JP2023132300A - Abnormality diagnostic system, and abnormality diagnostic method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は異常診断システム及び異常判定方法に関する。 The present invention relates to an abnormality diagnosis system and an abnormality determination method.
従来、磁界共鳴方式のような伝送方式を用いて、給電装置と車両との間で非接触で電力を伝送する技術が知られている(例えば特許文献1)。斯かる技術を用いることで、給電装置から車両への非接触給電によって車両のバッテリを充電することができる。 BACKGROUND ART Conventionally, there is a known technique for transmitting electric power between a power supply device and a vehicle in a non-contact manner using a transmission method such as a magnetic field resonance method (for example, Patent Document 1). By using such technology, the battery of the vehicle can be charged by contactless power supply from the power supply device to the vehicle.
特許文献1には、車両に設けられた受電装置に給電装置から電力を供給しているときに、給電装置の送電コイルに供給される電力を監視することで受電装置の異常を検知して送電コイルへの電力供給を停止することが記載されている。 Patent Document 1 discloses that when power is being supplied from a power feeding device to a power receiving device installed in a vehicle, an abnormality in the power receiving device is detected by monitoring the power supplied to a power transmission coil of the power feeding device, and the power is transmitted. It is stated that the power supply to the coil is stopped.
しかしながら、特許文献1では、給電装置側においても異常が発生する可能性があることが一切考慮されていない。例えば、給電装置を構成する部品の劣化、故障等によって送電コイルに異常が生じ、送電コイルの周囲に発生する漏電磁界の強度が所定の規定値を上回るおそれがある。 However, in Patent Document 1, no consideration is given to the possibility that an abnormality may occur on the power supply device side as well. For example, there is a risk that an abnormality may occur in the power transmission coil due to deterioration or failure of components constituting the power supply device, and the strength of the leakage field generated around the power transmission coil may exceed a predetermined specified value.
このため、送電コイルの状態を監視して送電コイルの異常を早期に検出できることが望ましい。しかしながら、道路に設けられた複数の送電コイルの各々に対して磁気センサのような磁界検出器を設置することは設置コストの増加をもたらす。 For this reason, it is desirable to be able to monitor the state of the power transmitting coil and detect abnormalities in the power transmitting coil at an early stage. However, installing a magnetic field detector such as a magnetic sensor for each of the plurality of power transmission coils provided on a road increases installation cost.
そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、給電装置の送電コイルの異常を簡易的な構成で検出することにある。 Therefore, in view of the above problems, an object of the present invention is to detect an abnormality in a power transmission coil of a power supply device with a simple configuration.
本開示の要旨は以下のとおりである。 The gist of the present disclosure is as follows.
(1)車両の受電コイルに電力を送電するように道路の所定範囲に配置された一群の送電コイルの異常の有無を判定する異常判定部と、前記一群の送電コイルのうち異常判定対象の第1の送電コイルから交流磁界が放射されているときの漏洩磁界の強度を検出する磁界検出器とを備え、前記異常判定部は、前記磁界検出器の出力値が所定の閾値以上である場合に前記第1の送電コイルに異常が生じていると判定し、該第1の送電コイルと該磁界検出器との位置関係に基づいて該出力値及び該閾値の少なくとも一方を補正する、異常診断システム。 (1) An abnormality determination unit that determines the presence or absence of an abnormality in a group of power transmission coils arranged in a predetermined area of the road so as to transmit power to the power reception coil of a vehicle, and a a magnetic field detector that detects the strength of a leakage magnetic field when an alternating current magnetic field is radiated from the power transmission coil 1; An abnormality diagnosis system that determines that an abnormality has occurred in the first power transmission coil, and corrects at least one of the output value and the threshold value based on the positional relationship between the first power transmission coil and the magnetic field detector. .
(2)前記磁界検出器は、前記一群の送電コイルに含まれ且つ前記第1の送電コイルとは異なる第2の送電コイルに流れる誘導電流によって変化する電気的特性を前記漏洩磁界の強度として検出する、上記(1)に記載の異常診断システム。 (2) The magnetic field detector detects, as the strength of the leakage magnetic field, an electrical characteristic that changes due to an induced current flowing in a second power transmission coil that is included in the group of power transmission coils and is different from the first power transmission coil. The abnormality diagnosis system according to (1) above.
(3)前記電気的特性は、前記第2の送電コイルに流れる誘導電流の値、該誘導電流によって生じる電圧の値、又は該誘導電流によって生じる別の誘導電流の値を含む、上記(2)に記載の異常診断システム。 (3) The electrical characteristics include the value of the induced current flowing through the second power transmission coil, the value of the voltage generated by the induced current, or the value of another induced current generated by the induced current, as described in (2) above. Anomaly diagnosis system described in .
(4)前記電気的特性は、前記第2の送電コイルに電気的に接続されたインバータの入力電流又は出力電流の値を含む、上記(2)又は(3)に記載の異常診断システム。 (4) The abnormality diagnosis system according to (2) or (3) above, wherein the electrical characteristics include a value of an input current or an output current of an inverter electrically connected to the second power transmission coil.
(5)前記磁界検出器は、該磁界検出器によって前記漏洩磁界の強度が検出されるときには通電され且つ前記第2の送電コイルに電力が供給されるときには遮断される経路に設けられる、上記(2)から(4)のいずれか1つに記載の異常診断システム。 (5) The magnetic field detector is provided in a path that is energized when the intensity of the leakage magnetic field is detected by the magnetic field detector and is cut off when power is supplied to the second power transmission coil. The abnormality diagnosis system according to any one of 2) to (4).
