JP2014023414A - Power reception device and vehicle comprising the same, power transmission device, and power transmission system - Google Patents

Power reception device and vehicle comprising the same, power transmission device, and power transmission system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a foreign matter between a power transmission device and a power reception device and to suppress power loss due to the foreign matter detection in a power transmission system for transmitting power from the power transmission device to the power reception device in a non-contact manner.SOLUTION: A vehicle 100 comprises a power reception unit 110 and foreign matter detection sensors 150A and 150B. A power transmission device 200 comprises a high-frequency power source 220 and a power transmission unit 230. The power reception unit 110 receives power transmitted from the power transmission unit 230 in a non-contact manner. The foreign matter detection sensors 150A and 150B detect a foreign matter between the power transmission unit 230 and the power reception unit 110. The foreign matter detection sensors 150A and 150B start in conjunction with a start of power transmission from the power transmission unit 230 to the power reception unit 110, and stop in conjunction with a stop of power transmission.

Description

この発明は、受電装置およびそれを備える車両、送電装置、ならびに電力伝送システムに関し、特に、送電装置と受電装置との間の異物を検出する検出装置を備える受電装置およびそれを備える車両、送電装置、ならびに電力伝送システムに関する。   The present invention relates to a power receiving device, a vehicle including the power receiving device, a power transmitting device, and a power transmission system, and more particularly, to a power receiving device including a detection device that detects a foreign object between the power transmitting device and the power receiving device, and a vehicle including the power receiving device. As well as the power transmission system.

特開平11−321497号公報(特許文献1)は、車両の駐停車時の車両下部へ動物等が侵入した場合に、それを検知して運転者に警告する安全運転支援装置を開示する。この安全運転支援装置においては、車体下面に超音波センサが配置される。そして、車両停止直後の反射音波波形と、停止後順次測定される反射音波波形との比較結果に基づいて、車両下部へ動物等が侵入したか否かが検知される(特許文献1参照)。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-321497 (Patent Document 1) discloses a safe driving support device that detects and alerts a driver when an animal or the like enters the lower part of a vehicle when the vehicle is parked or stopped. In this safe driving support device, an ultrasonic sensor is disposed on the lower surface of the vehicle body. Then, based on the comparison result between the reflected sound wave waveform immediately after the vehicle stops and the reflected sound wave waveform measured sequentially after the stop, it is detected whether an animal or the like has entered the lower part of the vehicle (see Patent Document 1).

一方、近年、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に適用可能な電力伝送方法として、電源コードや電力ケーブルを用いない非接触電力伝送が注目されている。この非接触電力伝送技術として、たとえば、電磁誘導を用いた送電、マイクロ波を用いた送電、および所謂共鳴型の送電等の技術が知られている。   On the other hand, in recent years, as a power transmission method applicable to an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, contactless power transmission without using a power cord or a power cable has attracted attention. As this non-contact power transmission technique, for example, techniques such as power transmission using electromagnetic induction, power transmission using microwaves, and so-called resonance type power transmission are known.

特開平11−321497号公報JP 11-321497 A 特開2011−217460号公報JP 2011-217460 A

上記の非接触電力伝送においては、送電装置と受電装置との間に異物(存在すべきでない物)が侵入することが考えられる。そこで、送電装置と受電装置との間に侵入した異物を適切に検出することが必要である。しかしながら、そのような異物を検出するための検出装置を設けることによって消費電力が増加する。特に、上記検出装置が車両に搭載される場合には、電力損失の抑制に対する要請が極めて高い。そこで、上記検出装置による消費電力の削減が重要であるところ、この点について上記特許文献では特に検討されていない。   In the non-contact power transmission described above, it is conceivable that foreign matter (thing that should not exist) enters between the power transmission device and the power reception device. Therefore, it is necessary to appropriately detect foreign matter that has entered between the power transmission device and the power reception device. However, the power consumption increases by providing a detection device for detecting such a foreign object. In particular, when the detection device is mounted on a vehicle, there is an extremely high demand for suppressing power loss. Therefore, it is important to reduce the power consumption by the detection device, but this point is not particularly examined in the patent document.

それゆえに、この発明の目的は、送電装置から送出される電力を非接触で受電する受電装置およびそれを備える車両において、送電装置と受電装置との間の異物検出を実現しつつ、異物検出による電力損失を抑制することである。   Therefore, an object of the present invention is to detect foreign matter between a power transmitting device and a power receiving device in a power receiving device that receives power transmitted from the power transmitting device in a non-contact manner and a vehicle including the power receiving device. It is to suppress power loss.

また、この発明の別の目的は、受電装置へ非接触で電力を送出する送電装置において、送電装置と受電装置との間の異物検出を実現しつつ、異物検出による電力損失を抑制することである。   Another object of the present invention is to suppress power loss due to foreign object detection while realizing foreign object detection between the power transmission apparatus and the power reception apparatus in a power transmission apparatus that sends power to the power reception apparatus in a contactless manner. is there.

また、この発明の別の目的は、送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムにおいて、送電装置と受電装置との間の異物検出を実現しつつ、異物検出による電力損失を抑制することである。   Another object of the present invention is to reduce power loss due to foreign object detection while realizing foreign object detection between the power transmission apparatus and the power reception apparatus in a power transmission system that transmits power from the power transmission apparatus to the power reception apparatus in a contactless manner. It is to suppress.

この発明によれば、受電装置は、送電装置から送出される電力を非接触で受電する受電装置であって、受電部と、検出装置とを備える。受電部は、送電装置から送出される電力を非接触で受電する。検出装置は、送電装置と受電装置との間の異物を検出する。検出装置は、受電部による受電の開始に連動して起動し、受電の終了に連動して停止する。   According to this invention, the power receiving device is a power receiving device that receives the power transmitted from the power transmitting device in a contactless manner, and includes the power receiving unit and the detection device. The power receiving unit receives the power transmitted from the power transmission device in a contactless manner. The detection device detects a foreign object between the power transmission device and the power reception device. The detection device starts in conjunction with the start of power reception by the power reception unit, and stops in conjunction with the end of power reception.

好ましくは、受電装置は、通信部をさらに備える。通信部は、送電装置と通信を行なう。検出装置は、通信部による送電装置との通信が確立すると起動する。   Preferably, the power receiving device further includes a communication unit. The communication unit communicates with the power transmission device. The detection device is activated when communication with the power transmission device is established by the communication unit.

好ましくは、検出装置は、通信部による送電装置との通信が遮断されると停止する。
好ましくは、検出装置は、受電部が受電した電力を受けて作動する。
Preferably, the detection device stops when communication with the power transmission device by the communication unit is interrupted.
Preferably, the detection device operates by receiving the power received by the power receiving unit.

好ましくは、検出装置は、受電部により受電された電力が出力される電力線に電気的に接続され、電力線から電力を受けて作動する。   Preferably, the detection device is electrically connected to a power line from which the power received by the power receiving unit is output, and operates by receiving power from the power line.

好ましくは、検出装置は、もう1つの受電部を含む。もう1つの受電部は、送電装置から送出される電力を非接触で受電する。検出装置は、もう1つの受電部が受電した電力によって作動する。   Preferably, the detection device includes another power reception unit. Another power receiving unit receives the power transmitted from the power transmission device in a contactless manner. The detection device is operated by the power received by the other power receiving unit.

好ましくは、検出装置は、検出情報の経時変化の有無によって異物の侵入を検出する。
好ましくは、受電装置は、車両に搭載される。検出装置は、車体下面に設置され、受電部に対向する地面に向けて検知範囲が設定される。
Preferably, the detection device detects intrusion of a foreign substance based on whether or not the detection information changes with time.
Preferably, the power receiving device is mounted on a vehicle. The detection device is installed on the lower surface of the vehicle body, and the detection range is set toward the ground facing the power reception unit.

好ましくは、検出装置は、超音波センサである。
好ましくは、受電部の固有周波数と送電装置の送電部の固有周波数との差は、受電部の固有周波数または送電部の固有周波数の±10%以下である。
Preferably, the detection device is an ultrasonic sensor.
Preferably, the difference between the natural frequency of the power reception unit and the natural frequency of the power transmission unit of the power transmission apparatus is ± 10% or less of the natural frequency of the power reception unit or the natural frequency of the power transmission unit.

好ましくは、受電部と送電装置の送電部との結合係数は0.3以下である。
好ましくは、受電部は、受電部と送電装置の送電部との間に形成される磁界と、受電部と送電部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、送電部から受電する。磁界および電界は、受電部と送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する。
Preferably, the coupling coefficient between the power reception unit and the power transmission unit of the power transmission device is 0.3 or less.
Preferably, the power reception unit receives power from the power transmission unit through at least one of a magnetic field formed between the power reception unit and the power transmission unit of the power transmission device and an electric field formed between the power reception unit and the power transmission unit. The magnetic field and the electric field are formed between the power reception unit and the power transmission unit, and vibrate at a specific frequency.

また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの受電装置と、蓄電装置と、電動機とを備える。蓄電装置は、受電装置によって受電された電力を蓄える。電動機は、蓄電装置に蓄えられた電力によって走行駆動力を発生する。   According to the invention, the vehicle includes any one of the power receiving devices described above, the power storage device, and the electric motor. The power storage device stores the power received by the power receiving device. The electric motor generates a driving force by the electric power stored in the power storage device.

また、この発明によれば、送電装置は、受電装置へ非接触で電力を送出する送電装置であって、送電部と、検出装置とを備える。送電部は、受電装置へ非接触で電力を送出する。検出装置は、送電装置と受電装置との間の異物を検出する。検出装置は、送電部による送電の開始に連動して起動し、送電の終了に連動して停止する。   Moreover, according to this invention, a power transmission apparatus is a power transmission apparatus which transmits electric power to a power receiving apparatus in a non-contact manner, and includes a power transmission unit and a detection apparatus. The power transmission unit transmits power to the power receiving device in a contactless manner. The detection device detects a foreign object between the power transmission device and the power reception device. The detection device starts in conjunction with the start of power transmission by the power transmission unit, and stops in conjunction with the end of power transmission.

また、この発明によれば、電力伝送システムは、送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムであって、送電部と、受電部と、検出装置とを備える。送電部は、送電装置から受電装置へ非接触で電力を送出する。受電部は、送電装置から送出される電力を非接触で受電する。検出装置は、送電装置と受電装置との間の異物を検出する。検出装置は、送電装置から受電装置への電力伝送の開始に連動して起動し、電力伝送の停止に連動して停止する。   According to the invention, the power transmission system is a power transmission system that transmits power from the power transmission device to the power reception device in a contactless manner, and includes a power transmission unit, a power reception unit, and a detection device. The power transmission unit transmits power from the power transmission device to the power reception device in a contactless manner. The power receiving unit receives the power transmitted from the power transmission device in a contactless manner. The detection device detects a foreign object between the power transmission device and the power reception device. The detection device starts in conjunction with the start of power transmission from the power transmission device to the power reception device, and stops in conjunction with the stop of power transmission.

この発明においては、送電装置と受電装置との間の異物を検出する検出装置が設けられる。そして、検出装置は、送電装置から受電装置への電力伝送の開始に連動して起動し、電力伝送の停止に連動して停止する。これにより、検出装置は、実質的に異物検出が必要な、送電装置から受電装置への電力伝送時にのみ電力を消費するので、検出装置の消費電力が必要最小限に抑えられる。したがって、この発明によれば、送電装置と受電装置との間の異物を検出しつつ、異物検出による電力損失を抑制することができる。   In this invention, the detection apparatus which detects the foreign material between a power transmission apparatus and a power receiving apparatus is provided. Then, the detection device starts in conjunction with the start of power transmission from the power transmission device to the power reception device, and stops in conjunction with the stop of power transmission. As a result, the detection device consumes power only when power is transmitted from the power transmission device to the power reception device, which substantially requires foreign object detection, so that the power consumption of the detection device can be minimized. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress power loss due to foreign object detection while detecting foreign objects between the power transmission device and the power receiving device.

