direction (vertical direction in FIG. 15) orthogonal to the longitudinal direction of the vehicle. 16 is arranged in the vehicle. Corresponding to the arrangement of each secondary self-resonant coil 16, the corresponding primary self-resonant coil 12 on the road 10 side can be opposed to the secondary self-resonant coil 16 in the vertical direction. Two rows are arranged so as to be shifted in the horizontal direction perpendicular to the arrow α direction. In each row, a plurality of primary self-resonant coils 12 are arranged at equal intervals along the moving direction of the vehicle. Further, power can be supplied from the AC power supply 20 to each primary self-resonant coil 12 via the high-frequency power driver 29 and the primary power supply side coil 22.

各二次自己共振コイル16の構成は、上記の図1から図9に示した第1の実施の形態の場合の各二次自己共振コイル16の構成と同様である。また、上記の図2、図3に示した第1の実施の形態と同様に、各二次自己共振コイル16に二次蓄電側コイル32を対向配置している。そして、二次蓄電側コイル32は、電磁誘導によって対応する二次自己共振コイル16からの電力の受電を可能に構成している。各二次蓄電側コイル32は、二次自己共振コイル16から受電した電力を整流器34へ出力する。整流器34は、二次蓄電側コイル32から受ける高周波の交流電力を直流電力に整流して蓄電部36へ出力する。なお、整流器34に代えて、二次蓄電側コイル32から受ける高周波の交流電力を蓄電部36の電圧レベルに変換するAC/DCコンバータを用いることもできる。   The configuration of each secondary self-resonant coil 16 is the same as the configuration of each secondary self-resonant coil 16 in the case of the first embodiment shown in FIGS. Further, similarly to the first embodiment shown in FIG. 2 and FIG. 3 described above, the secondary power storage side coil 32 is disposed opposite to each secondary self-resonant coil 16. The secondary power storage side coil 32 is configured to be able to receive power from the corresponding secondary self-resonant coil 16 by electromagnetic induction. Each secondary power storage side coil 32 outputs the power received from secondary self-resonant coil 16 to rectifier 34. The rectifier 34 rectifies high-frequency AC power received from the secondary power storage side coil 32 into DC power and outputs the DC power to the power storage unit 36. Instead of the rectifier 34, an AC / DC converter that converts high-frequency AC power received from the secondary power storage side coil 32 into the voltage level of the power storage unit 36 may be used.

また、複数の二次自己共振コイル16の中心軸同士の車両前後方向に関する間隔は、複数の一次自己共振コイル12同士の間隔に対して異なるように配置している。より具体的には、複数の二次自己共振コイル16の中心軸同士の車両前後方向に関する間隔は、複数の一次自己共振コイル12の中心軸同士の車両前後方向に関する間隔よりも例えば約1.5倍大きくしている。   Further, the intervals between the central axes of the plurality of secondary self-resonant coils 16 in the vehicle front-rear direction are arranged to be different from the interval between the plurality of primary self-resonant coils 12. More specifically, the distance between the central axes of the plurality of secondary self-resonant coils 16 in the longitudinal direction of the vehicle is, for example, about 1.5 than the distance between the central axes of the plurality of primary self-resonant coils 12 in the longitudinal direction of the vehicle. It is twice as big.

このような本実施の形態の場合、図15に示すように、矢印α方向に車両が走行する場合に、道路10側の1の一次自己共振コイル12と車両側の1の二次自己共振コイル16とが対向した場合(a)から、別の一次自己共振コイル12と別の二次自己共振コイル16とが対向する場合(b)までの時間間隔と、(b)の場合からそれに続く別の一次自己共振コイル12と別の二次自己共振コイル16とが対向する場合(c)までの時間間隔とが、それぞれ短くなる。また、二次自己共振コイル16同士を横方向にずらせることで、二次自己共振コイル16の配置自由度を高くでき、二次自己共振コイル16同士の車両の前後方向の間隔を十分に小さくして、2の二次自己共振コイル16を含む構成の車両の前後方向に関する長さを短くできる。その他の構成及び作用は、上記の図1から図9に示した第1の実施の形態と同様である。   In the case of this embodiment, as shown in FIG. 15, when the vehicle travels in the direction of arrow α, one primary self-resonant coil 12 on the road 10 side and one secondary self-resonant coil on the vehicle side The time interval from the case (a) until the case 16 is opposed to the case (b) where the other primary self-resonant coil 12 and the other secondary self-resonant coil 16 face each other, and the subsequent interval from the case (b). When the primary self-resonant coil 12 and another secondary self-resonant coil 16 face each other, the time interval until (c) becomes shorter. Further, by shifting the secondary self-resonant coils 16 in the lateral direction, the degree of freedom of arrangement of the secondary self-resonant coils 16 can be increased, and the distance between the secondary self-resonant coils 16 in the vehicle front-rear direction is sufficiently small. And the length regarding the front-back direction of the vehicle of the structure containing the 2nd secondary self-resonance coil 16 can be shortened. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment shown in FIGS.