(6)前記異常判定部は、前記道路の所定範囲における車両の交通量が所定値以上であるときには、前記一群の送電コイルの異常の有無を判定しない、上記(1)から(5)のいずれか1つに記載の異常診断システム。 (6) The abnormality determination unit does not determine whether or not there is an abnormality in the group of power transmission coils when the amount of vehicle traffic in a predetermined range of the road is equal to or greater than a predetermined value. The abnormality diagnosis system described in (1) above.
(7)前記異常判定部は、前記一群の送電コイルのうち複数の送電コイルに電力が供給されているときには、前記一群の送電コイルの異常の有無を判定しない、上記(1)から(6)のいずれか1つに記載の異常診断システム。 (7) The abnormality determining unit does not determine whether there is an abnormality in the group of power transmitting coils when power is being supplied to a plurality of power transmitting coils of the group of power transmitting coils, according to (1) to (6) above. The abnormality diagnosis system according to any one of.
(8)コンピュータによって実行され、車両の受電コイルに電力を送電するように道路の所定範囲に配置された一群の送電コイルの異常の有無を判定する異常判定方法であって、前記一群の送電コイルのうち異常判定対象の第1の送電コイルから交流磁界が放射されているときの漏洩磁界の強度を検出する磁界検出器の出力値が所定の閾値以上である場合に該第1の送電コイルに異常が生じていると判定することと、前記第1の送電コイルと前記磁界検出器との位置関係に基づいて前記出力値及び前記閾値の少なくとも一方を補正することとを含む、異常判定方法。 (8) An abnormality determination method that is executed by a computer and determines the presence or absence of an abnormality in a group of power transmitting coils arranged in a predetermined range of a road so as to transmit power to a power receiving coil of a vehicle, the method comprising: If the output value of a magnetic field detector that detects the strength of a leakage magnetic field when an alternating current magnetic field is radiated from the first power transmission coil that is subject to abnormality determination is greater than or equal to a predetermined threshold, An abnormality determination method comprising: determining that an abnormality has occurred; and correcting at least one of the output value and the threshold value based on the positional relationship between the first power transmission coil and the magnetic field detector.
本発明によれば、給電装置の送電コイルの異常を簡易的な構成で検出することができる。 According to the present invention, an abnormality in a power transmission coil of a power supply device can be detected with a simple configuration.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in the following description, the same reference number is attached to the same component.
<第一実施形態>
以下、図1~図5を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
<First embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.
最初に、給電装置を用いて車両に非接触で電力を供給するための構成について説明する。図1は、非接触給電システム1の構成を概略的に示す図である。非接触給電システム1は、給電装置2及び車両3を備え、給電装置2と車両3との間の非接触給電を行う。特に、本実施形態では、非接触給電システム1は、車両3が走行しているときに、磁界共振結合(磁界共鳴)によって給電装置2から車両3への非接触給電を行う。すなわち、非接触給電システム1は磁界を媒体として給電装置2から車両3へ電力を伝送する。なお、非接触給電は、非接触電力伝送、ワイヤレス電力伝送又はワイヤレス給電とも称される。
First, a configuration for contactlessly supplying power to a vehicle using a power supply device will be described. FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a contactless power supply system 1. As shown in FIG. The contactless power supply system 1 includes a
給電装置2は車両3への非接触給電を行うように構成される。具体的には、図1に示されるように、給電装置2は送電装置4及び電源21を備える。本実施形態では、給電装置2は、車両3が走行する道路に設けられ、例えば地中(路面の下)に埋め込まれる。なお、給電装置2の少なくとも一部(例えば、電源21)は路面の上に配置されてもよい。
The
電源21は、送電装置4の電力源であり、送電装置4に電力を供給する。電源21は、例えば、単相交流電力を供給する商用交流電源である。なお、電源21は、三相交流電力を供給する交流電源等であってもよい。
The
送電装置4は、車両3に電力を送電するための交流磁界を発生させるように構成される。本実施形態では、送電装置4は、送電側整流回路41、インバータ42、フィルタ回路43及び送電側共振回路44を備える。送電装置4では、送電側整流回路41及びインバータ42を介して送電側共振回路44に適切な交流電力(高周波電力)が供給される。
The
送電側整流回路41は電源21及びインバータ42に電気的に接続される。送電側整流回路41は、電源21から供給される交流電力を整流して直流電力に変換し、直流電力をインバータ42に供給する。送電側整流回路41は例えばAC/DCコンバータである。
The power transmission