この発明の実施の形態1による電力伝送システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a power transmission system according to Embodiment 1 of the present invention. 図1に示す車両の後部の平面図である。It is a top view of the rear part of the vehicle shown in FIG. 図1に示す車両ECUの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of vehicle ECU shown in FIG. 異物検出センサの起動処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the starting process of a foreign material detection sensor. 異物検出センサの停止処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the stop processing of a foreign material detection sensor. 図1に示す電力伝送システムにおいて非接触電力伝送を実現する電気回路図である。It is an electric circuit diagram which implement | achieves non-contact electric power transmission in the electric power transmission system shown in FIG. 電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。It is a figure which shows the simulation model of an electric power transmission system. 送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the shift | offset | difference of the natural frequency of a power transmission part and a power receiving part, and electric power transmission efficiency. 固有周波数を固定した状態で、エアギャップを変化させたときの電力伝送効率と、送電部に供給される電流の周波数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electric power transmission efficiency when changing an air gap in the state which fixed the natural frequency, and the frequency of the electric current supplied to a power transmission part. 電流源または磁流源からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the distance from an electric current source or a magnetic current source, and the intensity | strength of an electromagnetic field. 実施の形態2における電力伝送システムの電気回路図である。FIG. 6 is an electric circuit diagram of a power transmission system in a second embodiment. 実施の形態3における電力伝送システムの電気回路図である。6 is an electric circuit diagram of a power transmission system according to Embodiment 3. FIG. 変形例における異物検出センサの配置を説明するための第1の図である。It is a 1st figure for demonstrating arrangement | positioning of the foreign material detection sensor in a modification. 変形例における異物検出センサの配置を説明するための第2の図である。It is a 2nd figure for demonstrating arrangement | positioning of the foreign material detection sensor in a modification. 実施の形態4による電力伝送システムの全体構成図である。FIG. 6 is an overall configuration diagram of a power transmission system according to a fourth embodiment. 実施の形態5による電力伝送システムの電気回路図である。FIG. 9 is an electric circuit diagram of a power transmission system according to a fifth embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

[実施の形態1]
(全体構成)
図1は、この発明の実施の形態1による電力伝送システムの全体構成図である。図1を参照して、この電力伝送システムは、車両100と、送電装置200とを備える。車両100は、受電部110と、整流部120と、蓄電装置130と、動力生成部140と、異物検出センサ150A,150Bと、車両ECU(Electronic Control Unit)160と、通信部170とを含む。送電装置200は、高周波電源220と、送電部230と、電源ECU240と、通信部250とを含む。
[Embodiment 1]
(overall structure)
1 is an overall configuration diagram of a power transmission system according to Embodiment 1 of the present invention. With reference to FIG. 1, the power transmission system includes a vehicle 100 and a power transmission device 200. Vehicle 100 includes a power reception unit 110, a rectification unit 120, a power storage device 130, a power generation unit 140, foreign matter detection sensors 150A and 150B, a vehicle ECU (Electronic Control Unit) 160, and a communication unit 170. Power transmission device 200 includes a high-frequency power source 220, a power transmission unit 230, a power supply ECU 240, and a communication unit 250.

車両100の受電部110は、送電装置200の送電部230から送出される電力を非接触で受電して整流部120へ出力する。この実施の形態1では、地中または地表に送電部230が設けられ、受電部110は、車両後方において車体下部に設けられる。なお、受電部110の配設箇所はこれに限定されるものではなく、地中または地表に送電部230が設けられる場合に、受電部110は、車両前方や中央において車体下部に設けてもよい。   The power receiving unit 110 of the vehicle 100 receives the power transmitted from the power transmitting unit 230 of the power transmitting device 200 in a non-contact manner and outputs the power to the rectifying unit 120. In the first embodiment, power transmission unit 230 is provided in the ground or on the ground surface, and power reception unit 110 is provided at the lower part of the vehicle body at the rear of the vehicle. Note that the location of the power receiving unit 110 is not limited to this, and when the power transmitting unit 230 is provided in the ground or on the ground surface, the power receiving unit 110 may be provided in the lower part of the vehicle body at the front or center of the vehicle. .

なお、一例として、受電部110は、コイルおよびキャパシタを含む共振回路によって構成される。受電部110の具体的な構成については、送電装置200の送電部230とともに後ほど説明する。   As an example, power reception unit 110 is configured by a resonance circuit including a coil and a capacitor. A specific configuration of the power reception unit 110 will be described later together with the power transmission unit 230 of the power transmission device 200.

整流部120は、受電部110から受ける交流電力を直流電力に変換し、その変換された直流電力を蓄電装置130へ出力する。蓄電装置130は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオンやニッケル水素などの二次電池によって構成される。蓄電装置130は、整流部120から出力される電力を蓄えるほか、動力生成部140によって発電される電力も蓄える。そして、蓄電装置130は、蓄えられた電力を動力生成部140へ供給する。なお、蓄電装置130として大容量のキャパシタも採用可能である。   Rectifier 120 converts AC power received from power receiver 110 into DC power, and outputs the converted DC power to power storage device 130. The power storage device 130 is a rechargeable DC power supply, and is configured by a secondary battery such as lithium ion or nickel metal hydride. The power storage device 130 stores power output from the rectifying unit 120 and also stores power generated by the power generation unit 140. Then, the power storage device 130 supplies the stored power to the power generation unit 140. Note that a large-capacity capacitor can also be used as the power storage device 130.

動力生成部140は、蓄電装置130に蓄えられる電力を用いて車両100の走行駆動力を発生する。特に図示しないが、動力生成部140は、たとえば、蓄電装置130から電力を受けるインバータ、インバータによって駆動されるモータ、モータによって駆動される駆動輪等を含む。なお、動力生成部140は、蓄電装置130を充電するための発電機と、その発電機を駆動可能なエンジンを含んでもよい。   Power generation unit 140 generates a driving force for driving vehicle 100 using electric power stored in power storage device 130. Although not particularly illustrated, motive power generation unit 140 includes, for example, an inverter that receives electric power from power storage device 130, a motor driven by the inverter, a drive wheel driven by the motor, and the like. Power generation unit 140 may include a generator for charging power storage device 130 and an engine capable of driving the generator.

異物検出センサ150A,150Bは、車両100と送電装置200との間の異物を検出するためのセンサである。なお、異物とは、異物検出センサ150A,150Bの検出範囲に本来存在しないものであり、ここでは、車両100と送電装置200との間に存在する動物等が想定される。   Foreign object detection sensors 150 </ b> A and 150 </ b> B are sensors for detecting a foreign object between vehicle 100 and power transmission device 200. In addition, a foreign substance does not originally exist in the detection range of the foreign substance detection sensors 150A and 150B. Here, an animal or the like that exists between the vehicle 100 and the power transmission device 200 is assumed.

異物検出センサ150A,150Bには、検知された情報の経時変化によって異物を検出可能な種々のセンサを採用可能であり、たとえば、ソナーや、焦電センサ、電波センサ、光センサ等を採用可能である。なお、ソナーは、超音波の反射を利用して異物を検出し、焦電センサは、焦電素子に入力される赤外線量の変化を検知して異物を検出する。また、電波センサは、電波の受信強度の変化に基づいて異物を検出し、光センサは、物体からの反射光の変化を検知して異物を検出する。   As the foreign matter detection sensors 150A and 150B, various sensors that can detect foreign matter according to changes in detected information with time can be adopted. For example, sonar, pyroelectric sensor, radio wave sensor, optical sensor, etc. can be adopted. is there. Note that the sonar detects foreign matter using reflection of ultrasonic waves, and the pyroelectric sensor detects a change in the amount of infrared rays input to the pyroelectric element to detect the foreign matter. The radio wave sensor detects a foreign object based on a change in the reception intensity of the radio wave, and the optical sensor detects a foreign object by detecting a change in reflected light from the object.

この実施の形態1では、送電装置200の送電部230が地中または地表に設けられ、かつ、受電部110が車体下部に設けられるのに対応して、異物検出センサ150A,150Bは、車体下面に設置される。好ましくは、異物検出センサ150A,150Bは、図2の平面図に示されるように、受電部110に対向する地面に向けて(送電装置200の送電部230に向けて)異物検出センサ150A,150Bの検知範囲が設定される。このような配置は、送電装置200の送電部230から受電部110への送電時に、送電部230と受電部110との間に侵入した異物を確実に検知可能とするものである。   In the first embodiment, the foreign matter detection sensors 150A and 150B are provided on the lower surface of the vehicle body in response to the power transmission unit 230 of the power transmission device 200 being provided in the ground or on the ground surface and the power reception unit 110 being provided in the lower part of the vehicle body. Installed. Preferably, foreign matter detection sensors 150A and 150B are directed toward the ground facing power reception unit 110 (toward power transmission unit 230 of power transmission device 200), as shown in the plan view of FIG. The detection range is set. Such an arrangement makes it possible to reliably detect foreign matter that has entered between the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 during power transmission from the power transmission unit 230 to the power reception unit 110 of the power transmission device 200.

なお、この実施の形態1では、2つの異物検出センサ150A,150Bが設けられているが、異物検出センサの数は2つに限定されるものではなく、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。また、異物検出センサの配置(検知範囲含む)は、図1,2に示される配置に限定されるものではなく、たとえば、異物検出センサ150A,150Bを車両進行方向に対して受電部110の左右にそれぞれ配置してもよい。また、この実施の形態1では、異物検出センサ150A,150Bは、図示されない補機電源から動作電力を受ける。   In the first embodiment, two foreign object detection sensors 150A and 150B are provided. However, the number of foreign object detection sensors is not limited to two, and may be one or three. There may be more than one. Further, the arrangement (including the detection range) of the foreign object detection sensor is not limited to the arrangement shown in FIGS. 1 and 2. For example, the foreign object detection sensors 150 </ b> A and 150 </ b> B May be arranged respectively. In the first embodiment, foreign matter detection sensors 150A and 150B receive operating power from an auxiliary power source (not shown).

再び図1を参照して、車両ECU160は、蓄電装置130の充電状態(SOC:State Of Charge)に関する充電情報を蓄電装置130から受け、その受けた充電情報に基づいて、送電装置200による蓄電装置130の充電を制御する。送電装置200から車両100への送電が行なわれるとき、車両ECU160は、通信部170によって送電装置200と通信し、送電装置200から車両100への送電を実行するための種々の情報をやり取りする。   Referring again to FIG. 1, vehicle ECU 160 receives charging information related to a state of charge (SOC) of power storage device 130 from power storage device 130, and based on the received charging information, power storage device 200 by power transmission device 200. Control the charging of 130. When power transmission from the power transmission device 200 to the vehicle 100 is performed, the vehicle ECU 160 communicates with the power transmission device 200 through the communication unit 170 and exchanges various information for executing power transmission from the power transmission device 200 to the vehicle 100.

また、車両ECU160は、異物検出センサ150A,150Bの動作を制御する。具体的には、車両ECU160は、受電部110による受電の開始に連動して異物検出センサ150A,150Bへ起動指令を出力し、受電の終了に連動して異物検出センサ150A,150Bへ停止指令を出力する。これにより、異物検出センサ150A,150Bは、受電部110による受電の開始に連動して起動し、受電の終了に連動して停止する。   Moreover, vehicle ECU160 controls the operation | movement of the foreign material detection sensors 150A and 150B. Specifically, vehicle ECU 160 outputs a start command to foreign matter detection sensors 150A and 150B in conjunction with the start of power reception by power reception unit 110, and issues a stop command to foreign matter detection sensors 150A and 150B in conjunction with the end of power reception. Output. Thereby, foreign matter detection sensors 150A and 150B are activated in conjunction with the start of power reception by power reception unit 110, and are stopped in conjunction with the end of power reception.

この実施の形態1では、通信部170による送電装置200の通信部250との通信が確立すると、送電装置200から車両100への送電が開始されるものと判断されて異物検出センサ150A,150Bが起動する。また、通信部170による送電装置200の通信部250との通信が遮断されると、送電装置200から車両100への送電が終了したものと判断されて異物検出センサ150A,150Bが停止する。   In the first embodiment, when communication with the communication unit 250 of the power transmission device 200 is established by the communication unit 170, it is determined that power transmission from the power transmission device 200 to the vehicle 100 is started, and the foreign matter detection sensors 150A and 150B are to start. Further, when communication with the communication unit 250 of the power transmission device 200 by the communication unit 170 is interrupted, it is determined that power transmission from the power transmission device 200 to the vehicle 100 is completed, and the foreign matter detection sensors 150A and 150B are stopped.

なお、異物検出センサ150A,150Bの起動タイミングとしては、通信部170,250間の通信確立時のほか、送電装置200から受電部110が実際に受電したときであってもよい。あるいは、送電装置200から車両100への送電を指示する給電スイッチ(図示せず)が利用者によりオン操作されたときや、送電装置200の送電部230に対する受電部110の位置合わせ(送電装置200に対する車両100の駐車動作)が開始されたとき、もしくは上記位置合わせが完了したとき等であってもよい。   Note that the activation timing of the foreign matter detection sensors 150A and 150B may be when the power reception unit 110 actually receives power from the power transmission apparatus 200, as well as when communication between the communication units 170 and 250 is established. Alternatively, when a power supply switch (not shown) instructing power transmission from the power transmission device 200 to the vehicle 100 is turned on by the user, or when the power receiving unit 110 is aligned with the power transmission unit 230 of the power transmission device 200 (the power transmission device 200). It may be when the vehicle 100 is parked) or when the alignment is completed.

また、異物検出センサ150A,150Bの停止タイミングとしては、通信部170,250間の通信遮断時のほか、受電部110による送電装置200からの受電が実際に終了したときであってもよい。あるいは、上記給電スイッチが利用者によりオフ操作されたときや、車両100が走行動作を開始したとき等であってもよい。   Further, the stop timing of the foreign matter detection sensors 150A and 150B may be not only when the communication between the communication units 170 and 250 is interrupted, but also when the power reception from the power transmission device 200 by the power reception unit 110 actually ends. Alternatively, it may be when the power supply switch is turned off by the user or when the vehicle 100 starts running.