なお、上記各実施の形態では、一次自己共振コイル12及び二次自己共振コイル16の他に、一次電源側コイル22と二次蓄電側コイル32との、対応するコイルを設けて、自己共振コイル12,16と、対応するコイル22,32とを電磁誘導での電力の送電可能に対向配置している。ただし、上記各実施の形態において、一次電源側コイル22及び二次蓄電側コイル32を省略し、交流電源20に一次電源側コイル22を介さずに一次自己共振コイル12を接続し、蓄電部36に二次蓄電側コイル32を介さずに二次自己共振コイル16を接続することもできる。   In each of the above embodiments, in addition to the primary self-resonant coil 12 and the secondary self-resonant coil 16, corresponding coils of the primary power supply side coil 22 and the secondary power storage side coil 32 are provided, and the self-resonant coil 12 and 16 and the corresponding coils 22 and 32 are arranged opposite to each other so that electric power can be transmitted by electromagnetic induction. However, in each of the above embodiments, the primary power supply side coil 22 and the secondary power storage side coil 32 are omitted, the primary self-resonant coil 12 is connected to the AC power supply 20 without the primary power supply side coil 22, and the power storage unit 36. Alternatively, the secondary self-resonant coil 16 can be connected without the secondary power storage side coil 32.

10 道路、12 一次自己共振コイル、14 車両、16 二次自己共振コイル、18 給電装置、20 交流電源、22 一次電源側コイル、24 切換スイッチ、26 一次側コントローラ、28 高周波電力ドライバ、30 走行用モータ、32 二次蓄電側コイル、34 整流器、36 蓄電部、38 駆動部、40 二次側コントローラ、42 第1スイッチ、44 第2スイッチ、46 二次側通信装置、48 車両状態計測手段、50 一次コイル特定手段、52 一次二次コイル間距離推定手段、54 コイル対向判定手段、56 一次コイル位置出力手段、58 給電許可手段、59 切換手段、60 可変容量コンデンサ、62 共振周波数変更手段、64 可変容量コンデンサ、66 共振周波数変更手段、68 下側二次自己共振コイル、70 上側二次自己共振コイル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Road, 12 Primary self-resonant coil, 14 Vehicle, 16 Secondary self-resonant coil, 18 Power feeding device, 20 AC power supply, 22 Primary power source side coil, 24 Changeover switch, 26 Primary side controller, 28 High frequency power driver, 30 For driving Motor, 32 Secondary power storage side coil, 34 Rectifier, 36 Power storage unit, 38 Drive unit, 40 Secondary side controller, 42 First switch, 44 Second switch, 46 Secondary communication device, 48 Vehicle state measuring means, 50 Primary coil identification means, 52 Primary secondary coil distance estimation means, 54 Coil facing determination means, 56 Primary coil position output means, 58 Power feed permission means, 59 Switching means, 60 Variable capacitor, 62 Resonance frequency changing means, 64 Variable Capacitor, 66 Resonant frequency changing means, 68 Lower secondary self-resonant coil , 70 upper secondary self-resonant coil.

Claims (8)

