JP2014165947A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡素な構成で蓄電部のインピーダンスの変動に好適に対応することができる駆動装置を提供すること。
【解決手段】車両側装置２１は、蓄電装置２２と、スイッチング素子が周期的にスイッチングすることにより電圧値の変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２にて変換された直流電力を用いて駆動される各モータジェネレータ３１，３２とを備えている。そして、車両側装置２１は、送電器１３から非接触で高周波電力を受電可能な受電器２３と、受電器２３にて受電された高周波電力を整流する電力変換部４１とを備えている。ここで、スイッチング素子のオンオフのデューティ比が調整されることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２から蓄電装置２２までのインピーダンスＺＬ３が調整される。
【選択図】図１

Description

本発明は駆動装置に関する。

従来から、電源コードや送電ケーブルを用いることなく非接触で電力を受電可能な駆動装置として例えば磁場共鳴を用いたものが知られている。例えば特許文献１には、交流電力が供給される１次側コイルと磁場共鳴することにより、１次側コイルから非接触で交流電力を受電可能な２次側コイルを有する駆動装置が搭載された車両について記載されている。かかる構成においては、２次側コイルにて受電された交流電力は、整流されて、駆動装置に設けられた蓄電部に供給される。

また、特許文献１に記載の駆動装置は、電動機としてのモータジェネレータを備えている。蓄電部にて蓄電されている直流電力は、駆動装置に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータにて昇圧されてモータジェネレータの駆動に用いられる。

特開２００９−１０６１３６号公報

ここで、２次側コイルが１次側コイルから非接触で交流電力を受電している場合、蓄電部に供給される直流電力の電力値の変動によって蓄電部のインピーダンスが変動する。この場合、インピーダンスが所望の値からずれる等の不都合が生じ得る。かといって、電動機等を有している駆動装置において、蓄電部のインピーダンスの変動に追従するための構成を別途設けることは、構成の複雑化等の観点から好ましくない。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、比較的簡素な構成で蓄電部のインピーダンスの変動に対応することができる駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する駆動装置は、交流電力が供給される１次側コイルを有する送電装置から非接触で前記交流電力を受電可能なものであって、蓄電部と、周期的にスイッチングを行うスイッチング素子を有し、前記蓄電部から供給される直流電力の電圧値を変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータにて変換された直流電力を用いて駆動される電動機と、前記１次側コイルから非接触で前記交流電力を受電可能な２次側コイルと、前記２次側コイルにて受電された交流電力を整流する整流部と、を備え、前記整流部にて整流された直流電力は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記蓄電部に供給され、前記スイッチング素子のオンオフのデューティ比が調整されることにより、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから前記蓄電部までのインピーダンスが調整されることを特徴とする。

かかる構成によれば、電動機を駆動させるのに用いられるＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子のオンオフのデューティ比を調整することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータから蓄電部までのインピーダンスが調整される。これにより、蓄電部のインピーダンスが変動した場合であっても、２次側コイルの出力端から蓄電部までのインピーダンス等を所望の値にすることを可能としつつ、電動機を駆動させるのに用いられる構成を流用することによる構成の簡素化を図ることができる。

上記駆動装置について、前記２次側コイルは、前記電動機の中性点に接続されており、前記整流部は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給された直流電力を、前記電動機が駆動可能な交流電力に変換して前記電動機に供給可能な電力変換部であるとよい。かかる構成によれば、電力変換部が整流部として機能しているため、これら電力変換部及び整流部を別々に設ける構成と比較して、構成の簡素化を図ることができる。なお、「電動機の中性点」とは、例えば複数のコイルの一端がそれぞれ接続されている構成においては、その接続点が考えられる。