インバータ42は送電側整流回路41及びフィルタ回路43に電気的に接続され、フィルタ回路43はインバータ42及び送電側共振回路44に電気的に接続される。インバータ42は、送電側整流回路41から供給された直流電力を、電源21の交流電力よりも高い周波数の交流電力(高周波電力)に変換し、高周波電力をフィルタ回路43を介して送電側共振回路44に供給する。フィルタ回路43は、インバータ42から発生する高調波ノイズを抑制する。
The
送電側共振回路44は、送電コイル45及び送電側コンデンサ46から構成される共振器を有する。送電コイル45及び送電側コンデンサ46の各種パラメータ(送電コイル45の外径及び内径、送電コイル45の巻数、送電側コンデンサ46の静電容量等)は、送電側共振回路44の共振周波数が所定の設定値になるように定められる。所定の設定値は、例えば10kHz~100GHzであり、好ましくは、車両の非接触給電用の周波数帯域としてSAE TIR J2954規格によって定められた85kHzである。
The power transmission side
送電側共振回路44は、路面との距離が小さくなるように路面の直下に配置される。また、本実施形態では、送電側共振回路44は、送電コイル45の中心が車線の中央に位置するように、車両3が走行する道路に配置される。インバータ42から供給された高周波電力が送電側共振回路44に印加されると、送電側共振回路44の送電コイル45に交流電流が流れる。この結果、送電コイル45は、車両3に電力を送電するための交流磁界を発生させる。なお、送電装置4において、電源21は燃料電池又は太陽電池のような直流電源であってもよく、この場合に送電側整流回路41が省略されてもよい。
The power transmission side
一方、車両3は、道路に設けられた送電コイル45の上を通過するときに、給電装置2によって給電されるように構成される。具体的には、図1に示されるように、車両3は、受電装置5、モータ31、バッテリ32及びパワーコントロールユニット(PCU:Power Control Unit)33を備える。本実施形態では、車両3は、内燃機関を搭載していない電気自動車(BEV)であり、モータ31が走行用の動力を出力する。
On the other hand, the
モータ31は、電気モータ(例えば交流同期モータ)であり、バッテリ32に蓄えられた電力を動力源として駆動される。モータ31の出力は減速機及び車軸を介して車輪90に伝達される。なお、モータ31は、電動機及び発電機として機能するモータジェネレータであってもよい。この場合、車両3の減速時には車輪90の回転によってモータ31が駆動され、モータ31は車両3の減速エネルギーを用いて回生電力を発電する。
The
バッテリ32は、充電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等から構成される。バッテリ32は、電力を蓄え、車両3の電子機器(例えばモータ31)に電力を供給する。車両3に設けられた充電ポートを介して外部電源からバッテリ32に電力が供給されると、バッテリ32が充電され、バッテリ32の充電率(SOC:State Of Charge)が回復する。
The
PCU33はバッテリ32及びモータ31に電気的に接続される。PCU33は、インバータ、昇圧コンバータ及びDC/DCコンバータを有する。インバータは、バッテリ32から供給された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ31に供給する。昇圧コンバータは、バッテリ32に蓄えられた電力がモータ31に供給されるときに、必要に応じてバッテリ32の電圧を昇圧する。DC/DCコンバータは、バッテリ32に蓄えられた電力がヘッドライト等の電子機器に供給されるときに、バッテリ32の電圧を降圧する。
受電装置5は、送電装置4から発せられた交流磁界を介して電力を受電するように構成される。本実施形態では、受電装置5は、受電側共振回路51、受電側整流回路54及び充電回路55を備える。受電装置5は、送電装置4から電力を受電し、受電した電力をバッテリ32に供給する。
The
受電側共振回路51は、路面との距離が小さくなるように車両3の底部に配置される。また、本実施形態では、受電側共振回路51は、車幅方向において車両3の中央に配置され、車両3の前後方向において前輪90と後輪90との間に配置される。
The power receiving side
受電側共振回路51は、送電側共振回路44と同様の構成を有し、受電コイル52及び受電側コンデンサ53から構成される共振器を有する。受電コイル52及び受電側コンデンサ53の各種パラメータ(受電コイル52の外径及び内径、受電コイル52の巻数、受電側コンデンサ53の静電容量等)は、受電側共振回路51の共振周波数が送電側共振回路44の共振周波数と一致するように定められる。なお、受電側共振回路51の共振周波数と送電側共振回路44の共振周波数とのずれ量が小さければ、例えば受電側共振回路51の共振周波数が送電側共振回路44の共振周波数の±20%の範囲内であれば、受電側共振回路51の共振周波数は送電側共振回路44の共振周波数と必ずしも一致している必要はない。
The power receiving side
図1に示されるように受電側共振回路51の受電コイル52が送電側共振回路44の送電コイル45と対向しているときに、送電コイル45から交流磁界が放射されると、交流磁界の振動が、送電側共振回路44と同一の共振周波数で共鳴する受電側共振回路51に伝達する。この結果、電磁誘導によって受電側共振回路51の受電コイル52に誘導電流が流れ、誘導電流によって電力が発生する。すなわち、受電コイル52は、道路に設けられた送電コイル45から電力を受電する。
As shown in FIG. 1, when the
受電側整流回路54は受電側共振回路51及び充電回路55に電気的に接続される。受電側整流回路54は、受電側共振回路51から供給される交流電力を整流して直流電力に変換し、直流電力を充電回路55に供給する。受電側整流回路54は例えばAC/DCコンバータである。
The power receiving
充電回路55は受電側整流回路54及びバッテリ32に電気的に接続される。充電回路55は、受電側整流回路54から供給された直流電力をバッテリ32の電圧レベルに変換してバッテリ32に供給する。送電装置4から送電された電力が受電装置5によってバッテリ32に供給されると、バッテリ32が充電され、バッテリ32のSOCが回復する。充電回路55は例えばDC/DCコンバータである。
Charging
図2は、給電装置2の送電コイル45が設けられた給電エリアの一例を示す図である。図4の例では、五つの送電コイル45が道路の同一車線上に車両3の進行方向に沿って離間して配置されている。送電コイル45が設けられた車線上の範囲が給電エリアに相当する。なお、給電エリアに設けられる送電コイル45の数は他の数であってもよい。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a power feeding area in which the
給電エリアにおいて車両3が送電コイル45上に到達すると、送電コイル45から車両3の受電コイル52に電力が送電される。例えば、給電装置2から車両3への給電を要求する給電要求信号が近距離無線通信等によって車両3から給電装置2に送信されると、給電装置2は送電コイル45によって交流磁界を発生させる。このことによって、車両3が道路を走行しているときに、給電装置2から車両3への非接触給電によって車両3のバッテリ32のSOCを回復させることができる。
When the
しかしながら、送電コイル45から交流磁界が放射されるときに漏洩磁界が発生し、この漏洩磁界が周囲の電子機器等に悪影響を及ぼすおそれがある。このため、給電装置2は、送電コイル45の周囲に発生する漏電磁界の強度が所定の規定値以下になるように設計されている。しかしながら、給電装置2を構成する部品の劣化、故障等によって送電コイル45に異常が生じ、漏電磁界の強度が規定値を上回るおそれがある。
However, when the alternating current magnetic field is radiated from the