通信部170は、車両100が送電装置200と通信を行なうための通信インターフェースである。通信部170は、送電装置200の通信部250と無線通信を行なうように構成される。   Communication unit 170 is a communication interface for vehicle 100 to communicate with power transmission device 200. The communication unit 170 is configured to perform wireless communication with the communication unit 250 of the power transmission device 200.

一方、送電装置200においては、高周波電源220は、たとえば系統電源210から電力を受けて高周波の交流電力を生成する。送電部230は、高周波電源220から高周波の交流電力の供給を受け、車両100の受電部110へ非接触で電力を伝送する。一例として、送電部230は、コイルおよびキャパシタを含む共振回路によって構成される。なお、送電部230の具体的な構成についても、車両100の受電部110とともに後ほど説明する。   On the other hand, in power transmission device 200, high frequency power supply 220 receives power from system power supply 210, for example, and generates high frequency AC power. The power transmission unit 230 receives supply of high-frequency AC power from the high-frequency power source 220 and transmits power to the power reception unit 110 of the vehicle 100 in a contactless manner. As an example, the power transmission unit 230 is configured by a resonance circuit including a coil and a capacitor. A specific configuration of power transmission unit 230 will be described later together with power reception unit 110 of vehicle 100.

電源ECU240は、送電装置200から車両100への送電時、高周波電源220の動作を制御する。また、電源ECU240は、通信部250によって車両100と通信し、送電装置200から車両100への送電を実行するための種々の情報をやり取りする。通信部250は、送電装置200が車両100と通信を行なうための通信インターフェースであり、車両100の通信部170と無線通信を行なうように構成される。   The power supply ECU 240 controls the operation of the high frequency power supply 220 during power transmission from the power transmission device 200 to the vehicle 100. In addition, power supply ECU 240 communicates with vehicle 100 through communication unit 250 and exchanges various information for executing power transmission from power transmission device 200 to vehicle 100. Communication unit 250 is a communication interface for power transmission device 200 to communicate with vehicle 100, and is configured to perform wireless communication with communication unit 170 of vehicle 100.

(車両ECUの構成)
図3は、図1に示した車両ECU160の機能ブロック図である。図3を参照して、車両ECU160は、通信制御部162と、充電制御部164と、センサ制御部166とを含む。
(Configuration of vehicle ECU)
FIG. 3 is a functional block diagram of vehicle ECU 160 shown in FIG. Referring to FIG. 3, vehicle ECU 160 includes a communication control unit 162, a charge control unit 164, and a sensor control unit 166.

通信制御部162は、通信部170(図1)による送電装置200との通信を制御する。具体的には、送電装置200から車両100への送電が要求されると、通信制御部162は、通信部170と送電装置200の通信部250との間で通信を確立するように通信部170を制御する。なお、送電装置200から車両100への送電要求について、たとえば、送電装置200から車両100への送電を指示する給電スイッチ(図示せず)が利用者によりオン操作されたときに、送電装置200から車両100への送電が要求されたものと判定される。あるいは、送電装置200の送電部230に対する受電部110の位置合わせ(送電装置200に対する車両100の駐車動作)が開始されたとき、もしくは上記位置合わせが完了したとき等に、送電装置200から車両100への送電が要求されたものとしてもよい。そして、通信制御部162は、通信部170,250間で通信が確立すると、その旨を充電制御部164およびセンサ制御部166へ通知する。   The communication control unit 162 controls communication with the power transmission device 200 by the communication unit 170 (FIG. 1). Specifically, when power transmission from power transmission device 200 to vehicle 100 is requested, communication control unit 162 causes communication unit 170 to establish communication between communication unit 170 and communication unit 250 of power transmission device 200. To control. Note that, regarding a power transmission request from the power transmission device 200 to the vehicle 100, for example, when a power switch (not shown) that instructs power transmission from the power transmission device 200 to the vehicle 100 is turned on by the user, It is determined that power transmission to vehicle 100 is requested. Alternatively, when the positioning of the power receiving unit 110 with respect to the power transmission unit 230 of the power transmission device 200 (the parking operation of the vehicle 100 with respect to the power transmission device 200) is started, or when the above alignment is completed, the vehicle 100 It is also possible that power transmission to is requested. Then, when communication is established between the communication units 170 and 250, the communication control unit 162 notifies the charge control unit 164 and the sensor control unit 166 to that effect.

また、通信制御部162は、送電装置200から車両100への送電開始指令や送電停止指令、車両100における受電状況(受電電力や電圧、電流等)等に関する情報を充電制御部164から受け、その受けた情報を送電装置200へ送信するように通信部170を制御する。   Further, the communication control unit 162 receives from the charging control unit 164 information related to a power transmission start command and a power transmission stop command from the power transmission device 200 to the vehicle 100, a power reception status (received power, voltage, current, etc.) in the vehicle 100, and the like. The communication unit 170 is controlled to transmit the received information to the power transmission device 200.

また、通信制御部162は、送電装置200から車両100への送電の終了が要求されると、通信部170,250間の通信を終了するように通信部170を制御する。なお、送電装置200から車両100への送電の終了要求について、たとえば、上記給電スイッチが利用者によりオフ操作されたときや、車両100が走行動作を開始したとき等に、送電装置200から車両100への送電の終了が要求されたものと判定される。そして、通信制御部162は、通信部170,250間の通信が遮断されると、その旨を充電制御部164およびセンサ制御部166へ通知する。   Further, when the end of power transmission from the power transmission device 200 to the vehicle 100 is requested, the communication control unit 162 controls the communication unit 170 to end communication between the communication units 170 and 250. Note that, regarding a request for termination of power transmission from the power transmission device 200 to the vehicle 100, for example, when the power supply switch is turned off by the user or when the vehicle 100 starts a traveling operation, the power transmission device 200 transmits the vehicle 100. It is determined that the end of power transmission to is requested. Then, when communication between the communication units 170 and 250 is interrupted, the communication control unit 162 notifies the charge control unit 164 and the sensor control unit 166 to that effect.

充電制御部164は、送電装置200から車両100への送電の開始および終了、ならびに送電装置200による蓄電装置130の充電を制御する。具体的には、充電制御部164は、送電装置200による蓄電装置130の充電を許可する所定の充電実行条件が成立すると、送電開始指令を通信制御部162へ出力する。そして、充電制御部164は、蓄電装置130のSOCや充電電圧V,充電電力Iの各検出値に基づいて、蓄電装置130の充電を実行する。また、充電制御部164は、蓄電装置130の充電を終了する所定の充電終了条件が成立すると、送電終了指令を通信制御部162へ出力する。   Charging control unit 164 controls the start and end of power transmission from power transmission device 200 to vehicle 100 and the charging of power storage device 130 by power transmission device 200. Specifically, charging control unit 164 outputs a power transmission start command to communication control unit 162 when a predetermined charging execution condition permitting charging of power storage device 130 by power transmitting device 200 is satisfied. Charging control unit 164 performs charging of power storage device 130 based on the detected values of SOC, charging voltage V, and charging power I of power storage device 130. Charging control unit 164 outputs a power transmission end command to communication control unit 162 when a predetermined charging end condition for ending charging of power storage device 130 is satisfied.

また、充電制御部164は、充電制御の実行中、すなわち送電装置200から車両100への送電の実行中、その旨をセンサ制御部166へ通知する。   In addition, the charging control unit 164 notifies the sensor control unit 166 that charging control is being performed, that is, while power transmission from the power transmission device 200 to the vehicle 100 is being performed.

センサ制御部166は、異物検出センサ150A,150Bの動作を制御する。具体的には、センサ制御部166は、通信部170,250間の通信が確立した旨の通知を通信制御部162から受けると、異物検出センサ150A,150Bへ起動信号ACTを出力する。これにより、異物検出センサ150A,150Bが起動され、図示されない補機電源から動作電力を受けて作動する。また、センサ制御部166は、通信部170,250間の通信が遮断された旨の通知を通信制御部162から受けると、異物検出センサ150A,150Bへ停止信号STPを出力する。これにより、異物検出センサ150A,150Bが停止され、異物検出センサ150A,150Bによる電力消費はなくなる。   The sensor control unit 166 controls the operation of the foreign matter detection sensors 150A and 150B. Specifically, when receiving a notification from the communication control unit 162 that communication between the communication units 170 and 250 has been established, the sensor control unit 166 outputs an activation signal ACT to the foreign matter detection sensors 150A and 150B. As a result, the foreign matter detection sensors 150A and 150B are activated and actuated by receiving operating power from an auxiliary power source (not shown). In addition, when receiving a notification from the communication control unit 162 that the communication between the communication units 170 and 250 has been interrupted, the sensor control unit 166 outputs a stop signal STP to the foreign matter detection sensors 150A and 150B. Thereby, the foreign matter detection sensors 150A and 150B are stopped, and the power consumption by the foreign matter detection sensors 150A and 150B is eliminated.

(異物検出センサの起動/停止処理)
図4は、異物検出センサ150A,150Bの起動処理を説明するためのフローチャートである。図4を参照して、送電装置200から車両100への送電の開始が要求されると(ステップSS10においてYES)、車両システムが起動される(ステップS20)。車両システムが起動されると、車両ECU160は、通信部170を起動する(ステップS30)。
(Foreign matter detection sensor start / stop processing)
FIG. 4 is a flowchart for explaining the activation processing of the foreign matter detection sensors 150A and 150B. Referring to FIG. 4, when the start of power transmission from power transmission device 200 to vehicle 100 is requested (YES in step SS10), the vehicle system is activated (step S20). When the vehicle system is activated, vehicle ECU 160 activates communication unit 170 (step S30).

そして、通信部170と送電装置200の通信部250との間の通信が確立すると(ステップS40においてYES)、車両ECU160は、異物検出センサ150A,150Bを起動する(ステップS50)。これにより、異物検出センサ150A,150Bは、動作電力を受けて作動し、異物の検知を開始する。   Then, when communication between communication unit 170 and communication unit 250 of power transmission device 200 is established (YES in step S40), vehicle ECU 160 activates foreign matter detection sensors 150A and 150B (step S50). As a result, the foreign matter detection sensors 150A and 150B operate in response to operating power and start detecting foreign matter.

異物検出センサ150A,150Bにより異物が検知されると(ステップS60においてYES)、車両ECU160は、送電装置200による蓄電装置130の充電(非接触充電)が実行中であるか否かを判定する(ステップS70)。充電実行中であると判定されると(ステップS70においてYES)、車両ECU160は、蓄電装置130の充電を停止する(ステップS80)。すなわち、車両ECU160は、通信部170によって送電装置200へ送電停止指令を送信する。一方、ステップS70において充電実行中でないと判定されると(ステップS70においてNO)、車両ECU160は、蓄電装置130の充電を禁止する。すなわち、送電装置200への送電開始指令の送信が禁止される。これにより、車両100は充電待機状態となる(ステップS90)。   When foreign matter is detected by foreign matter detection sensors 150A and 150B (YES in step S60), vehicle ECU 160 determines whether or not charging (non-contact charging) of power storage device 130 by power transmission device 200 is being performed ( Step S70). If it is determined that charging is being performed (YES in step S70), vehicle ECU 160 stops charging power storage device 130 (step S80). That is, vehicle ECU 160 transmits a power transmission stop command to power transmission device 200 through communication unit 170. On the other hand, when it is determined in step S70 that charging is not being performed (NO in step S70), vehicle ECU 160 prohibits charging of power storage device 130. That is, transmission of a power transmission start command to the power transmission device 200 is prohibited. As a result, the vehicle 100 enters a charging standby state (step S90).

なお、ステップS60において異物が検出されないときは(ステップS60においてNO)、車両ECU160は、以降に示すセンサ停止処理によって異物検出センサ150A,150Bが停止したか否かを判定する(ステップS100)。そして、異物検出センサ150A,150Bが停止していると判定されると(ステップS100においてYES)、ステップS110へ処理が移行され、異物検出センサ150A,150Bは作動していると判定されると(ステップS100においてNO)、ステップS60へ処理が戻される。   When no foreign object is detected in step S60 (NO in step S60), vehicle ECU 160 determines whether or not foreign object detection sensors 150A and 150B have been stopped by the sensor stop process described below (step S100). If it is determined that foreign matter detection sensors 150A and 150B are stopped (YES in step S100), the process proceeds to step S110 and if foreign matter detection sensors 150A and 150B are determined to be operating ( In step S100, NO), the process is returned to step S60.