上記駆動装置について、前記電動機と前記ＤＣ／ＤＣコンバータとの間に設けられ、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給された直流電力を、前記電動機が駆動可能な交流電力に変換可能な電力変換部を備え、前記整流部は、前記電力変換部とは別に設けられ、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続されているとよい。かかる構成によれば、電動機を構成するコイルのインダクタンスの影響を抑制しつつ、２次側コイルの出力端から蓄電部までのインピーダンス等を所望の値にすることができる。

上記駆動装置について、前記２次側コイルと前記整流部との間に設けられ、インピーダンス変換を行うインピーダンス変換部を備えているとよい。かかる構成によれば、インピーダンス変換部によるインピーダンス変換を行うことにより、２次側コイルの出力端から蓄電部までのインピーダンスを所望の値にすることができる。これにより、伝送効率の向上を図ることができる。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータから蓄電部までのインピーダンスが変動すると、２次側コイルの出力端から蓄電部までのインピーダンスが所望の値からずれ、伝送効率が低下し得る。

これに対して、上記構成によれば、デューティ比を調整することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータから蓄電部までのインピーダンスの変動を抑制することを通じて、伝送効率の低下を抑制することができる。これにより、比較的簡素な構成で伝送効率の低下を抑制することができる。

比較的簡素な構成で蓄電部のインピーダンスの変動に対応することができる。

車両側装置が搭載された車両及び非接触電力伝送システムの概要を示すブロック図。 車両側装置の回路図。 第２実施形態の車両側装置の概要を示すブロック図。

（第１実施形態）
以下、駆動装置が搭載された車両及び非接触電力伝送システムの第１実施形態について説明する。

図１に示すように、非接触電力伝送システム１０は、地上に設けられた地上側装置１１と、車両Ｃに搭載された車両側装置２１とを備えている。地上側装置１１が送電装置（１次側機器）に対応し、車両側装置２１が駆動装置（受電装置、２次側機器）に対応する。

地上側装置１１は、所定の周波数の高周波電力（交流電力）を供給可能な高周波電源（交流電源）１２を備えている。高周波電源１２は、系統電力を用いて電力値の異なる複数種類の高周波電力を供給可能に構成されている。

高周波電源１２から供給された高周波電力は、非接触で車両側装置２１に伝送され、車両側装置２１に設けられた蓄電部としての蓄電装置２２に供給される。具体的には、非接触電力伝送システム１０は、地上側装置１１及び車両側装置２１間の電力伝送を行うものとして、地上側装置１１に設けられた送電器１３（１次側共振回路）と、車両側装置２１に設けられた受電器２３（２次側共振回路）とを備えている。

送電器１３及び受電器２３は同一の構成となっており、両者は磁場共鳴可能に構成されている。具体的には、送電器１３は、直列又は並列に接続された１次側コイル１３ａ及び１次側コンデンサ１３ｂを有する共振回路で構成されている。受電器２３は、直列又は並列に接続された２次側コイル２３ａ及び２次側コンデンサ２３ｂを有する共振回路で構成されている。両者の共振周波数は同一に設定されている。

かかる構成によれば、高周波電力が送電器１３（１次側コイル１３ａ）に供給された場合、送電器１３と受電器２３（２次側コイル２３ａ）とが磁場共鳴する。これにより、受電器２３は送電器１３のエネルギの一部を受け取る。すなわち、受電器２３は、送電器１３から高周波電力を受電する。

図１に示すように、車両側装置２１は、受電器２３に接続された電動機としてのモータジェネレータ３１，３２と、当該モータジェネレータ３１，３２を介して、受電器２３にて受電された高周波電力が供給されるパワーコントロールユニット３３を備えている。パワーコントロールユニット３３は、蓄電装置２２の直流電力を用いて各モータジェネレータ３１，３２を駆動させるものであり、ＡＣ／ＤＣ変換又はＤＣ／ＡＣ変換を行う電力変換部４１と、電圧変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータ４２とを有している。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、電力変換部４１と蓄電装置２２との間に設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、各モータジェネレータ３１，３２を駆動させる場合には蓄電装置２２の直流電力の電圧値を変換（例えば昇圧）して電力変換部４１に供給する。