このため、本実施形態では、送電コイル45の異常を早期に検出すべく、異常診断システムによって送電コイル45の異常が繰り返し診断される。図3は、本発明の第一実施形態に係る異常診断システム10を概略的に示す図である。異常診断システム10は、コントローラ6及び磁界検出器7を備え、車両3の受電コイル52に電力を送電するように道路の所定範囲に配置された一群の送電コイル45の異常を診断する。一群の送電コイル45は、例えば一つの給電エリアに連続的に配置された送電コイル45であり、図3の例では五つの送電コイル45から成る。
Therefore, in this embodiment, the abnormality in the
コントローラ6は、例えば汎用コンピュータであり、給電装置2の各種制御を行う。図3に示されるように、コントローラ6はメモリ61及びプロセッサ62を備える。メモリ61及びプロセッサ62は信号線を介して互いに接続されている。なお、コントローラ6は、コントローラ6をインターネット網のような通信ネットワークに接続するための通信インターフェース等を更に備えていてもよい。
The
メモリ61は、例えば、揮発性の半導体メモリ(例えばRAM)及び不揮発性の半導体メモリ(例えばROM)を有する。メモリ61は、プロセッサ62において実行されるコンピュータプログラム、プロセッサ62によって各種処理が実行されるときに使用される各種データ等を記憶する。
The
プロセッサ62は、一つ又は複数のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有し、各種処理を実行する。なお、プロセッサ62は、論理演算ユニット又は数値演算ユニットのような演算回路を更に有していてもよい。
The
図4は、コントローラ6のプロセッサ62の機能ブロック図である。本実施形態では、プロセッサ62は送電制御部63及び異常判定部64を有する。送電制御部63及び異常判定部64は、コントローラ6のメモリ61に記憶されたコンピュータプログラムをコントローラ6のプロセッサ62が実行することによって実現される機能モジュールである。なお、送電制御部63及び異常判定部64は、プロセッサ62に設けられた専用の演算回路によって実現されてもよい。
FIG. 4 is a functional block diagram of the
図3に示されるように、コントローラ6は送電装置4のインバータ42に電気的に接続され、コントローラ6の送電制御部63はインバータ42を介して送電装置4の送電コイル45から車両3の受電コイル52への送電を制御する。本実施形態では、一つのインバータ42が一群の送電コイル45に電気的に接続され、一群の送電コイル45の各々に一つのインバータ42から交流電力が供給される。送電制御部63はインバータ42から送電コイル45への電力供給を制御することによって送電コイル45から受電コイル52への送電を制御する。
As shown in FIG. 3, the
異常判定部64は、車両3の受電コイル52に電力を送電するように道路の所定範囲に配置された一群の送電コイル45の異常の有無を判定する。本実施形態では、異常判定部64は磁界検出器7の出力値に基づいて一群の送電コイル45の異常の有無を判定する。磁界検出器7は、一群の送電コイル45の周囲に配置され、送電コイル45から交流磁界が放射されているときの漏洩磁界の強度を検出する。磁界検出器7は、磁気センサとして構成され、例えば、磁気インピーダンス(MI:Magneto-Impedance)センサ、ホールセンサ、磁気抵抗効果(MR:Magneto Resistive)センサ等である。図3に示されるように、磁界検出器7はコントローラ6に電気的に接続され、磁界検出器7の出力、すなわち磁界検出器7によって検出された漏洩磁界の強度はコントローラ6に送信される。
The
図2に磁界検出器7の配置の一例が示される。磁界検出器7は、道路の給電エリアの近傍に配置され、例えば、道路沿いの歩道等に配置される。図2の例では、磁界検出器7は、車両3の進行方向において、給電エリアに配置された一群の送電コイル45の中央に配置されている。このことによって、一部の送電コイル45から磁界検出器7までの距離が長くなることを回避することができ、多くの送電コイル45についての漏電磁界を一つの磁界検出器7によって検出することが可能となる。
An example of the arrangement of the magnetic field detector 7 is shown in FIG. The magnetic field detector 7 is placed near the power supply area on the road, for example, on a sidewalk along the road. In the example of FIG. 2, the magnetic field detector 7 is arranged at the center of a group of power transmission coils 45 arranged in the power feeding area in the traveling direction of the
磁界検出器7は、一群の送電コイル45のうち異常判定対象の第1の送電コイルから交流磁界が放射されているときの漏洩磁界の強度を検出する。そして、異常判定部64は、磁界検出器7の出力値が所定の閾値以上である場合には第1の送電コイルに異常が生じていると判定し、磁界検出器7の出量値が閾値未満である場合には第1の送電コイルに異常が生じていないと判定する。
The magnetic field detector 7 detects the strength of a leakage magnetic field when an alternating current magnetic field is radiated from a first power transmitting coil that is a target for abnormality determination among the group of power transmitting coils 45 . Then, the
しかしながら、一つの磁界検出器7を用いて一群の送電コイル45の異常の有無を判定する場合、一群の送電コイル45の各々の位置に応じて、磁界検出器7と送電コイル45との位置関係が変化する。したがって、異なる送電コイル45に対して同一の判定基準を用いて異常診断を行うと、異常判定精度が低下する。
However, when determining the presence or absence of an abnormality in a group of power transmitting coils 45 using one magnetic field detector 7, the positional relationship between the magnetic field detector 7 and the power transmitting coils 45 is determined depending on the position of each
そこで、本実施形態では、異常判定部64は、異常判定対象の第1の送電コイルと磁界検出器7との位置関係に基づいて磁界検出器7の出力値を補正する。このことによって、磁界検出器7と送電コイル45との位置関係の変化によって異常判定精度が低下することを抑制することができ、ひいては一つの磁界検出器7を用いた簡易的な構成で一群の送電コイル45の異常を検出することができる。
Therefore, in this embodiment, the
図5は、第一実施形態における異常判定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンはコントローラ6のプロセッサ62によって繰り返し実行される。
FIG. 5 is a flowchart showing a control routine for abnormality determination processing in the first embodiment. This control routine is repeatedly executed by the