固定側に設けられた複数の一次コイルと、移動体に設けられた複数の二次コイルとを備え、
一次コイルから二次コイルへ給電する移動体給電装置であって、
複数の二次コイルは、移動体が移動する場合に、一次コイルに正対して対向する二次コイルが切り換わるように配置しており、
予め設定した所定の条件成立時に、特定した1の一次コイルにのみ電力を供給するように、移動体の移動に伴って、電力を供給する一次コイルを切り換える切換手段を備えることを特徴とする移動体給電装置。
A plurality of primary coils provided on the fixed side and a plurality of secondary coils provided on the moving body,
A mobile power feeder that feeds power from a primary coil to a secondary coil,
The plurality of secondary coils are arranged so that when the moving body moves, the secondary coil facing the primary coil and facing the primary coil is switched.
A movement characterized by comprising switching means for switching a primary coil that supplies power as the moving body moves so that power is supplied only to the specified primary coil when a predetermined condition is set in advance. Body power supply device.
請求項1に記載の移動体給電装置において、
複数の二次コイルの位置または複数の二次コイルを設けた移動体の位置を計測する計測手段と、
複数の一次コイルの位置を出力する出力手段と、
最も近い1の一次コイルと1の二次コイルとの対を特定し、特定した対をそれぞれ構成する特定一次コイルと特定二次コイルとの中心間距離を推定する距離推定手段とを備え、
切換手段は、所定の条件成立時である、中心間距離が予め設定した所定値以下の場合に、特定一次コイルにのみ電力を供給するように、移動体の移動に伴って、電力を供給する一次コイルを切り換えることを特徴とする移動体給電装置。
In the mobile electric power feeder of Claim 1,
Measuring means for measuring the position of a plurality of secondary coils or the position of a moving body provided with a plurality of secondary coils;
Output means for outputting the positions of a plurality of primary coils;
A distance estimation means for identifying a pair of the closest primary coil and the secondary coil of 1 and estimating a center-to-center distance between the specific primary coil and the specific secondary coil that respectively constitute the specified pair;
The switching means supplies power along with the movement of the moving body so that power is supplied only to the specific primary coil when the center-to-center distance is equal to or less than a predetermined value when a predetermined condition is satisfied. A mobile power feeder characterized by switching a primary coil.
請求項1または請求項2に記載の移動体給電装置において、
複数の二次コイルは、複数の二次コイル同士の中心間距離が複数の一次コイル同士の中心間距離に対して異なるように配置されていることを特徴とする移動体給電装置。
In the mobile electric power feeder of Claim 1 or Claim 2,
The plurality of secondary coils are arranged such that the center-to-center distance between the plurality of secondary coils is different from the center-to-center distance between the plurality of primary coils.
請求項1から請求項3のいずれか1に記載の移動体給電装置において、
複数の二次コイルは、移動体の移動方向に沿って一列に配置されており、
複数の一次コイルは、移動体の移動に伴って、複数の二次コイルに順に上下方向に対向可能に一列に配置されていることを特徴とする移動体給電装置。
The mobile power feeder according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of secondary coils are arranged in a line along the moving direction of the moving body,
A plurality of primary coils are arranged in a row so as to be opposed to a plurality of secondary coils in order in the vertical direction as the moving body moves.
請求項1から請求項3のいずれか1に記載の移動体給電装置において、
複数の二次コイルは、移動体の移動方向に沿って並んで移動体に配置された複数の下側二次コイルと、複数の下側二次コイルの上側に、水平方向にずれるように移動体に配置された上側二次コイルとであることを特徴とする移動体給電装置。
The mobile power feeder according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of secondary coils move in a horizontal direction so as to be horizontally shifted above the plurality of lower secondary coils and the plurality of lower secondary coils arranged in the moving body side by side along the moving direction of the moving body. A mobile power feeding device comprising an upper secondary coil disposed on a body.
請求項1から請求項3のいずれか1に記載の移動体給電装置において、
複数の二次コイルは、移動体の移動方向と、移動体の移動方向に対し直交する方向とにそれぞれずれるように移動体に複数配置されており、
複数の一次コイルは、対応する二次コイルに上下方向に対向可能に、移動体の移動方向に対し直交する方向にずれるように複数列配置されていることを特徴とする移動体給電装置。
The mobile power feeder according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of secondary coils are arranged in the moving body so as to be shifted in the moving direction of the moving body and the direction orthogonal to the moving direction of the moving body, respectively.
A plurality of primary coils are arranged in a plurality of rows so as to be vertically opposed to a corresponding secondary coil so as to be shifted in a direction orthogonal to the moving direction of the moving body.
請求項1から請求項3のいずれか1に記載の移動体給電装置において、
1の一次コイルと1の二次コイルとの間隔が所定値以内であると判定された場合に1の二次コイルのみの共振周波数を電源周波数に基づく周波数と一致するように変更する共振周波数変更手段を備えることを特徴とする移動体給電装置。
The mobile power feeder according to any one of claims 1 to 3,
Resonance frequency change for changing the resonance frequency of only one secondary coil to match the frequency based on the power supply frequency when it is determined that the interval between one primary coil and one secondary coil is within a predetermined value Means for providing a mobile body power supply device.
請求項1から請求項3のいずれか1に記載の移動体給電装置において、
1の一次コイルと1の二次コイルとの間隔が所定値以内であると判定された場合に1の一次コイルのみの共振周波数と、1の二次コイルのみの共振周波数とをそれぞれ電源周波数に基づく周波数と一致するように変更する共振周波数変更手段を備えることを特徴とする移動体給電装置。
The mobile power feeder according to any one of claims 1 to 3,
When it is determined that the interval between one primary coil and one secondary coil is within a predetermined value, the resonance frequency of only one primary coil and the resonance frequency of only one secondary coil are respectively set as power supply frequencies. A mobile power feeding apparatus comprising: a resonance frequency changing unit that changes the frequency so as to coincide with a frequency to be based on.
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