電力変換部４１は、各モータジェネレータ３１，３２とＤＣ／ＤＣコンバータ４２との間に設けられている。電力変換部４１は、各モータジェネレータ３１，３２を駆動させる場合にはＤＣ／ＤＣコンバータ４２からの直流電力を各モータジェネレータ３１，３２が駆動可能な三相交流電力に変換して各モータジェネレータ３１，３２に供給する。これにより、各モータジェネレータ３１，３２が駆動して、動力が発生する。

一方、電力変換部４１は、受電器２３が高周波電力を受電している場合には、受電器２３にて受電された高周波電力を直流電力に変換してＤＣ／ＤＣコンバータ４２に供給する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、受電器２３が高周波電力を受電している場合には、電力変換部４１から供給される直流電力の電圧値を変換（例えば降圧）して蓄電装置２２に供給する。これにより、蓄電装置２２の充電が行われる。なお、説明の便宜上、電力変換部４１から蓄電装置２２までを負荷４３という。本実施形態では、電力変換部４１が整流部に対応する。

ちなみに、蓄電装置２２は、例えば複数の電池セルが接続されて構成されており、蓄電装置２２のインピーダンスＺＬ１は、供給される直流電力の電力値に応じて変動する。つまり、蓄電装置２２は、供給される直流電力の電力値に応じてインピーダンスＺＬ１が変動する変動負荷である。

図１に示すように、車両側装置２１は、受電器２３と負荷４３との間に設けられ、インピーダンス変換を行うインピーダンス変換部５１を備えている。図２に示すように、インピーダンス変換部５１は、インダクタ５１ａ及びキャパシタ５１ｂを有するＬＣ回路で構成されている。インダクタ５１ａ及びキャパシタ５１ｂは並列に接続されている。なお、本実施形態において、インダクタ５１ａのインダクタンス及びキャパシタ５１ｂのキャパシタンスは固定値である。つまり、インピーダンス変換部５１の定数（インピーダンス）は固定値となっている。

ここで、インピーダンス変換部５１は、受電器２３の出力端から負荷４３までのインピーダンスが所望の値に近づくようにインピーダンス変換部５１の出力端から負荷４３までのインピーダンスＺＬ２をインピーダンス変換する。

上記所望の値とは、例えば相対的に伝送効率が高くなる値等が考えられる。詳細には、受電器２３の出力端から負荷４３までのインピーダンスの実部には、相対的に他の抵抗値よりも高い伝送効率となる特定抵抗値Ｒｏｕｔが存在する。仮に送電器１３の入力端に仮想負荷を設けた場合において、当該仮想負荷の抵抗値をＲａとし、受電器２３（詳細には受電器２３の出力端）から仮想負荷までの抵抗値をＲｂとすると、特定抵抗値Ｒｏｕｔは√（Ｒａ×Ｒｂ）である。インピーダンス変換部５１は、受電器２３の出力端から負荷４３までのインピーダンスが特定抵抗値Ｒｏｕｔに近づく（好ましくは一致する）ようインピーダンス変換を行う。

図１に示すように、地上側装置１１は、高周波電源１２等の制御を行う電源側コントローラ１４を備えている。車両側装置２１は、電力変換部４１及びＤＣ／ＤＣコンバータ４２等を制御する車両側コントローラ２４を備えている。各コントローラ１４，２４は、互いに無線通信可能に構成されており、情報のやり取りを行うことを通じて、高周波電源１２から供給される高周波電力の制御や、電力変換部４１及びＤＣ／ＤＣコンバータ４２の制御を行い、非接触の電力伝送を行う。

なお、図示は省略するが、車両側装置２１には、蓄電装置２２の充電状態（ＳＯＣ）を検知し、その検知結果を車両側コントローラ２４に送信する検知センサが設けられている。これにより、車両側コントローラ２４は、蓄電装置２２の充電状態を把握可能となっている。また、電源側コントローラ１４は、車両側コントローラ２４と情報のやり取りを行うことにより、蓄電装置２２の充電状態を把握可能となっている。