最初に、ステップS101において、異常判定部64は、インバータ42から一群の送電コイル45の各々への電力の供給状況に基づいて、一群の送電コイル45のうち、少なくとも一つの送電コイル45に電力が供給されているか否かを判定する。全ての送電コイル45に電力が供給されていないと判定された場合、本制御ルーチンは終了する。一方、少なくとも一つの送電コイル45に電力が供給されていると判定された場合、本制御ルーチンはステップS102に進む。
First, in step S<b>101 , the
ステップS102では、異常判定部64は、電力が供給されている送電コイル45、すなわち送電のための交流磁界を放射している送電コイル45を異常判定対象の第1の送電コイルとして決定する。なお、複数の送電コイル45に電力が供給されている場合には、磁界検出器7において検出される漏洩磁界として、磁界検出器7に最も近い送電コイル45から放射される交流磁界が支配的となる。このため、複数の送電コイル45に電力が供給されている場合には、異常判定部64は、電力が供給されている送電コイル45のうち、磁界検出器7に最も近い送電コイル45を異常判定対象の第1の送電コイルとして決定する。
In step S102, the
次いで、ステップS103において、異常判定部64は、磁界検出器7の出力値、すなわち磁界検出器7によって検出された磁界強度の値を取得する。磁界検出器7の出力値は例えば所定時間における平均値又は最大値として取得される。
Next, in step S103, the
次いで、ステップS104において、異常判定部64は第1の送電コイルと磁界検出器7との位置関係に基づいて磁界検出器7の出力値を補正する。例えば、異常判定部64は第1の送電コイルと磁界検出器7との間の距離に基づいて磁界検出器7の出力値を補正する。この場合、異常判定部64は、第1の送電コイルと磁界検出器7との間の距離が長いほど、磁界検出器7の出力値を大きくする。例えば、異常判定部64は、一群の送電コイル45の各々について予め定められた補正係数を磁界検出器7の出力値に乗ずることによって磁界検出器7の出力値を補正し、送電コイル45と磁界検出器7との間の距離が長いほど、補正係数が大きくされる。なお、異常判定部64は、第1の送電コイルと磁界検出器7との間の距離だけでなく、磁界検出器7に対する第1の送電コイルの方位等を考慮して磁界検出器7の出力値を補正してもよい。
Next, in step S104, the
次いで、ステップS105において、異常判定部64は、ステップS104において補正された磁界検出器7の出力値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。閾値は、磁界検出器7の出力値が閾値未満であるときには、交流磁界を放射している送電コイル45から所定距離離れた位置における漏電磁界の強度が所定の規定値以内になるように予め定められる。
Next, in step S105, the
ステップS105において磁界検出器7の出力値が閾値以上であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS106に進む。ステップS106では、異常判定部64は、異常判定対象の第1の送電コイルに異常が生じていると判定する。この場合、例えば、送電制御部63は、異常が生じていると判定された送電コイル45への電力供給を停止し、異常が解除されるまでこの送電コイル45への電力供給を禁止する。また、異常判定部64はインターネット網のような通信ネットワークを介して給電装置2の管理者等に送電コイル45の異常を通知してもよい。ステップS106の後、本制御ルーチンは終了する。
If it is determined in step S105 that the output value of the magnetic field detector 7 is equal to or greater than the threshold value, the present control routine proceeds to step S106. In step S106, the
一方、ステップS105において磁界検出器7の出力値が閾値未満であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS107に進む。ステップS107では、異常判定部64は、異常判定対象の第1の送電コイルに異常が生じていないと判定する。言い換えれば、異常判定部64は、異常判定対象の第1の送電コイルが正常であると判定する。ステップS107の後、本制御ルーチンは終了する。
On the other hand, if it is determined in step S105 that the output value of the magnetic field detector 7 is less than the threshold value, the control routine proceeds to step S107. In step S107, the
なお、ステップS104において、異常判定部64は、磁界検出器7の出力値を補正する代わりに、第1の送電コイルと磁界検出器7との位置関係に基づいて異常判定のための閾値を補正してもよい。このことによっても、磁界検出器7と送電コイル45との位置関係の変化によって異常判定精度が低下することを抑制することができる。この場合、異常判定部64は、第1の送電コイルと磁界検出器7との間の距離が長いほど、閾値を小さくする。例えば、異常判定部64は、一群の送電コイル45の各々について予め定められた補正係数を閾値の初期値に乗ずることによって閾値を補正し、送電コイル45と磁界検出器7との間の距離が長いほど、補正係数が小さくされる。なお、異常判定部64は、第1の送電コイルと磁界検出器7との間の距離だけでなく、磁界検出器7に対する第1の送電コイルの方位等を考慮して閾値を補正してもよい。また、異常判定部64は第1の送電コイルと磁界検出器7との位置関係に基づいて磁界検出器7の出力値及び閾値の両方を補正してもよい。
Note that in step S104, the
また、異常判定部64は、一群の送電コイル45のうち複数の送電コイル45に電力が送電されているとき、すなわち一群の送電コイル45のうち複数の送電コイル45から交流磁界が放射されているときには、一群の送電コイル45の異常の有無を判定しなくてもよい。このことによって、異常判定対象ではない送電コイル45から放射される交流磁界の影響によって異常判定対象の第1の送電コイルの異常判定精度が低下することを抑制することができる。この場合、ステップS101において、異常判定部64は、一群の送電コイル45のうち、一つのみの送電コイル45に電力が供給されているか否かを判定する。
Further, the
<第二実施形態>
第二実施形態に係る異常診断システムは、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係る異常診断システムの構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第二実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Second embodiment>
The abnormality diagnosis system according to the second embodiment is basically the same in configuration and control as the abnormality diagnosis system according to the first embodiment, except for the points described below. Therefore, the second embodiment of the present invention will be described below, focusing on the differences from the first embodiment.