図5は、異物検出センサ150A,150Bの停止処理を説明するためのフローチャートである。図5を参照して、車両ECU160は、車両システムが起動しているか否かを判定する(ステップS210)。車両システムは起動中であると判定されると(ステップS210においてYES)、車両ECU160は、通信部170,250間の通信が確立しているか否かを判定する(ステップS220)。   FIG. 5 is a flowchart for explaining stop processing of the foreign matter detection sensors 150A and 150B. Referring to FIG. 5, vehicle ECU 160 determines whether or not the vehicle system is activated (step S210). If it is determined that the vehicle system is being activated (YES in step S210), vehicle ECU 160 determines whether communication between communication units 170 and 250 has been established (step S220).

通信部170,250間の通信は確立していると判定されると(ステップS220においてYES)、車両ECU160は、通信部170,250間の通信が終了して途絶しているか否かを判定する(ステップS230)。そして、通信部170,250間の通信が途絶していると判定されると(ステップS230においてYES)、車両ECU160は、異物検出センサ150A,150Bを停止する(ステップS240)。これにより、異物検出センサ150A,150Bは異物の検知を終了し、異物検出センサ150A,150Bへの電力供給が停止する。   When it is determined that communication between communication units 170 and 250 has been established (YES in step S220), vehicle ECU 160 determines whether or not communication between communication units 170 and 250 has been terminated. (Step S230). When it is determined that communication between communication units 170 and 250 is interrupted (YES in step S230), vehicle ECU 160 stops foreign matter detection sensors 150A and 150B (step S240). As a result, the foreign matter detection sensors 150A and 150B end the detection of the foreign matter, and the power supply to the foreign matter detection sensors 150A and 150B is stopped.

(電力伝送システムの回路構成)
次に、送電装置200から車両100への電力伝送について説明する。図6は、図1に示した電力伝送システムにおいて非接触電力伝送を実現する電気回路図である。なお、この図6に示される回路構成は一例であって、非接触電力伝送を実現するための構成が図6の構成に限定されるものではない。
(Circuit configuration of power transmission system)
Next, power transmission from the power transmission device 200 to the vehicle 100 will be described. FIG. 6 is an electric circuit diagram for realizing non-contact power transmission in the power transmission system shown in FIG. 1. The circuit configuration shown in FIG. 6 is an example, and the configuration for realizing non-contact power transmission is not limited to the configuration in FIG.

図6を参照して、車両100の受電部110は、二次コイル340と、キャパシタ350とを含む。二次コイル340は、キャパシタ350とともに共振回路を形成し、送電装置200の送電部230から送出される電力を非接触で受電する。整流部120は、二次コイル340によって受電された交流電力を整流して蓄電装置130へ出力する。なお、特に図示しないが、二次コイル340およびキャパシタ350によって閉ループを形成し、二次コイル340により受電された交流電力を電磁誘導により二次コイル340から取出して整流部120へ出力するコイルを別途設けてもよい。   Referring to FIG. 6, power receiving unit 110 of vehicle 100 includes a secondary coil 340 and a capacitor 350. The secondary coil 340 forms a resonance circuit together with the capacitor 350, and receives power transmitted from the power transmission unit 230 of the power transmission device 200 in a non-contact manner. Rectifier 120 rectifies the AC power received by secondary coil 340 and outputs the rectified power to power storage device 130. Although not particularly shown, a closed loop is formed by the secondary coil 340 and the capacitor 350, and a coil for taking out AC power received by the secondary coil 340 from the secondary coil 340 by electromagnetic induction and outputting it to the rectifying unit 120 is separately provided. It may be provided.

一方、送電装置200において、送電部230は、一次コイル330と、キャパシタ335とを含む。一次コイル330は、キャパシタ335とともに共振回路を形成し、高周波電源220から供給される交流電力を受電部110へ非接触で送電する。なお、特に図示しないが、一次コイル330およびキャパシタ335によって閉ループを形成し、高周波電源220から出力される交流電力を電磁誘導により一次コイル330へ供給するコイルを別途設けてもよい。   On the other hand, in power transmission device 200, power transmission unit 230 includes a primary coil 330 and a capacitor 335. Primary coil 330 forms a resonance circuit together with capacitor 335, and transmits AC power supplied from high-frequency power source 220 to power receiving unit 110 in a contactless manner. Although not particularly illustrated, a coil that forms a closed loop with the primary coil 330 and the capacitor 335 and supplies AC power output from the high-frequency power source 220 to the primary coil 330 by electromagnetic induction may be separately provided.

なお、キャパシタ335,350は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、一次コイル330および二次コイル340の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ335,350を設けない構成としてもよい。   Capacitors 335 and 350 are provided to adjust the natural frequency of the resonance circuit, and when a desired natural frequency is obtained using the stray capacitances of the primary coil 330 and the secondary coil 340, The capacitor 335, 350 may be omitted.

なお、高周波電源220と送電部230との間に整合器240を設けてもよい(図1では図示せず)。そして、一例として、整合器240は、可変コンデンサ310,315と、コイル320とを含む。整合器240は、可変コンデンサ310,315の容量を変化させることによってインピーダンスを変更することができる。この整合器240においてインピーダンスを変更することによって、送電装置200のインピーダンスを車両100のインピーダンスと整合させることができる(インピーダンスマッチング)。なお、高周波電源220がインピーダンスの整合機能を有してもよく、その場合には、整合器240を省略することも可能である。   Note that a matching unit 240 may be provided between the high-frequency power source 220 and the power transmission unit 230 (not shown in FIG. 1). As an example, the matching unit 240 includes variable capacitors 310 and 315 and a coil 320. The matching unit 240 can change the impedance by changing the capacitance of the variable capacitors 310 and 315. By changing the impedance in the matching unit 240, the impedance of the power transmission device 200 can be matched with the impedance of the vehicle 100 (impedance matching). The high-frequency power source 220 may have an impedance matching function, and in that case, the matching unit 240 may be omitted.

以下に、送電装置200の送電部230から車両100の受電部110への非接触電力伝送について説明する。この電力伝送システムにおいては、送電部230の固有周波数と、受電部110の固有周波数との差は、送電部230の固有周波数または受電部110の固有周波数の±10%以下である。このような範囲に送電部230および受電部110の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができる。一方、上記の固有周波数の差が±10%よりも大きくなると、電力伝送効率が10%よりも小さくなり、電力伝送時間が長くなるなどの弊害が生じる。   Hereinafter, non-contact power transmission from the power transmission unit 230 of the power transmission device 200 to the power reception unit 110 of the vehicle 100 will be described. In this power transmission system, the difference between the natural frequency of power transmission unit 230 and the natural frequency of power reception unit 110 is ± 10% or less of the natural frequency of power transmission unit 230 or the natural frequency of power reception unit 110. By setting the natural frequencies of the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 in such a range, the power transmission efficiency can be increased. On the other hand, when the difference between the natural frequencies is larger than ± 10%, the power transmission efficiency is smaller than 10%, and the power transmission time becomes longer.

なお、送電部230(受電部110)の固有周波数とは、一次コイル330およびキャパシタ335(二次コイル340およびキャパシタ350)によって構成される電気回路(共振回路)が自由振動する場合の振動周波数を意味する。なお、送電部230(受電部110)の共振周波数とは、一次コイル330およびキャパシタ335(二次コイル340およびキャパシタ350)によって構成される電気回路(共振回路)において、制動力または電気抵抗を零としたときの固有周波数を意味する。   The natural frequency of the power transmission unit 230 (power reception unit 110) is a vibration frequency when an electric circuit (resonance circuit) configured by the primary coil 330 and the capacitor 335 (secondary coil 340 and capacitor 350) freely vibrates. means. Note that the resonance frequency of the power transmission unit 230 (power reception unit 110) means that the braking force or electric resistance is zero in an electric circuit (resonance circuit) configured by the primary coil 330 and the capacitor 335 (secondary coil 340 and capacitor 350). This means the natural frequency.

図7および図8を用いて、固有周波数の差と電力伝送効率との関係とを解析したシミュレーション結果について説明する。図7は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。また、図8は、送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。   A simulation result obtained by analyzing the relationship between the natural frequency difference and the power transmission efficiency will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a diagram illustrating a simulation model of the power transmission system. FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the deviation of the natural frequencies of the power transmission unit and the power reception unit and the power transmission efficiency.

図7を参照して、電力伝送システム389は、送電部390と、受電部391とを備える。送電部390は、第1コイル392と、第2コイル393とを含む。第2コイル393は、共振コイル394と、共振コイル394に設けられたキャパシタ395とを含む。受電部391は、第3コイル396と、第4コイル397とを備える。第3コイル396は、共振コイル399とこの共振コイル399に接続されたキャパシタ398とを含む。   With reference to FIG. 7, the power transmission system 389 includes a power transmission unit 390 and a power reception unit 391. The power transmission unit 390 includes a first coil 392 and a second coil 393. The second coil 393 includes a resonance coil 394 and a capacitor 395 provided in the resonance coil 394. The power receiving unit 391 includes a third coil 396 and a fourth coil 397. The third coil 396 includes a resonance coil 399 and a capacitor 398 connected to the resonance coil 399.

共振コイル394のインダクタンスをインダクタンスLtとし、キャパシタ395のキャパシタンスをキャパシタンスC1とする。また、共振コイル399のインダクタンスをインダクタンスLrとし、キャパシタ398のキャパシタンスをキャパシタンスC2とする。このように各パラメータを設定すると、第2コイル393の固有周波数f1は、下記の式(1)によって示され、第3コイル396の固有周波数f2は、下記の式(2)によって示される。   The inductance of the resonance coil 394 is defined as an inductance Lt, and the capacitance of the capacitor 395 is defined as a capacitance C1. Further, the inductance of the resonance coil 399 is defined as an inductance Lr, and the capacitance of the capacitor 398 is defined as a capacitance C2. When each parameter is set in this way, the natural frequency f1 of the second coil 393 is expressed by the following equation (1), and the natural frequency f2 of the third coil 396 is expressed by the following equation (2).

f1=1/{2π(Lt×C1)1/2}・・・(1)
f2=1/{2π(Lr×C2)1/2}・・・(2)
ここで、インダクタンスLrおよびキャパシタンスC1,C2を固定して、インダクタンスLtのみを変化させた場合において、第2コイル393および第3コイル396の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を図7に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共振コイル394および共振コイル399の相対的な位置関係は固定とし、さらに、第2コイル393に供給される電流の周波数は一定である。
f1 = 1 / {2π (Lt × C1) 1/2 } (1)
f2 = 1 / {2π (Lr × C2) 1/2 } (2)
Here, when the inductance Lr and the capacitances C1 and C2 are fixed and only the inductance Lt is changed, the relationship between the deviation of the natural frequency of the second coil 393 and the third coil 396 and the power transmission efficiency is shown in FIG. Show. In this simulation, the relative positional relationship between the resonance coil 394 and the resonance coil 399 is fixed, and the frequency of the current supplied to the second coil 393 is constant.

図8に示すグラフのうち、横軸は固有周波数のズレ(%)を示し、縦軸は一定周波数での電力伝送効率(%)を示す。固有周波数のズレ(%)は、下記の式(3)によって示される。   In the graph shown in FIG. 8, the horizontal axis indicates the deviation (%) of the natural frequency, and the vertical axis indicates the power transmission efficiency (%) at a constant frequency. The deviation (%) in natural frequency is expressed by the following equation (3).

(固有周波数のズレ)={(f1−f2)/f2}×100(%)・・・(3)
図8からも明らかなように、固有周波数のズレ(%)が0%の場合には、電力伝送効率は100%近くとなる。固有周波数のズレ(%)が±5%の場合には、電力伝送効率は40%程度となる。固有周波数のズレ(%)が±10%の場合には、電力伝送効率は10%程度となる。固有周波数のズレ(%)が±15%の場合には、電力伝送効率は5%程度となる。すなわち、固有周波数のズレ(%)の絶対値(固有周波数の差)が、第3コイル396の固有周波数の10%以下の範囲となるように第2コイル393および第3コイル396の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を実用的なレベルに高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ(%)の絶対値が第3コイル396の固有周波数の5%以下となるように第2コイル393および第3コイル396の固有周波数を設定すると、電力伝送効率をさらに高めることができるのでより好ましい。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア(JMAG(登録商標):株式会社JSOL製)を採用している。
(Deviation of natural frequency) = {(f1−f2) / f2} × 100 (%) (3)
As is clear from FIG. 8, when the deviation (%) in the natural frequency is 0%, the power transmission efficiency is close to 100%. When the deviation (%) in natural frequency is ± 5%, the power transmission efficiency is about 40%. When the deviation (%) in natural frequency is ± 10%, the power transmission efficiency is about 10%. When the deviation (%) in natural frequency is ± 15%, the power transmission efficiency is about 5%. That is, the natural frequencies of the second coil 393 and the third coil 396 are set so that the absolute value (difference in natural frequency) of the deviation (%) of the natural frequency falls within a range of 10% or less of the natural frequency of the third coil 396. It can be seen that the power transmission efficiency can be increased to a practical level by setting. Furthermore, when the natural frequency of the second coil 393 and the third coil 396 is set so that the absolute value of the deviation (%) of the natural frequency is 5% or less of the natural frequency of the third coil 396, the power transmission efficiency is further increased. This is more preferable. The simulation software employs electromagnetic field analysis software (JMAG (registered trademark): manufactured by JSOL Corporation).