次に、図１を用いて車両Ｃの概要について説明する。本実施形態の車両Ｃは所謂ハイブリッド車両であり、エンジン６１と、各モータジェネレータ３１，３２を含むハイブリッド用トランスミッション６２とを備えている。ハイブリッド用トランスミッション６２は、各モータジェネレータ３１，３２に結合された動力分割機構７１を備えている。動力分割機構７１は、例えば３つの回転軸を有する遊星歯車機構であり、各回転軸にはエンジン６１及び各モータジェネレータ３１，３２のいずれかが接続されている。動力分割機構７１は、エンジン６１の動力を、車両Ｃに設けられた減速機７２、及び、第１モータジェネレータ３１に分割する。この場合、減速機７２に供給される動力は、減速機７２に結合された駆動輪７３に伝達され、車両Ｃの走行に用いられる。

一方、第１モータジェネレータ３１は、その分割されたエンジン６１の動力で駆動することにより、発電し、その発電された交流電力をパワーコントロールユニット３３に供給する。パワーコントロールユニット３３は、第１モータジェネレータ３１にて発電された交流電力を直流電力に変換して蓄電装置２２に供給する。これにより、第１モータジェネレータ３１にて発電された交流電力を用いて蓄電装置２２が充電される。

また、蓄電装置２２にて蓄電された直流電力を用いて第２モータジェネレータ３２にて動力が発生した場合、その動力は、減速機７２を介して駆動輪７３に伝達される。これにより、車両Ｃの力行がアシストされる。

ちなみに、車両Ｃの減速時などにおいては、第２モータジェネレータ３２は回生ブレーキとして機能し、回生電力を発生させる。この場合、パワーコントロールユニット３３は、回生電力を直流電力に変換して蓄電装置２２に供給する。これにより、蓄電装置２２が充電される。すなわち、蓄電装置２２の直流電力を各モータジェネレータ３１，３２が駆動可能な三相交流電力に変換するパワーコントロールユニット３３は、受電器２３にて受電された高周波電力及び各モータジェネレータ３１，３２にて発電された交流電力を、蓄電装置２２の充電に適した直流電力に変換するものとして機能する。

なお、各モータジェネレータ３１，３２の駆動周波数は異なっている。例えば第１モータジェネレータ３１の周波数は６０Ｈｚに設定されており、第２モータジェネレータ３２の周波数は１０ｋＨｚに設定されている。

次に、各モータジェネレータ３１，３２及び電力変換部４１の構成について詳細に説明する。
図２に示すように、第１モータジェネレータ３１は、ｕ相コイル３１ｕ、ｖ相コイル３１ｖ及びｗ相コイル３１ｗを有する三相交流回転電動機である。各相コイル３１ｕ〜３１ｗの一端はそれぞれ接続されている。つまり、各相コイル３１ｕ〜３１ｗはスター結線されている。なお、各相コイル３１ｕ〜３１ｗの一端が接続されている接続点が、第１モータジェネレータ３１の中性点Ｐ１である。

同様に、第２モータジェネレータ３２は、ｕ相コイル３２ｕ、ｖ相コイル３２ｖ及びｗ相コイル３２ｗを備えている。各相コイル３２ｕ〜３２ｗの一端はそれぞれ接続されており、中性点Ｐ２が形成されている。

かかる構成において、受電器２３（２次側コイル２３ａ）は、インピーダンス変換部５１を介して、各モータジェネレータ３１，３２の中性点Ｐ１，Ｐ２に接続されている。具体的には、２次側コイル２３ａの一端は第１モータジェネレータ３１の中性点Ｐ１に接続されており、２次側コイル２３ａの他端は第２モータジェネレータ３２の中性点Ｐ２に接続されている。これにより、受電器２３にて受電された高周波電力は、インピーダンス変換部５１及び各モータジェネレータ３１，３２を介して、電力変換部４１に供給されるようになっている。