第一実施形態では、送電装置4とは別個に設けられた磁気センサを用いて、送電コイル45から交流磁界が放射されているときの漏洩磁界の強度が検出された。一方、第二実施形態では、送電コイル45から交流磁界が放射されるときの漏洩磁界によって別の送電コイル45に誘導電流が流れることに着目し、この別の送電コイル45を含む回路を用いて漏洩磁界の強度が検出される。
In the first embodiment, a magnetic sensor provided separately from the
図6及び図7は、第二実施形態における磁界検出器7の構成の例を示す図である。図6及び図7には、インバータ42、フィルタ回路43及び送電側共振回路44を含む送電装置4の回路が示されている。図6の例では、送電側共振回路44において送電側コンデンサ46が送電コイル45に対して直列に配置され、図7の例では、送電側共振回路44において送電側コンデンサ46が送電コイル45に対して並列に配置されている。
6 and 7 are diagrams showing an example of the configuration of the magnetic field detector 7 in the second embodiment. 6 and 7 show a circuit of the
例えば、磁界検出器7は、送電コイル45に流れる誘導電流を検出する第1電流計71であり、送電コイル45に流れる誘導電流の値を漏洩磁界の強度として検出する。なお、磁界検出器7は、送電側コンデンサ46の両端の電圧を検出する電圧計72であり、送電側コンデンサ46の両端の電圧の値、すなわち誘導電流によって生じる電圧の値を漏洩磁界の強度として検出してもよい。
For example, the magnetic field detector 7 is a
また、フィルタ回路43を介して送電コイル45に電気的に接続されたインバータ42の全てのスイッチング素子421(例えば半導体スイッチ)がオフにされている場合には、送電コイル45に誘導電流が流れたときに、誘導電流に起因してインバータ42の入出力電流に変化が生じる。このため、図3の構成とは異なり、送電コイル45毎に別個のインバータ42が設けられる場合には、インバータ42の入出力電流を漏洩磁界の強度として検出してもよい。すなわち、磁界検出器7は、インバータ42の出力電流を検出する第2電流計73であり、インバータ42の出力電流の値を漏洩磁界の強度として検出してもよい。また、磁界検出器7は、インバータ42の入力電流を検出する第3電流計74であり、インバータ42の入力電流の値を漏洩磁界の強度として検出してもよい。さらに、磁界検出器7は、第1電流計71、電圧計72、第2電流計73及び第3電流計74の任意の組合せであってもよい。
Further, when all switching elements 421 (for example, semiconductor switches) of the
したがって、第二実施形態では、磁界検出器7は、一群の送電コイル45に含まれ且つ異常診断対象の第1の送電コイルとは異なる第2の送電コイルに流れる誘導電流によって変化する電気的特性を、第1の送電コイルから交流磁界が放射されているときの漏洩磁界の強度として検出する。このことによって、送電コイル45を含む回路を用いたより簡易的な構成で一群の送電コイル45の異常を検出することができる。 Therefore, in the second embodiment, the magnetic field detector 7 has electrical characteristics that change depending on the induced current flowing in the second power transmitting coil that is included in the group of power transmitting coils 45 and is different from the first power transmitting coil that is the target of abnormality diagnosis. is detected as the strength of the leakage magnetic field when the alternating current magnetic field is radiated from the first power transmission coil. This makes it possible to detect abnormalities in the group of power transmitting coils 45 with a simpler configuration using a circuit including the power transmitting coils 45.
図8は、第二実施形態における異常判定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンはコントローラ6のプロセッサ62によって繰り返し実行される。
FIG. 8 is a flowchart showing a control routine for abnormality determination processing in the second embodiment. This control routine is repeatedly executed by the
最初に、ステップS201において、図5のステップS101と同様に、異常判定部64は、一群の送電コイル45のうち、少なくとも一つの送電コイル45に電力が供給されているか否かを判定する。全ての送電コイル45に電力が供給されていないと判定された場合、本制御ルーチンは終了する。一方、少なくとも一つの送電コイル45に電力が供給されていると判定された場合、本制御ルーチンはステップS202に進む。
First, in step S201, similarly to step S101 in FIG. 5, the
ステップS202では、図5のステップS102と同様に、異常判定部64は、電力が供給されている送電コイル45、すなわち送電のための交流磁界を放射している送電コイル45を異常判定対象の第1の送電コイルとして決定する。 In step S202, similarly to step S102 in FIG. 1 power transmission coil.