再び図6を参照して、送電装置200の送電部230および車両100の受電部110は、送電部230と受電部110との間に形成される磁界および電界の少なくとも一方を通じて、非接触で電力を授受する。送電部230と受電部110との間に形成される磁界および/または電界は、特定の周波数で振動する。そして、送電部230と受電部110とを電磁界によって共振(共鳴)させることで、送電部230から受電部110へ電力が伝送される。   Referring to FIG. 6 again, the power transmission unit 230 of the power transmission device 200 and the power reception unit 110 of the vehicle 100 receive power in a non-contact manner through at least one of a magnetic field and an electric field formed between the power transmission unit 230 and the power reception unit 110. Give and receive. A magnetic field and / or electric field formed between the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 vibrates at a specific frequency. Then, power is transmitted from the power transmission unit 230 to the power reception unit 110 by causing the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 to resonate with each other by an electromagnetic field.

ここで、送電部230の周囲に形成される特定の周波数の磁界について説明する。「特定の周波数の磁界」は、典型的には、電力伝送効率と送電部230に供給される電流の周波数と関連性を有する。そこで、まず、電力伝送効率と、送電部230に供給される電流の周波数との関係について説明する。送電部230から受電部110に電力を伝送するときの電力伝送効率は、送電部230および受電部110間の距離などの様々な要因よって変化する。たとえば、送電部230および受電部110の固有周波数(共振周波数)をf0とし、送電部230に供給される電流の周波数をf3とし、送電部230および受電部110の間のエアギャップをエアギャップAGとする。   Here, a magnetic field having a specific frequency formed around the power transmission unit 230 will be described. The “magnetic field of a specific frequency” typically has a relationship with the power transmission efficiency and the frequency of the current supplied to the power transmission unit 230. First, the relationship between the power transmission efficiency and the frequency of the current supplied to the power transmission unit 230 will be described. The power transmission efficiency when power is transmitted from the power transmission unit 230 to the power reception unit 110 varies depending on various factors such as the distance between the power transmission unit 230 and the power reception unit 110. For example, the natural frequency (resonance frequency) of the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 is f0, the frequency of the current supplied to the power transmission unit 230 is f3, and the air gap between the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 is the air gap AG. And

図9は、固有周波数f0を固定した状態で、エアギャップAGを変化させたときの電力伝送効率と、送電部230に供給される電流の周波数f3との関係を示すグラフである。図9を参照して、横軸は、送電部230に供給される電流の周波数f3を示し、縦軸は、電力伝送効率(%)を示す。効率曲線L1は、エアギャップAGが小さいときの電力伝送効率と、送電部230に供給される電流の周波数f3との関係を模式的に示す。この効率曲線L1に示すように、エアギャップAGが小さい場合には、電力伝送効率のピークは周波数f4,f5(f4<f5)において生じる。エアギャップAGを大きくすると、電力伝送効率が高くなるときの2つのピークは、互いに近づくように変化する。そして、効率曲線L2に示すように、エアギャップAGを所定距離よりも大きくすると、電力伝送効率のピークは1つとなり、送電部230に供給される電流の周波数が周波数f6のときに電力伝送効率がピークとなる。エアギャップAGを効率曲線L2の状態よりもさらに大きくすると、効率曲線L3に示すように電力伝送効率のピークが小さくなる。   FIG. 9 is a graph showing the relationship between the power transmission efficiency when the air gap AG is changed and the frequency f3 of the current supplied to the power transmission unit 230 with the natural frequency f0 fixed. Referring to FIG. 9, the horizontal axis indicates the frequency f3 of the current supplied to the power transmission unit 230, and the vertical axis indicates the power transmission efficiency (%). The efficiency curve L1 schematically shows the relationship between the power transmission efficiency when the air gap AG is small and the frequency f3 of the current supplied to the power transmission unit 230. As shown in the efficiency curve L1, when the air gap AG is small, the peak of power transmission efficiency occurs at frequencies f4 and f5 (f4 <f5). When the air gap AG is increased, the two peaks when the power transmission efficiency is increased change so as to approach each other. As shown in the efficiency curve L2, when the air gap AG is larger than the predetermined distance, the power transmission efficiency has one peak, and the power transmission efficiency is obtained when the frequency of the current supplied to the power transmission unit 230 is the frequency f6. Becomes a peak. When the air gap AG is further increased from the state of the efficiency curve L2, the peak of power transmission efficiency is reduced as shown by the efficiency curve L3.

たとえば、電力伝送効率の向上を図るため手法として次のような手法が考えられる。第1の手法としては、エアギャップAGにあわせて、送電部230に供給される電流の周波数を一定として、キャパシタ335,350のキャパシタンスを変化させることで、送電部230と受電部110との間での電力伝送効率の特性を変化させる手法が考えられる。具体的には、送電部230に供給される電流の周波数を一定とした状態で、電力伝送効率がピークとなるように、キャパシタ335,350のキャパシタンスを調整する。この手法では、エアギャップAGの大きさに関係なく、送電部230および受電部110に流れる電流の周波数は一定である。なお、電力伝送効率の特性を変化させる手法としては、送電装置200の整合器240を利用する手法や、車両100において整流部120と蓄電装置130との間に設けられるコンバータを利用する手法などを採用することも可能である。   For example, the following method can be considered as a method for improving the power transmission efficiency. As a first technique, the capacitance of the capacitors 335 and 350 is changed between the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 by keeping the frequency of the current supplied to the power transmission unit 230 constant according to the air gap AG. A method of changing the characteristics of the power transmission efficiency in the network is conceivable. Specifically, the capacitances of the capacitors 335 and 350 are adjusted so that the power transmission efficiency reaches a peak in a state where the frequency of the current supplied to the power transmission unit 230 is constant. In this method, the frequency of the current flowing through the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 is constant regardless of the size of the air gap AG. Note that, as a method of changing the characteristics of the power transmission efficiency, a method of using the matching unit 240 of the power transmission device 200, a method of using a converter provided between the rectifying unit 120 and the power storage device 130 in the vehicle 100, or the like. It is also possible to adopt.

また、第2の手法としては、エアギャップAGの大きさに基づいて、送電部230に供給される電流の周波数を調整する手法である。たとえば、電力伝送特性が効率曲線L1となる場合には、周波数f4またはf5の電流を送電部230に供給する。周波数特性が効率曲線L2,L3となる場合には、周波数f6の電流を送電部230に供給する。この場合においては、エアギャップAGの大きさに合わせて送電部230および受電部110に流れる電流の周波数を変化させることになる。   The second method is a method of adjusting the frequency of the current supplied to the power transmission unit 230 based on the size of the air gap AG. For example, when the power transmission characteristic is the efficiency curve L1, a current of frequency f4 or f5 is supplied to the power transmission unit 230. When the frequency characteristic is the efficiency curves L2 and L3, the current having the frequency f6 is supplied to the power transmission unit 230. In this case, the frequency of the current flowing through power transmission unit 230 and power reception unit 110 is changed in accordance with the size of air gap AG.

第1の手法では、送電部230を流れる電流の周波数は、固定された一定の周波数となり、第2の手法では、送電部230を流れる周波数は、エアギャップAGによって適宜変化する周波数となる。第1の手法や第2の手法などによって、電力伝送効率が高くなるように設定された特定の周波数の電流が送電部230に供給される。送電部230に特定の周波数の電流が流れることで、送電部230の周囲には、特定の周波数で振動する磁界(電磁界)が形成される。受電部110は、受電部110と送電部230との間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界を通じて送電部230から電力を受電している。したがって、「特定の周波数で振動する磁界」とは、必ずしも固定された周波数の磁界とは限らない。なお、上記の例では、エアギャップAGに着目して、送電部230に供給される電流の周波数を設定するようにしているが、電力伝送効率は、送電部230および受電部110の水平方向のずれ等のように他の要因によっても変化するものであり、当該他の要因に基づいて、送電部230に供給される電流の周波数を調整する場合がある。   In the first method, the frequency of the current flowing through the power transmission unit 230 is a fixed constant frequency, and in the second method, the frequency flowing through the power transmission unit 230 is a frequency that changes as appropriate depending on the air gap AG. A current having a specific frequency set so as to increase the power transmission efficiency is supplied to the power transmission unit 230 by the first method, the second method, or the like. When a current having a specific frequency flows through the power transmission unit 230, a magnetic field (electromagnetic field) that vibrates at a specific frequency is formed around the power transmission unit 230. The power receiving unit 110 receives power from the power transmitting unit 230 through a magnetic field that is formed between the power receiving unit 110 and the power transmitting unit 230 and vibrates at a specific frequency. Therefore, the “magnetic field oscillating at a specific frequency” is not necessarily a magnetic field having a fixed frequency. In the above example, focusing on the air gap AG, the frequency of the current supplied to the power transmission unit 230 is set. However, the power transmission efficiency depends on the horizontal direction of the power transmission unit 230 and the power reception unit 110. The frequency changes depending on other factors such as a deviation, and the frequency of the current supplied to the power transmission unit 230 may be adjusted based on the other factors.

なお、上記では、送電部230および受電部110にコイル(たとえばヘリカルコイル)を採用したが、コイルに代えて、メアンダラインなどのアンテナなどを採用してもよい。メアンダラインなどのアンテナなどを採用した場合には、送電部230に特定の周波数の電流が流れることで、特定の周波数の電界が送電部230の周囲に形成される。そして、この電界を通して、送電部230と受電部110との間で電力伝送が行なわれる。   In the above description, a coil (for example, a helical coil) is used for the power transmission unit 230 and the power reception unit 110, but an antenna such as a meander line may be used instead of the coil. When an antenna such as a meander line is used, an electric field having a specific frequency flows through the power transmission unit 230, so that an electric field having a specific frequency is formed around the power transmission unit 230. And electric power transmission is performed between the power transmission part 230 and the power receiving part 110 through this electric field.

この電力伝送システムにおいては、電磁界の「静電磁界」が支配的な近接場(エバネッセント場)を利用することで、送電および受電効率の向上が図られている。   In this power transmission system, power transmission and power reception efficiency are improved by using a near field (evanescent field) in which the “electrostatic magnetic field” of the electromagnetic field is dominant.

図10は、電流源または磁流源からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図10を参照して、電磁界は3つの成分から成る。曲線k1は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電磁界」と称される。曲線k2は、波源からの距離の2乗に反比例した成分であり、「誘導電磁界」と称される。また、曲線k3は、波源からの距離の3乗に反比例した成分であり、「静電磁界」と称される。なお、電磁界の波長を「λ」とすると、「輻射電磁界」と「誘導電磁界」と「静電磁界」との強さが略等しくなる距離は、λ/2πと表わすことができる。   FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the distance from the current source or magnetic current source and the strength of the electromagnetic field. Referring to FIG. 10, the electromagnetic field is composed of three components. The curve k1 is a component that is inversely proportional to the distance from the wave source, and is referred to as a “radiated electromagnetic field”. A curve k2 is a component inversely proportional to the square of the distance from the wave source, and is referred to as an “induction electromagnetic field”. The curve k3 is a component inversely proportional to the cube of the distance from the wave source, and is referred to as an “electrostatic magnetic field”. When the wavelength of the electromagnetic field is “λ”, the distance at which the strengths of “radiation electromagnetic field”, “induction electromagnetic field”, and “electrostatic magnetic field” are substantially equal can be expressed as λ / 2π.

「静電磁界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、この実施の形態に係る電力伝送システムでは、この「静電磁界」が支配的な近接場(エバネッセント場)を利用してエネルギー(電力)の伝送が行なわれる。すなわち、「静電磁界」が支配的な近接場において、近接する固有周波数を有する送電部230および受電部110(たとえば一対のコイル)を共鳴させることにより、送電部230から他方の受電部110へエネルギー(電力)を伝送する。この「静電磁界」は遠方にエネルギーを伝播しないので、遠方までエネルギーを伝播する「輻射電磁界」によってエネルギー(電力)を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギー損失で送電することができる。   The “electrostatic magnetic field” is a region where the intensity of the electromagnetic wave suddenly decreases with the distance from the wave source. In the power transmission system according to this embodiment, the near field (evanescent field) in which the “electrostatic magnetic field” is dominant. ) Is used to transmit energy (electric power). That is, in the near field where the “electrostatic magnetic field” is dominant, the power transmitting unit 230 and the power receiving unit 110 (for example, a pair of coils) having adjacent natural frequencies are resonated to transfer the power from the power transmitting unit 230 to the other power receiving unit 110. Transmit energy (electric power). Since this "electrostatic magnetic field" does not propagate energy far away, the resonance method transmits power with less energy loss than electromagnetic waves that transmit energy (electric power) by "radiant electromagnetic field" that propagates energy far away. be able to.