図２に示すように、電力変換部４１は、第１モータジェネレータ３１に接続された第１変換部４１ａと、第２モータジェネレータ３２に接続された第２変換部４１ｂとを備えている。各変換部４１ａ，４１ｂはそれぞれ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２に接続されており、ＡＣ／ＤＣ変換及びＤＣ／ＡＣ変換が可能に構成されている。

車両側コントローラ２４は、第１モータジェネレータ３１にて発電が行われる場合には、第１モータジェネレータ３１にて発電された交流電力が整流される一方、第１モータジェネレータ３１を駆動させる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２から供給される直流電力が三相交流電力に変換されるよう第１変換部４１ａを制御する。

同様に、車両側コントローラ２４は、第２モータジェネレータ３２にて発電が行われる場合には、第２モータジェネレータ３２にて発電された交流電力が整流される一方、第２モータジェネレータ３２を駆動させる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２から供給される直流電力が三相交流電力に変換されるよう第２変換部４１ｂを制御する。

また、車両側コントローラ２４は、受電器２３が高周波電力を受電している場合には、力率が改善されつつ上記高周波電力が整流され、整流された直流電力がＤＣ／ＤＣコンバータ４２に供給されるよう各変換部４１ａ，４１ｂを制御する。

なお、電力変換部４１とＤＣ／ＤＣコンバータ４２との間には、電力変換部４１にて変換された直流電力を平滑する平滑コンデンサ８１が設けられている。
次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の詳細な構成について説明する。

図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、当該スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対して並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２と、を備えている。各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は例えばＩＧＢＴで構成されており、第１スイッチング素子Ｑ１のエミッタと第２スイッチング素子Ｑ２のコレクタとが接続されている。また、第１スイッチング素子Ｑ１のコレクタ及び第２スイッチング素子Ｑ２のエミッタは、電力変換部４１に接続されている。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続線（第１スイッチング素子Ｑ１のエミッタ及び第２スイッチング素子Ｑ２のコレクタの接続線）に一端が接続されたチョークコイルＬ１を備えている。チョークコイルＬ１の他端は蓄電装置２２に接続されている。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、チョークコイルＬ１に対して並列に接続されたコンデンサＣ１を備えている。

かかる構成によれば、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のうち一方がオン、他方がオフとなる第１状態と、第１状態とはオンオフ関係が逆となる第２状態とに周期的に切り替わるよう各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフが行われることにより、電圧値が変換される。この場合、変換される電圧値は、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフのデューティ比に対応した値となる。

車両側コントローラ２４は、各モータジェネレータ３１，３２を駆動させる場合には、蓄電装置２２の放電を行うとともに、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフのデューティ比を調整することにより、蓄電装置２２から放電された直流電力の電圧値を、各モータジェネレータ３１，３２の駆動に適した電圧値に変換（例えば昇圧）する。

一方、車両側コントローラ２４は、受電器２３が高周波電力を受電している場合には、受電器２３にて受電される高周波電力の電力値の変動に応じて、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフのデューティ比を調整する。詳細には、電源側コントローラ１４は、蓄電装置２２の充電状態に応じて高周波電源１２から供給される高周波電力の電力値を可変させる。例えば、電源側コントローラ１４は、蓄電装置２２の充電状態が予め定められた特定状態となった場合には、高周波電源１２から供給される高周波電力が、通常充電電力から、当該通常充電電力よりも電力値が小さい押し込み充電電力に切り替わるよう制御する。これにより、受電器２３にて受電される高周波電力の電力値が変動する。この場合、蓄電装置２２に供給される直流電力の電力値が変動し、蓄電装置２２のインピーダンスＺＬ１が変動するため、インピーダンス変換部５１の出力端から負荷４３までのインピーダンスＺＬ２が変動することとなる。