次いで、ステップS203において、異常判定部64は、一群の送電コイル45に含まれ且つ第1の送電コイルとは異なる送電コイル45を磁界検出用の第2の送電コイルとして決定する。例えば、異常判定部64は、車両3の進行方向において、第1の送電コイルの隣、二個隣又は三個隣に配置され且つ電力が供給されていない送電コイル45を第2の送電コイルとして決定する。
Next, in step S203, the
次いで、ステップS204において、異常判定部64は、磁界検出器7の出力値、すなわち第2の送電コイルに流れる誘導電流によって変化する電気的特性の値を取得する。磁界検出器7は、第2の送電コイルを含む回路に設けられた第1電流計71、電圧計72、第2電流計73及び第3電流計74の少なくとも一つであり、誘導電流によって変化する電気的特性は、誘導電流の値、誘導電流によって生じる電圧の値、インバータ42の入力電流の値及びインバータ42の出力電流の値の少なくとも一つである。磁界検出器7の出力値として複数のパラメータが取得される場合、例えば、複数のパラメータの平均値、所定の計算式によって複数のパラメータから導出される値等が最終的な磁界検出器7の出力値とされる。
Next, in step S204, the
ステップS204の後、ステップS205~S208が図5のステップS104~S107と同様に実行される。なお、本制御ルーチンは図5の制御ルーチンと同様に変形可能である。 After step S204, steps S205 to S208 are executed in the same manner as steps S104 to S107 in FIG. Note that this control routine can be modified similarly to the control routine of FIG.
<第三実施形態>
第三実施形態に係る異常診断システムは、以下に説明する点を除いて、基本的に第二実施形態に係る異常診断システムの構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第三実施形態について、第二実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Third embodiment>
The abnormality diagnosis system according to the third embodiment is basically the same in configuration and control as the abnormality diagnosis system according to the second embodiment, except for the points described below. Therefore, the third embodiment of the present invention will be described below, focusing on the differences from the second embodiment.
図9は、第三実施形態における磁界検出器7の構成の例を示す図である。図6には、インバータ42、フィルタ回路43及び送電側共振回路44を含む送電装置4の回路が示されている。図9の例では、送電側共振回路44において送電側コンデンサ46が送電コイル45に対して直列に配置されている。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of the magnetic field detector 7 in the third embodiment. FIG. 6 shows a circuit of the
第三実施形態では、磁界検出器7は、磁界検出器7によって漏洩磁界の強度が検出されるときには通電され且つ送電コイル45に電力が供給されるときには遮断される経路に設けられる。この場合、送電コイル45に電力が供給されるときに生じる大きな電流又は電圧が磁界検出器7に印加されない。このため、誘電電流に起因する微弱な電流又は電圧を検出するように構成された電流計又は電圧計を磁界検出器7として用いることができ、ひいては磁界検出器7による漏洩磁界の検出精度を高めることができる。
In the third embodiment, the magnetic field detector 7 is provided in a path that is energized when the intensity of the leakage magnetic field is detected by the magnetic field detector 7 and is cut off when power is supplied to the
例えば、磁界検出器7は、送電コイル45に流れる誘導電流を検出する第1電流計71であり、送電側共振回路44に設けられたスイッチング素子441によって開閉可能な経路に設けられる。なお、磁界検出器7は、送電側共振回路44において送電コイル45に対して並列に配置された追加の抵抗443の両端の電圧、すなわち誘導電流によって生じる電圧を検出する第1電圧計75であり、送電側共振回路44に設けられたスイッチング素子442によって開閉可能な経路に設けられてもよい。
For example, the magnetic field detector 7 is a
また、磁界検出器7は、インバータ42の出力電流を検出する第2電流計73であり、インバータ42の出力側に設けられたスイッチング素子422によって開閉可能な経路に設けられてもよい。また、磁界検出器7は、インバータ42の出力側に追加で設けられた抵抗423の両端の電圧を検出する第2電圧計76であり、インバータ42の出力側に設けられたスイッチング素子424によって開閉可能な経路に設けられてもよい。さらに、磁界検出器7は、インバータ42の入力電流を検出する第3電流計74であり、インバータ42の入力側に設けられたスイッチング素子425によって開閉可能な経路に設けられてもよい。
Further, the magnetic field detector 7 is a
また、検出コイル48を含む検出回路47が、検出コイル48が送電側共振回路44の送電コイル45に隣接するように設けられてもよい。この場合、磁界検出器7は、検出コイル48に流れる誘導電流、すなわち送電コイル45に流れる誘導電流によって生じる別の誘導電流を検出する第4電流計77であり、検出回路47に設けられたスイッチング素子471によって開閉可能な経路に設けられる。さらに、磁界検出器7は、第1電流計71、第1電圧計75、第2電流計73、第2電圧計76、第3電流計74及び第4電流計77の任意の組合せであってもよい。
Further, the
第三実施形態では、第二実施形態と同様に図8の異常判定処理の制御ルーチンが実行され、ステップS204において、異常判定部64は、磁界検出器7の出力値、すなわち第2の送電コイルに流れる誘導電流によって変化する電気的特性の値を取得する。磁界検出器7は、図9に示されるような第1電流計71、第1電圧計75、第2電流計73、第2電圧計76、第3電流計74及び第4電流計77の少なくとも一つであり、誘導電流によって変化する電気的特性は、誘導電流の値、誘導電流によって生じる電圧の値、インバータ42の入力電流の値、インバータ42の出力電流の値、及び送電コイル45に流れる誘導電流によって生じる別の誘導電流の値の少なくとも一つである。磁界検出器7の出力値として複数のパラメータが取得される場合、例えば、複数のパラメータの平均値、所定の計算式によって複数のパラメータから導出される値等が最終的な磁界検出器7の出力値とされる。
In the third embodiment, the control routine of the abnormality determination process shown in FIG. Obtain the values of electrical characteristics that change due to the induced current flowing through the The magnetic field detector 7 includes at least a
<第四実施形態>
第四実施形態に係る異常診断システムは、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係る異常診断システムの構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第四実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Fourth embodiment>
The abnormality diagnosis system according to the fourth embodiment is basically the same in configuration and control as the abnormality diagnosis system according to the first embodiment, except for the points described below. Therefore, the fourth embodiment of the present invention will be described below, focusing on the differences from the first embodiment.