このように、この電力伝送システムにおいては、送電部230と受電部110とを電磁界によって共振(共鳴)させることで、送電部230と受電部110との間で非接触で電力が伝送される。送電部230と受電部110との間に形成されるこのような電磁場は、たとえば、近接場共振(共鳴)結合場という場合がある。送電部230と受電部110との結合係数κは、たとえば、0.3以下程度であり、好ましくは、0.1以下である。当然のことながら、結合係数κが0.1〜0.3程度の範囲も採用することができる。結合係数κは、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。   As described above, in this power transmission system, power is transmitted in a non-contact manner between the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 by causing the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 to resonate with each other by an electromagnetic field. . Such an electromagnetic field formed between the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 may be referred to as a near-field resonance (resonance) coupling field, for example. The coupling coefficient κ between the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 is, for example, about 0.3 or less, and preferably 0.1 or less. As a matter of course, a range where the coupling coefficient κ is about 0.1 to 0.3 can also be adopted. The coupling coefficient κ is not limited to such a value, and may take various values that improve power transmission.

なお、電力伝送における、上記のような送電部230と受電部110との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界(磁場)共鳴結合」、「磁場共振(共鳴)結合」、「近接場共振(共鳴)結合」、「電磁界(電磁場)共振結合」、「電界(電場)共振結合」等という。「電磁界(電磁場)共振結合」は、「磁気共鳴結合」、「磁界(磁場)共鳴結合」、「電界(電場)共振結合」のいずれも含む結合を意味する。   Note that the coupling between the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 in the power transmission is, for example, “magnetic resonance coupling”, “magnetic field (magnetic field) resonance coupling”, “magnetic field resonance (resonance) coupling”, “proximity” The field resonance (resonance) coupling, the electromagnetic field (electromagnetic field) resonance coupling, the electric field (electric field) resonance coupling, and the like. The “electromagnetic field (electromagnetic field) resonance coupling” means a coupling including any of “magnetic resonance coupling”, “magnetic field (magnetic field) resonance coupling”, and “electric field (electric field) resonance coupling”.

送電部230と受電部110とが上記のようにコイルによって形成される場合には、送電部230と受電部110とは、主に磁界(磁場)によって結合し、「磁気共鳴結合」または「磁界(磁場)共鳴結合」が形成される。なお、上記のように、送電部230と受電部110とにメアンダライン等のアンテナを採用することも可能であり、この場合には、送電部230と受電部110とは、主に電界(電場)によって結合し、「電界(電場)共鳴結合」が形成される。   When the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 are formed of coils as described above, the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 are coupled mainly by a magnetic field (magnetic field), and are referred to as “magnetic resonance coupling” or “magnetic field”. (Magnetic field) resonance coupling "is formed. As described above, an antenna such as a meander line can be used for the power transmission unit 230 and the power reception unit 110. In this case, the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 mainly include an electric field (electric field). ) To form an “electric field (electric field) resonance coupling”.

以上のように、この実施の形態1においては、送電装置200と車両100との間の異物を検出する異物検出センサ150A,150Bが設けられる。そして、異物検出センサ150A,150Bは、送電装置200から車両100への電力伝送の開始に連動して起動し、電力伝送の停止に連動して停止する。これにより、異物検出センサ150A,150Bは、実質的に異物検出が必要な、送電装置200から車両100への電力伝送時にのみ電力を消費するので、異物検出センサ150A,150Bの消費電力が必要最小限に抑えられる。したがって、この実施の形態1によれば、送電装置200と車両100との間の異物検出を実現しつつ、異物検出による車両100の電力損失を抑制することができる。   As described above, in the first embodiment, foreign matter detection sensors 150A and 150B that detect foreign matter between power transmission device 200 and vehicle 100 are provided. The foreign matter detection sensors 150A and 150B are activated in conjunction with the start of power transmission from the power transmission device 200 to the vehicle 100, and are halted in conjunction with the termination of power transmission. As a result, the foreign matter detection sensors 150A and 150B consume power only when power is transmitted from the power transmission device 200 to the vehicle 100, which substantially requires foreign matter detection, so the power consumption of the foreign matter detection sensors 150A and 150B is the minimum necessary. To the limit. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to suppress power loss of vehicle 100 due to foreign object detection while realizing foreign object detection between power transmission device 200 and vehicle 100.

また、この実施の形態1では、異物検出センサ150A,150Bは、車体下面に設置され、受電部110に対向する地面に向けて(送電装置200の送電部230に向けて)異物検出センサ150A,150Bの検知範囲が設定される。したがって、この実施の形態1によれば、送電装置200から車両100への送電時に、送電部230と受電部110との間に侵入した異物を確実に検知することができる。   In the first embodiment, the foreign matter detection sensors 150A and 150B are installed on the lower surface of the vehicle body and face the ground facing the power reception unit 110 (toward the power transmission unit 230 of the power transmission device 200). A detection range of 150B is set. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to reliably detect foreign matter that has entered between power transmission unit 230 and power reception unit 110 during power transmission from power transmission device 200 to vehicle 100.

[実施の形態2]
この実施の形態2では、異物検出センサは、車両の受電部が受電した電力を受けて作動する。これにより、異物検出センサは、送電装置から車両への実際の送電中にのみ作動し、送電装置から車両への送電が行なわれていないときは停止する。
[Embodiment 2]
In the second embodiment, the foreign object detection sensor operates by receiving the power received by the power reception unit of the vehicle. As a result, the foreign object detection sensor operates only during actual power transmission from the power transmission device to the vehicle, and stops when power transmission from the power transmission device to the vehicle is not performed.

図11は、実施の形態2における電力伝送システムの電気回路図である。なお、この図11に示される電気回路は、実施の形態1における電力伝送システムの電気回路を示した図6に対応するものである。   FIG. 11 is an electric circuit diagram of the power transmission system according to the second embodiment. The electric circuit shown in FIG. 11 corresponds to FIG. 6 showing the electric circuit of the power transmission system in the first embodiment.

図11を参照して、実施の形態2における車両100Aは、実施の形態1における車両100と異物検出センサ150A,150Bの電源構成が異なる。すなわち、この実施の形態2では、受電部110によって受電された電力が出力される電力線に異物検出センサ150A,150Bが電気的に接続される。そして、異物検出センサ150A,150Bは、送電装置200の送電部230から受電部110が受電しているときに受電電力の一部を受けて動作する。   Referring to FIG. 11, vehicle 100A in the second embodiment is different from vehicle 100 in the first embodiment in the power supply configuration of foreign object detection sensors 150A and 150B. That is, in the second embodiment, foreign object detection sensors 150A and 150B are electrically connected to a power line from which power received by power reception unit 110 is output. The foreign object detection sensors 150A and 150B operate by receiving a part of the received power when the power receiving unit 110 is receiving power from the power transmitting unit 230 of the power transmitting device 200.

なお、この図11では、整流部120と蓄電装置130との間の電力線PLに異物検出センサ150A,150Bが電気的に接続された構成が代表的に示されているが、別途設けられる整流器を介して受電部110と整流部120との間に異物検出センサ150A,150Bを電気的に接続してもよい。   In FIG. 11, a configuration in which foreign matter detection sensors 150A and 150B are electrically connected to power line PL between rectifying unit 120 and power storage device 130 is representatively shown. The foreign matter detection sensors 150 </ b> A and 150 </ b> B may be electrically connected between the power receiving unit 110 and the rectifying unit 120.

なお、実施の形態2における電力伝送システムのその他の構成は、実施の形態1による電力伝送システムの構成と基本的に同じである。   The other configuration of the power transmission system in the second embodiment is basically the same as the configuration of the power transmission system in the first embodiment.

なお、特に図示しないが、蓄電装置130と電力線PLとの間には、送電装置200による蓄電装置130の充電時にオンされるリレーが設けられており、受電部110が送電部230から受電していないときは、上記リレーがオフされる。したがって、異物検出センサ150A,150Bは、受電部110の受電時(送電装置200による蓄電装置130の充電時)にのみ受電部110による受電電力を受けて動作し、受電部110が送電部230から受電していないときは、異物検出センサ150A,150Bへ動作電力は供給されない。   Although not particularly illustrated, a relay that is turned on when power storage device 130 is charged by power transmission device 200 is provided between power storage device 130 and power line PL, and power reception unit 110 receives power from power transmission unit 230. If not, the relay is turned off. Accordingly, the foreign matter detection sensors 150A and 150B operate by receiving power received by the power receiving unit 110 only when the power receiving unit 110 receives power (when the power transmission device 200 charges the power storage device 130). When power is not received, operating power is not supplied to the foreign matter detection sensors 150A and 150B.

以上のように、この実施の形態2においては、異物検出センサ150A,150Bは、受電部110が受電した電力を受けて作動する。これにより、送電装置200から車両100Aへの非送電時は、異物検出センサ150A,150Bへ電力は供給されず、異物検出センサ150A,150Bは停止する。したがって、この実施の形態2によれば、送電装置200と車両100Aとの間の異物検出を確実に行ないつつ、異物検出センサ150A,150Bの消費電力を必要最小限に抑制することができる。   As described above, in the second embodiment, foreign object detection sensors 150A and 150B operate by receiving the power received by power reception unit 110. Thereby, during non-power transmission from power transmission device 200 to vehicle 100A, power is not supplied to foreign matter detection sensors 150A and 150B, and foreign matter detection sensors 150A and 150B are stopped. Therefore, according to the second embodiment, the power consumption of foreign matter detection sensors 150A and 150B can be suppressed to the minimum necessary while reliably detecting the foreign matter between power transmission device 200 and vehicle 100A.

また、この実施の形態2によれば、異物検出センサ150A,150Bは、補機電源とは電気的に切り離されるので、送電装置200から車両100Aへの送電時に、異物検出センサ150A,150Bに表われる高周波のノイズが補機電源へ伝播するのを抑制することができる。   Further, according to the second embodiment, foreign matter detection sensors 150A and 150B are electrically disconnected from the auxiliary power supply, and therefore are displayed on foreign matter detection sensors 150A and 150B during power transmission from power transmission device 200 to vehicle 100A. It is possible to suppress high-frequency noise transmitted to the auxiliary power supply.

[実施の形態3]
実施の形態2では、異物検出センサは、車両の受電部110が受電した電力を受けて作動するものとしたが、この実施の形態3では、送電装置から送出される電力を異物検出センサ自身が非接触で受電するための受電部が別途設けられる。そして、送電装置から車両への送電時に、その別途設けられた受電部が送電装置から受電した電力によって異物検出センサが作動する。
[Embodiment 3]
In the second embodiment, the foreign object detection sensor is operated by receiving the electric power received by the power receiving unit 110 of the vehicle. However, in the third embodiment, the foreign object detection sensor itself receives the electric power sent from the power transmission device. A power receiving unit for receiving power in a non-contact manner is separately provided. When the power is transmitted from the power transmission device to the vehicle, the foreign object detection sensor is operated by the power received by the power receiving unit provided separately from the power transmission device.

図12は、実施の形態3における電力伝送システムの電気回路図である。なお、この図12に示される電気回路も、実施の形態1における電力伝送システムの電気回路を示した図6に対応するものである。   FIG. 12 is an electric circuit diagram of the power transmission system according to the third embodiment. The electric circuit shown in FIG. 12 also corresponds to FIG. 6 showing the electric circuit of the power transmission system in the first embodiment.

図12を参照して、実施の形態3における車両100Bは、実施の形態1における車両100の構成において、異物検出センサ150A,150Bに代えて異物検出センサ150C,150Dを含む。異物検出センサ150C,150Dの配置は、実施の形態1の配置と同じである。   Referring to FIG. 12, vehicle 100B in the third embodiment includes foreign object detection sensors 150C and 150D instead of foreign object detection sensors 150A and 150B in the configuration of vehicle 100 in the first embodiment. The arrangement of the foreign matter detection sensors 150C and 150D is the same as that of the first embodiment.

異物検出センサ150C,150Dの各々は、受電部180と、整流部182と、検出部184とを含む。受電部180は、たとえば受電部110と同様にコイルおよびキャパシタを含む共振回路によって構成され、送電装置200の送電部230から送出される電力を非接触で受電して整流部182へ出力する。   Each of foreign matter detection sensors 150C and 150D includes a power reception unit 180, a rectification unit 182 and a detection unit 184. The power receiving unit 180 is configured by a resonance circuit including a coil and a capacitor, for example, similarly to the power receiving unit 110, and receives power transmitted from the power transmitting unit 230 of the power transmitting device 200 in a non-contact manner and outputs the power to the rectifying unit 182.