これに対して、車両側コントローラ２４は、受電器２３にて受電される高周波電力の電力値が変動した場合には、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフのデューティ比を調整することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２から蓄電装置２２までのインピーダンスＺＬ３が一定となるようにする。これにより、受電器２３にて受電される高周波電力の電力値（高周波電源１２から供給される高周波電力の電力値）が変動した場合であってもインピーダンス変換部５１の出力端から負荷４３までのインピーダンスＺＬ２が一定となる。

各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフのデューティ比の具体的な調整態様としては、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ４２から蓄電装置２２までのインピーダンスＺＬ３、又は、インピーダンス変換部５１の出力端から負荷４３までのインピーダンスＺＬ２を測定する測定器を設け、その測定器の測定結果に基づいてデューティ比を調整してもよい。また、例えば高周波電源１２から供給される高周波電力の電力値と、その電力値の高周波電力が供給される場合にインピーダンス変換部５１の出力端から負荷４３までのインピーダンスＺＬ２が一定値となるためのデューティ比とが対応付けられて設定されたデータを参照して、デューティ比を調整してもよい。

なお、図示は省略するが、インピーダンス変換部５１と各モータジェネレータ３１，３２との間には、インピーダンス変換部５１と各モータジェネレータ３１，３２との接続／遮断を切り替えるリレーが設けられている。リレーは、受電器２３が高周波電力を受電している場合には、インピーダンス変換部５１と各モータジェネレータ３１，３２とを接続する一方、各モータジェネレータ３１，３２の駆動時には、インピーダンス変換部５１と各モータジェネレータ３１，３２とを遮断する。

次に本実施形態の作用について説明する。
蓄電装置２２にて蓄電されている直流電力の電圧値を各モータジェネレータ３１，３２の駆動に適した電圧値に変換可能なＤＣ／ＤＣコンバータ４２によって、受電器２３にて受電される高周波電力の電力値の変動に対するインピーダンス変換部５１の出力端から負荷４３までのインピーダンスＺＬ２の変動が抑制されている。このため、受電器２３にて受電されている高周波電力の電力値（蓄電装置２２に供給される直流電力の電力値）が変動する場合であっても、受電器２３の出力端から負荷４３までのインピーダンスが特定抵抗値Ｒｏｕｔに近づいた状態が維持される。

以上詳述した本実施形態によれば以下の優れた効果を奏する。
（１）車両側装置２１は、蓄電装置２２の直流電力の電圧値を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２にて変換された直流電力を用いて駆動する各モータジェネレータ３１，３２とを備えている。かかる構成において、受電器２３（２次側コイル２３ａ）にて受電された高周波電力は、電力変換部４１により整流されて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２に供給される。そして、受電器２３が高周波電力を受電している状況において、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフのデューティ比が調整されることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２から蓄電装置２２までのインピーダンスＺＬ３が調整される構成とした。これにより、受電器２３にて受電される高周波電力の電力値が変動して蓄電装置２２のインピーダンスＺＬ１が変動する場合であっても、インピーダンス変換部５１の出力端から負荷４３までのインピーダンスＺＬ２の変動を抑制することができる。よって、インピーダンス変換部５１の出力端から負荷４３までのインピーダンスＺＬ２の変動に起因する伝送効率の低下等を抑制することができる。

特に、インピーダンス変換部５１の出力端から負荷４３までのインピーダンスＺＬ２の変動を抑制するものとして、各モータジェネレータ３１，３２が駆動可能な電力を生成するのに用いられるＤＣ／ＤＣコンバータ４２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフのデューティ比を採用した。これにより、既存の構成を用いて、インピーダンス変換部５１の出力端から負荷４３までのインピーダンスＺＬ２の変動を抑制することができ、構成の簡素化を図ることができる。

（２）車両側装置２１は、受電器２３の出力端から負荷４３までのインピーダンスが所望の値となるようにインピーダンス変換を行うインピーダンス変換部５１を備えている。これにより、伝送効率の向上を図ることができる。