一群の送電コイル45が配置された給電エリアを走行している車両が多い状態では、送電コイル45から給電対象の車両に向かって交流磁界が放射されているときに、給電対象以外の車両によって漏洩磁界が遮断されることで、漏洩磁界の検出精度が低下するおそれがある。このため、第四実施形態では、異常判定部64は、一群の送電コイル45が配置された道路の所定範囲における車両の交通量が所定値以上であるときには、一群の送電コイル45の異常の有無を判定しない。このことによって、漏洩磁界の検出精度が低下することを抑制することができ、ひいては送電コイル45の異常検出精度をより一層高めることができる。
In a state where many vehicles are traveling in a power supply area where a group of power transmission coils 45 are arranged, when an alternating current magnetic field is radiated from the
図10は、第四実施形態における異常判定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンはコントローラ6のプロセッサ62によって繰り返し実行される。
FIG. 10 is a flowchart showing a control routine for abnormality determination processing in the fourth embodiment. This control routine is repeatedly executed by the
最初に、ステップS301において、異常判定部64は、一群の送電コイル45が配置された道路の所定範囲における車両の交通量が所定値以上であるか否かを判定する。なお、道路の所定範囲における車両の交通量とは、単位時間内に道路の所定範囲を通過する車両の数を意味する。例えば、異常判定部64は、有線通信又は無線通信によって外部(サーバ等)から送信された情報(例えばVICS(登録商標)情報のような道路交通情報)に基づいて車両の交通量を取得する。また、金属探知機、光電センサ、カメラ又は路側機のような車両を検出可能な装置が道路に設けられ、異常判定部64は斯かる装置の出力に基づいて車両の交通量を取得してもよい。
First, in step S301, the
ステップS301において車両の交通量が所定値以上であると判定された場合、一群の送電コイル45の異常の有無を判定することなく、本制御ルーチンは終了する。一方、ステップS301において車両の交通量が所定値未満であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS302に進む。ステップS302~S308は図5のステップS101~S107と同様に実行される。 If it is determined in step S301 that the amount of vehicle traffic is equal to or greater than the predetermined value, this control routine ends without determining whether or not there is an abnormality in the group of power transmission coils 45. On the other hand, if it is determined in step S301 that the amount of vehicle traffic is less than the predetermined value, the control routine proceeds to step S302. Steps S302 to S308 are executed in the same manner as steps S101 to S107 in FIG.
<その他の実施形態>
以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。例えば、給電装置2によって給電される車両3は、走行用の動力源として内燃機関及びモータを備えたハイブリッド車両(HEV)又はプラグインハイブリッド車両(PHEV)であってもよい。
<Other embodiments>
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims. For example, the
また、給電装置2から車両3への給電が要求されていないときであっても、送電制御部63は、異常判定部64が送電コイル45の異常の有無を判定するために、インバータ42から送電コイル45へ電力を供給してもよい。
Further, even when power feeding from the
また、上述した実施形態は、任意に組み合わせて実施可能である。例えば、第二実施形態又は第三実施形態と第四実施形態とが組み合わされる場合、図8の制御ルーチンにおいて、ステップS201の前に図10のステップS301が実行される。 Furthermore, the embodiments described above can be implemented in any combination. For example, when the second or third embodiment and the fourth embodiment are combined, in the control routine of FIG. 8, step S301 of FIG. 10 is executed before step S201.
3 車両
6 コントローラ
62 プロセッサ
64 異常判定部
7 磁界検出器
10 異常診断システム
45 送電コイル
52 受電コイル
3
Claims (8)
前記一群の送電コイルのうち異常判定対象の第1の送電コイルから交流磁界が放射されているときの漏洩磁界の強度を検出する磁界検出器と
を備え、
前記異常判定部は、前記磁界検出器の出力値が所定の閾値以上である場合に前記第1の送電コイルに異常が生じていると判定し、該第1の送電コイルと該磁界検出器との位置関係に基づいて該出力値及び該閾値の少なくとも一方を補正する、異常診断システム。 an abnormality determination unit that determines whether or not there is an abnormality in a group of power transmission coils arranged in a predetermined area of a road so as to transmit power to a power reception coil of a vehicle;
and a magnetic field detector that detects the strength of a leakage magnetic field when an alternating current magnetic field is radiated from a first power transmission coil to be determined as an abnormality among the group of power transmission coils,
The abnormality determination unit determines that an abnormality has occurred in the first power transmission coil when the output value of the magnetic field detector is equal to or higher than a predetermined threshold, and the abnormality determination unit determines that an abnormality has occurred in the first power transmission coil and causes the first power transmission coil and the magnetic field detector to An abnormality diagnosis system that corrects at least one of the output value and the threshold value based on the positional relationship of the output value and the threshold value.
前記一群の送電コイルのうち異常判定対象の第1の送電コイルから交流磁界が放射されているときの漏洩磁界の強度を検出する磁界検出器の出力値が所定の閾値以上である場合に該第1の送電コイルに異常が生じていると判定することと、
前記第1の送電コイルと前記磁界検出器との位置関係に基づいて前記出力値及び前記閾値の少なくとも一方を補正することと
を含む、異常判定方法。 An abnormality determination method that is executed by a computer and determines the presence or absence of an abnormality in a group of power transmission coils arranged in a predetermined range of a road so as to transmit power to a power reception coil of a vehicle, the method comprising:
When the output value of a magnetic field detector that detects the strength of a leakage magnetic field when an alternating current magnetic field is radiated from the first power transmitting coil targeted for abnormality determination among the group of power transmitting coils is equal to or higher than a predetermined threshold, determining that an abnormality has occurred in the power transmission coil 1;
An abnormality determination method comprising: correcting at least one of the output value and the threshold value based on a positional relationship between the first power transmission coil and the magnetic field detector.
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