整流部182は、受電部180によって受電された交流電力を整流して検出部184へ出力する。検出部184は、整流部182から出力される電力を受けて作動し、車両100Bと送電装置200との間の異物を検出する。すなわち、検出部184は、送電装置200から車両100Bへの送電が行なわれているときに、受電部180が送電部230から受電した電力を用いて作動する。なお、検出部184の構成は、実施の形態1における異物検出センサ150A,150Bの構成と同じである。   The rectifying unit 182 rectifies the AC power received by the power receiving unit 180 and outputs the rectified power to the detecting unit 184. The detection unit 184 operates by receiving the electric power output from the rectification unit 182, and detects a foreign object between the vehicle 100 </ b> B and the power transmission device 200. That is, detection unit 184 operates using the power received by power reception unit 180 from power transmission unit 230 when power transmission from power transmission device 200 to vehicle 100B is performed. The configuration of detection unit 184 is the same as that of foreign matter detection sensors 150A and 150B in the first embodiment.

なお、実施の形態3における電力伝送システムのその他の構成は、実施の形態1による電力伝送システムの構成と基本的に同じである。   The other configuration of the power transmission system in the third embodiment is basically the same as the configuration of the power transmission system in the first embodiment.

以上のように、この実施の形態3においては、異物検出センサ150C,150Dの各々は、受電部180を含み、受電部180が受電した電力によって作動する。これにより、送電装置200から車両100Bへの非送電時は、異物検出センサ150C,150Dへ電力は供給されず、異物検出センサ150C,150Dは停止する。したがって、この実施の形態3によっても、送電装置200と車両100Bとの間の異物検出を確実に行ないつつ、異物検出センサ150C,150Dの消費電力を必要最小限に抑制することができる。   As described above, in the third embodiment, each of foreign matter detection sensors 150C and 150D includes power receiving unit 180, and is operated by the power received by power receiving unit 180. Thereby, during non-power transmission from power transmission device 200 to vehicle 100B, power is not supplied to foreign matter detection sensors 150C and 150D, and foreign matter detection sensors 150C and 150D are stopped. Therefore, according to the third embodiment, the power consumption of foreign matter detection sensors 150C and 150D can be suppressed to the minimum necessary while reliably detecting the foreign matter between power transmission device 200 and vehicle 100B.

また、この実施の形態3においても、異物検出センサ150C,150Dは、補機電源とは電気的に切り離されるので、送電装置200から車両100Bへの送電時に、異物検出センサ150C,150Dに表われる高周波のノイズが補機電源へ伝播するのを抑制することができる。   Also in the third embodiment, foreign matter detection sensors 150C and 150D are electrically disconnected from the auxiliary power supply, and therefore appear in foreign matter detection sensors 150C and 150D when power is transmitted from power transmission device 200 to vehicle 100B. Propagation of high frequency noise to the auxiliary power supply can be suppressed.

[変形例]
この変形例では、上記の各実施の形態と異物検出センサの配置が異なる例が示される。
[Modification]
In this modification, an example in which the arrangement of the foreign object detection sensors is different from the above embodiments is shown.

図13,14は、この変形例における異物検出センサの配置を説明するための図である。なお、この図13,14は、それぞれ上記の図1,2に対応するものである。図13,14を参照して、送電装置200の送電部230が地中または地表に設けられ、かつ、受電部110が車両後方の車体下部に設けられるのに対応して、異物検出センサ150A,150E,150Fは、車両最後方の車体下面に設置される。   13 and 14 are diagrams for explaining the arrangement of the foreign object detection sensors in this modification. 13 and 14 correspond to FIGS. 1 and 2, respectively. Referring to FIGS. 13 and 14, foreign object detection sensor 150 </ b> A, corresponding to the fact that power transmission unit 230 of power transmission device 200 is provided in the ground or on the ground surface and power reception unit 110 is provided in the lower part of the vehicle body behind the vehicle. 150E and 150F are installed on the lower surface of the vehicle body at the rear of the vehicle.

そして、異物検出センサ150A,150E,150Fは、いずれも車両前方向の地面に向けて検知範囲が設定され、少なくとも中央の異物検出センサ150Aについては、受電部110に対向する地面(送電装置200の送電部230)に向けて検知範囲が設定される。なお、特に図示しないが、異物検出センサ150E,150Fについても、受電部110に対向する地面に向けて検知範囲を設定してもよい。   The detection ranges of the foreign matter detection sensors 150A, 150E, and 150F are all set toward the ground in the front direction of the vehicle, and at least the foreign matter detection sensor 150A at the center is on the ground facing the power receiving unit 110 (of the power transmission device 200). A detection range is set toward the power transmission unit 230). Although not particularly illustrated, the detection ranges of the foreign matter detection sensors 150E and 150F may be set toward the ground facing the power receiving unit 110.

なお、異物検出センサ150E,150Fの構成は、異物検出センサ150Aの構成と同じである。また、実施の形態2のように、異物検出センサ150A,150E,150Fを、受電部110によって受電された電力が出力される電力線に電気的に接続してもよい。また、異物検出センサ150A,150E,150Fの各々に代えて、実施の形態3に示した異物検出センサ150C(150D)を採用してもよい。   The configuration of the foreign matter detection sensors 150E and 150F is the same as that of the foreign matter detection sensor 150A. Further, as in the second embodiment, the foreign matter detection sensors 150A, 150E, and 150F may be electrically connected to a power line that outputs the power received by the power receiving unit 110. Further, the foreign object detection sensor 150C (150D) described in the third embodiment may be employed instead of each of the foreign object detection sensors 150A, 150E, and 150F.

[実施の形態4]
上記の各実施の形態においては、異物検出センサは車両側に設けられるものとしたが、送電装置側に異物検出センサを設けてもよい。
[Embodiment 4]
In each of the above embodiments, the foreign object detection sensor is provided on the vehicle side, but the foreign object detection sensor may be provided on the power transmission apparatus side.

図15は、実施の形態4による電力伝送システムの全体構成図である。図15を参照して、この電力伝送システムは、車両100Dと、送電装置200Aとを備える。車両100Dは、図1に示した車両100に対して、異物検出センサ150A,150Bを含まない構成から成る。   FIG. 15 is an overall configuration diagram of a power transmission system according to the fourth embodiment. Referring to FIG. 15, the power transmission system includes a vehicle 100D and a power transmission device 200A. Vehicle 100D has a configuration that does not include foreign object detection sensors 150A and 150B with respect to vehicle 100 shown in FIG.

送電装置200Aは、図1に示した送電装置200の構成に対して、異物検出センサ260A,260Bをさらに含み、電源ECU240に代えて電源ECU240Aを含む。異物検出センサ260A,260Bは、送電装置200と車両100との間の異物を検出するためのセンサである。異物検出センサ260A,260Bについても、検知された情報の経時変化によって異物を検知可能な種々のセンサを採用可能であり、たとえば、ソナーや、焦電センサ、電波センサ、光センサ等を採用可能である。   Power transmission device 200 </ b> A further includes foreign matter detection sensors 260 </ b> A and 260 </ b> B, and includes power supply ECU 240 </ b> A instead of power supply ECU 240 in the configuration of power transmission device 200 shown in FIG. 1. Foreign object detection sensors 260 </ b> A and 260 </ b> B are sensors for detecting a foreign object between power transmission device 200 and vehicle 100. As the foreign matter detection sensors 260A and 260B, various sensors capable of detecting the foreign matter according to the change of the detected information with time can be employed. For example, a sonar, a pyroelectric sensor, a radio wave sensor, an optical sensor, or the like can be employed. is there.

この実施の形態4では、送電部230が地中または地表に設けられ、かつ、車両100Dの受電部110が車体下部に設けられるのに対応して、異物検出センサ260A,260Bは、地表に設置される。好ましくは、異物検出センサ260A,260Bは、送電部230の上部に向けて異物検出センサ260A,260Bの検知範囲が設定される。このような配置は、送電部230から受電部110への送電時に、送電部230と受電部110との間に侵入した異物を確実に検知可能とするものである。   In the fourth embodiment, the foreign object detection sensors 260A and 260B are installed on the ground surface corresponding to the power transmission unit 230 being provided in the ground or on the ground surface and the power receiving unit 110 of the vehicle 100D being provided in the lower part of the vehicle body. Is done. Preferably, the detection ranges of the foreign matter detection sensors 260A and 260B are set in the foreign matter detection sensors 260A and 260B toward the upper portion of the power transmission unit 230. Such an arrangement makes it possible to reliably detect foreign matter that has entered between the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 during power transmission from the power transmission unit 230 to the power reception unit 110.

なお、この実施の形態4においても、異物検出センサの数は2つに限定されるものではなく、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。また、異物検出センサの配置(検知範囲含む)は、図15に示される配置に限定されるものではなく、たとえば、異物検出センサ260A,260Bを車両駐車方向に対して送電部230の左右にそれぞれ配置してもよい。   Also in the fourth embodiment, the number of foreign matter detection sensors is not limited to two, but may be one, or may be three or more. Further, the arrangement (including the detection range) of the foreign object detection sensors is not limited to the arrangement shown in FIG. 15. For example, the foreign object detection sensors 260 </ b> A and 260 </ b> B are respectively arranged on the left and right of the power transmission unit 230 with respect to the vehicle parking direction. You may arrange.

電源ECU240Aは、送電装置200Aから車両100Dへの送電時、高周波電源220の動作を制御する。また、電源ECU240Aは、異物検出センサ260A,260Bの動作を制御する。具体的には、電源ECU240Aは、送電部230による送電の開始に連動して異物検出センサ260A,260Bへ起動指令を出力し、送電の終了に連動して異物検出センサ260A,260Bへ停止指令を出力する。これにより、異物検出センサ260A,260Bは、送電部230による送電の開始に連動して起動し、送電の終了に連動して停止する。   Power supply ECU 240A controls the operation of high-frequency power supply 220 when power is transmitted from power transmission device 200A to vehicle 100D. The power supply ECU 240A controls the operation of the foreign matter detection sensors 260A and 260B. Specifically, power supply ECU 240A outputs a start command to foreign matter detection sensors 260A and 260B in conjunction with the start of power transmission by power transmission unit 230, and issues a stop command to foreign matter detection sensors 260A and 260B in conjunction with the end of power transmission. Output. As a result, the foreign matter detection sensors 260A and 260B are activated in conjunction with the start of power transmission by the power transmission unit 230 and stopped in conjunction with the end of power transmission.

なお、一例として、通信部250による車両100Dの通信部170との通信が確立すると異物検出センサ260A,260Bが起動し、通信部250による車両100Dの通信部170との通信が遮断されると異物検出センサ260A,260Bが停止するものとする。   As an example, when communication with communication unit 170 of vehicle 100D is established by communication unit 250, foreign object detection sensors 260A and 260B are activated, and when communication with communication unit 170 of vehicle 100D is interrupted by communication unit 250, the foreign object is detected. It is assumed that the detection sensors 260A and 260B are stopped.

なお、異物検出センサ260A,260Bの起動タイミングとしては、通信部250,170間の通信確立時のほか、送電装置200Aから受電部110へ実際に送電されたときであってもよい。あるいは、送電装置200Aから車両100Dへの送電を指示する給電スイッチ(図示せず)が利用者によりオン操作されたときや、送電部230に対する受電部110の位置合わせ(送電装置200Aに対する車両100Dの駐車動作)が開始されたとき、もしくは上記位置合わせが完了したとき等であってもよい。   Note that the activation timing of the foreign matter detection sensors 260A and 260B may be when power is actually transmitted from the power transmitting apparatus 200A to the power receiving unit 110 in addition to when communication between the communication units 250 and 170 is established. Alternatively, when a power switch (not shown) instructing power transmission from the power transmission device 200A to the vehicle 100D is turned on by the user, or when the power receiving unit 110 is aligned with the power transmission unit 230 (the vehicle 100D with respect to the power transmission device 200A). It may be when the parking operation) is started or when the alignment is completed.

また、異物検出センサ260A,260Bの停止タイミングとしては、通信部250,170間の通信遮断時のほか、送電部230による車両100Dへの送電が実際に終了したときであってもよい。あるいは、上記給電スイッチが利用者によりオフ操作されたときや、車両100Dが走行動作を開始したとき等であってもよい。   Further, the stop timing of the foreign matter detection sensors 260A and 260B may be when communication between the communication units 250 and 170 is interrupted, or when power transmission to the vehicle 100D by the power transmission unit 230 actually ends. Alternatively, it may be when the power supply switch is turned off by the user or when the vehicle 100D starts running.

以上のように、この実施の形態4によっても、異物検出センサ260A,260Bの消費電力を必要最小限に抑えることができる。その結果、送電装置200Aと車両100Dとの間の異物検出を実現しつつ、異物検出に伴なう消費電力を抑制することができる。   As described above, according to the fourth embodiment, the power consumption of the foreign matter detection sensors 260A and 260B can be minimized. As a result, it is possible to suppress power consumption accompanying foreign object detection while realizing foreign object detection between the power transmission device 200A and the vehicle 100D.

[実施の形態5]
この実施の形態5も、実施の形態4と同様に、異物検出センサが送電装置側に設けられる。そして、異物検出センサは、送電装置から車両への送電時に高周波電源220から出力される電力を受けて作動する。これにより、異物検出センサは、送電装置から車両への実際の送電中にのみ作動し、送電装置から車両への送電が行なわれていないときは停止する。
[Embodiment 5]
In the fifth embodiment, as in the fourth embodiment, the foreign object detection sensor is provided on the power transmission device side. The foreign object detection sensor operates by receiving electric power output from the high-frequency power source 220 during power transmission from the power transmission device to the vehicle. As a result, the foreign object detection sensor operates only during actual power transmission from the power transmission device to the vehicle, and stops when power transmission from the power transmission device to the vehicle is not performed.

図16は、実施の形態5による電力伝送システムの電気回路図である。なお、この図16に示される電気回路は、実施の形態1における電力伝送システムの電気回路を示した図6に対応するものである。   FIG. 16 is an electric circuit diagram of the power transmission system according to the fifth embodiment. The electrical circuit shown in FIG. 16 corresponds to FIG. 6 showing the electrical circuit of the power transmission system in the first embodiment.

図16を参照して、この実施の形態5における送電装置200Bは、実施の形態4における送電装置200Aと異物検出センサ260A,260Bの電源構成が異なる。すなわち、この実施の形態5では、異物検出センサ260A,260Bは、整流部270に接続され、整流部270は、高周波電源220と送電部230との間の電力線に電気的に接続される。そして、異物検出センサ260A,260Bは、高周波電源220から送電部230へ電力が供給されているときに、高周波電源220から出力される電力の一部を受けて動作する。   Referring to FIG. 16, power transmission device 200B according to the fifth embodiment is different in power supply configuration from power transmission device 200A according to the fourth embodiment and foreign matter detection sensors 260A and 260B. That is, in the fifth embodiment, the foreign matter detection sensors 260A and 260B are connected to the rectifying unit 270, and the rectifying unit 270 is electrically connected to a power line between the high frequency power supply 220 and the power transmitting unit 230. The foreign object detection sensors 260 </ b> A and 260 </ b> B operate by receiving a part of the power output from the high frequency power source 220 when power is supplied from the high frequency power source 220 to the power transmission unit 230.

なお、図16では、異物検出センサ260A,260Bは、整流部270を介して整合器240と送電部230との間の電力線に電気的に接続されるものとしたが、高周波電源220と整合器240との間の電力線に異物検出センサ260A,260Bを電気的に接続してもよい。   In FIG. 16, the foreign matter detection sensors 260A and 260B are electrically connected to the power line between the matching unit 240 and the power transmission unit 230 via the rectifying unit 270. The foreign object detection sensors 260 </ b> A and 260 </ b> B may be electrically connected to a power line between the power supply 240 and the power line 240.

以上のように、この実施の形態5においては、異物検出センサ260A,260Bは、送電装置200Bから車両100Dへの送電時に高周波電源220から出力される電力を受けて作動する。これにより、送電装置200Bから車両100Dへの非送電時は、異物検出センサ260A,260Bへ電力は供給されず、異物検出センサ260A,260Bは停止する。したがって、この実施の形態5によれば、送電装置200Bと車両100Dとの間の異物検出を確実に行ないつつ、異物検出センサ260A,260Bの消費電力を必要最小限に抑制することができる。   As described above, in the fifth embodiment, foreign matter detection sensors 260A and 260B operate by receiving power output from high-frequency power source 220 during power transmission from power transmission device 200B to vehicle 100D. Thereby, during non-power transmission from power transmission device 200B to vehicle 100D, power is not supplied to foreign matter detection sensors 260A and 260B, and foreign matter detection sensors 260A and 260B are stopped. Therefore, according to the fifth embodiment, the power consumption of foreign matter detection sensors 260A and 260B can be suppressed to the necessary minimum while reliably performing the foreign matter detection between power transmission device 200B and vehicle 100D.

なお、上記の各実施の形態では、送電装置200(200A,200B)の送電部230と車両100(100A〜100D)の受電部110とを電磁界によって共振(共鳴)させることで、送電部230から受電部110へ非接触で電力が伝送されるものとしたが、電磁誘導により送電部230から受電部110へ非接触で電力を伝送してもよい。なお、送電部230と受電部110との間で電磁誘導により電力が伝送される場合には、送電部230と受電部110との結合係数κは、1.0に近い値となる。   In each of the above-described embodiments, the power transmission unit 230 is made to resonate with the power transmission unit 230 of the power transmission device 200 (200A, 200B) and the power reception unit 110 of the vehicle 100 (100A to 100D) by an electromagnetic field. However, power may be transmitted from the power transmitting unit 230 to the power receiving unit 110 in a contactless manner by electromagnetic induction. When electric power is transmitted between the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 by electromagnetic induction, the coupling coefficient κ between the power transmission unit 230 and the power reception unit 110 is a value close to 1.0.

また、上記の各実施の形態では、送電装置200(200A,200B)から非接触で受電する受電装置が車両100(100A〜100D)である場合について説明したが、この発明の適用範囲は、必ずしも受電装置が車両に限定されるものではなく、車両以外の受電装置にも適用可能である。   Moreover, although each said embodiment demonstrated the case where the power receiving apparatus received non-contactedly from the power transmission apparatus 200 (200A, 200B) was the vehicle 100 (100A-100D), the application range of this invention is not necessarily limited. The power receiving device is not limited to a vehicle, and can be applied to a power receiving device other than the vehicle.

なお、上記において、異物検出センサ150A〜150F,260A,260Bは、この発明における「検出装置」の一実施例に対応し、受電部180は、この発明における「もう1つの受電部」の一実施例に対応する。   In the above description, foreign matter detection sensors 150A to 150F, 260A, and 260B correspond to an example of “detection device” in the present invention, and power receiving unit 180 is an example of “another power receiving unit” in the present invention. Corresponds to the example.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

100,100A〜100D 車両、110,180 受電部、120,182,270 整流部、130 蓄電装置、140 動力生成部、150A〜150F,260A,260B 異物検出センサ、160 車両ECU、170,250 通信部、184 検出部、200,200A,200B 送電装置、210 系統電源、220 高周波電源、230 送電部、240 電源ECU、162 通信制御部、164 充電制御部、166 センサ制御部、310,315 可変コンデンサ、320,330,340 コイル、335,350 キャパシタ、PL 電力線。   100, 100A to 100D Vehicle, 110, 180 Power receiving unit, 120, 182, 270 Rectifying unit, 130 Power storage device, 140 Power generation unit, 150A to 150F, 260A, 260B Foreign object detection sensor, 160 Vehicle ECU, 170, 250 Communication unit , 184 detection unit, 200, 200A, 200B power transmission device, 210 system power supply, 220 high frequency power supply, 230 power transmission unit, 240 power supply ECU, 162 communication control unit, 164 charge control unit, 166 sensor control unit, 310, 315 variable capacitor, 320, 330, 340 Coil, 335, 350 Capacitor, PL Power line.

Claims (15)

送電装置から送出される電力を非接触で受電する受電装置であって、
前記送電装置から送出される電力を非接触で受電する受電部と、
前記送電装置と前記受電装置との間の異物を検出する検出装置とを備え、
前記検出装置は、前記受電部による受電の開始に連動して起動し、前記受電の終了に連動して停止する、受電装置。
A power receiving device that receives power transmitted from a power transmitting device in a contactless manner,
A power receiving unit for receiving power transmitted from the power transmission device in a contactless manner;
A detection device for detecting a foreign object between the power transmission device and the power reception device;
The detection device is activated in response to the start of power reception by the power reception unit, and is stopped in conjunction with the end of the power reception.
前記送電装置と通信を行なう通信部をさらに備え、
前記検出装置は、前記通信部による前記送電装置との通信が確立すると起動する、請求項1に記載の受電装置。
A communication unit that communicates with the power transmission device;
The power reception device according to claim 1, wherein the detection device is activated when communication with the power transmission device is established by the communication unit.
前記検出装置は、前記通信部による前記送電装置との通信が遮断されると停止する、請求項2に記載の受電装置。   The power reception device according to claim 2, wherein the detection device stops when communication with the power transmission device by the communication unit is interrupted. 前記検出装置は、前記受電部が受電した電力を受けて作動する、請求項1に記載の受電装置。   The power receiving device according to claim 1, wherein the detection device is activated by receiving power received by the power receiving unit. 前記検出装置は、前記受電部により受電された電力が出力される電力線に電気的に接続され、前記電力線から電力を受けて作動する、請求項4に記載の受電装置。   The power reception device according to claim 4, wherein the detection device is electrically connected to a power line from which the power received by the power reception unit is output, and operates by receiving power from the power line. 前記検出装置は、前記送電装置から送出される電力を非接触で受電するもう1つの受電部を含み、
前記検出装置は、前記もう1つの受電部が受電した電力によって作動する、請求項1に記載の受電装置。
The detection device includes another power receiving unit that receives power transmitted from the power transmission device in a contactless manner,
The power reception device according to claim 1, wherein the detection device is operated by electric power received by the other power reception unit.
前記検出装置は、検出情報の経時変化の有無によって異物の侵入を検出する、請求項1に記載の受電装置。   The power receiving device according to claim 1, wherein the detection device detects intrusion of a foreign substance based on presence or absence of a change in detection information with time. 前記受電装置は、車両に搭載され、
前記検出装置は、車体下面に設置され、前記受電部に対向する地面に向けて検知範囲が設定される、請求項1に記載の受電装置。
The power receiving device is mounted on a vehicle,
The power reception device according to claim 1, wherein the detection device is installed on a lower surface of a vehicle body, and a detection range is set toward a ground facing the power reception unit.
前記検出装置は、超音波センサである、請求項1に記載の受電装置。   The power receiving device according to claim 1, wherein the detection device is an ultrasonic sensor. 前記受電部の固有周波数と前記送電装置の送電部の固有周波数との差は、前記受電部の固有周波数または前記送電部の固有周波数の±10%以下である、請求項1に記載の受電装置。   The power receiving device according to claim 1, wherein a difference between the natural frequency of the power receiving unit and the natural frequency of the power transmitting unit of the power transmitting device is ± 10% or less of the natural frequency of the power receiving unit or the natural frequency of the power transmitting unit. . 前記受電部と前記送電装置の送電部との結合係数は0.3以下である、請求項1に記載の受電装置。   The power receiving device according to claim 1, wherein a coupling coefficient between the power receiving unit and the power transmitting unit of the power transmitting device is 0.3 or less. 前記受電部は、前記受電部と前記送電装置の送電部との間に形成される磁界と、前記受電部と前記送電部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、前記送電部から受電し、
前記磁界および前記電界は、前記受電部と前記送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する、請求項1に記載の受電装置。
The power reception unit is connected to the power transmission unit through at least one of a magnetic field formed between the power reception unit and the power transmission unit of the power transmission device and an electric field formed between the power reception unit and the power transmission unit. Receiving power,
The power receiving device according to claim 1, wherein the magnetic field and the electric field are formed between the power receiving unit and the power transmitting unit and vibrate at a specific frequency.
請求項1に記載の受電装置と、
前記受電装置によって受電された電力を蓄える蓄電装置と、
前記蓄電装置に蓄えられた電力によって走行駆動力を発生する電動機とを備える車両。
A power receiving device according to claim 1;
A power storage device for storing the power received by the power receiving device;
A vehicle comprising: an electric motor that generates a driving force for driving using electric power stored in the power storage device.
受電装置へ非接触で電力を送出する送電装置であって、
前記受電装置へ非接触で電力を送出する送電部と、
前記送電装置と前記受電装置との間の異物を検出する検出装置とを備え、
前記検出装置は、前記送電部による送電の開始に連動して起動し、前記送電の終了に連動して停止する、送電装置。
A power transmission device that sends power to a power receiving device in a contactless manner,
A power transmission unit that sends power to the power receiving device in a contactless manner;
A detection device for detecting a foreign object between the power transmission device and the power reception device;
The detection device is activated in response to the start of power transmission by the power transmission unit, and stopped in conjunction with the end of the power transmission.
送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムであって、
前記送電装置から前記受電装置へ非接触で電力を送出する送電部と、
前記送電装置から送出される電力を非接触で受電する受電部と、
前記送電装置と前記受電装置との間の異物を検出する検出装置とを備え、
前記検出装置は、前記送電装置から前記受電装置への電力伝送の開始に連動して起動し、前記電力伝送の停止に連動して停止する、電力伝送システム。
A power transmission system for transmitting power from a power transmission device to a power reception device in a contactless manner,
A power transmission unit that sends power from the power transmission device to the power reception device in a contactless manner;
A power receiving unit for receiving power transmitted from the power transmission device in a contactless manner;
A detection device for detecting a foreign object between the power transmission device and the power reception device;
The detection device is activated in response to the start of power transmission from the power transmission device to the power reception device, and is deactivated in conjunction with the stop of the power transmission.
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