かかる構成においては、仮にインピーダンス変換部５１の出力端から負荷４３までのインピーダンスＺＬ２が変動すると、受電器２３の出力端から負荷４３までのインピーダンスが所望の値からずれる場合がある。すると、伝送効率が低下し得る。かといって、インピーダンス変換部５１の定数（インピーダンス）を可変にすると、構成の複雑化が懸念されるとともに、制御対象が増加して、制御が煩雑なものとなり易い。

これに対して、本実施形態では、各モータジェネレータ３１，３２を駆動させるのに用いられるものであって既存の制御対象であるＤＣ／ＤＣコンバータ４２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフのデューティ比を調整することにより、インピーダンス変換部５１の出力端から負荷４３までのインピーダンスＺＬ２を調整する構成とした。これにより、インピーダンス変換部５１の定数を可変とすることなく、蓄電装置２２のインピーダンスＺＬ１の変動に追従することができ、伝送効率の低下を抑制することができる。

（３）ＤＣ／ＤＣコンバータ４２から供給された直流電力を、各モータジェネレータ３１，３２が駆動可能な三相交流電力に変換可能な電力変換部４１は、受電器２３が高周波電力を受電している場合には当該高周波電力を整流して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２に供給する。これにより、受電器２３にて受電された高周波電力を整流させるための回路と、直流電力を三相交流電力に変換するための回路とを別途設ける構成と比較して、構成の簡素化を図ることができる。

（第２実施形態）
図３に示すように、本実施形態では、受電器２３とＤＣ／ＤＣコンバータ４２との接続態様が第１実施形態と異なっている。その異なる点について以下に詳細に説明する。

本実施形態においては、車両側装置２１は、電力変換部４１とは別に、受電器２３にて受電された高周波電力を整流する整流器１０１を備えている。整流器１０１は、その入力端がインピーダンス変換部５１に接続されており、出力端が平滑コンデンサ８１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ４２に接続されている。

かかる構成によれば、受電器２３にて受電された高周波電力は、インピーダンス変換部５１を介して整流器１０１に供給される。そして、整流器１０１により整流された直流電力はＤＣ／ＤＣコンバータ４２に供給される。なお、本実施形態においては、整流器１０１の入力端から蓄電装置２２までが負荷１０２に対応する。

インピーダンス変換部５１は、受電器２３の出力端から負荷１０２までのインピーダンスが特定抵抗値Ｒｏｕｔに近づくようインピーダンス変換部５１の出力端から負荷１０２までのインピーダンスＺＬ２をインピーダンス変換する。

次に本実施形態の作用について説明する。
各モータジェネレータ３１，３２にて発電された交流電力は、各変換部４１ａ，４１ｂにて直流電力に変換されて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２に供給される一方、受電器２３にて受電された高周波電力は、整流器１０１により整流されてＤＣ／ＤＣコンバータ４２に供給される。

以上詳述した本実施形態によれば、上記（１）及び（２）の効果に加えて以下の優れた効果を奏する。
（４）電力変換部４１とは別に、受電器２３にて受電された高周波電力を整流する整流器１０１を設け、当該整流器１０１をＤＣ／ＤＣコンバータ４２に接続した。これにより、各相コイル３１ｕ〜３１ｗ，３２ｕ〜３２ｗのインダクタンスの影響を抑制しつつ、受電器２３にて受電された高周波電力を整流してＤＣ／ＤＣコンバータ４２に供給することができる。

詳述すると、第１実施形態のように各モータジェネレータ３１，３２の中性点Ｐ１，Ｐ２に受電器２３を接続する構成においては、各モータジェネレータ３１，３２の各相コイル３１ｕ〜３１ｗ，３２ｕ〜３２ｗの少なくとも一部のインダクタンスが、受電器２３の出力端から負荷４３までのインピーダンスに影響を及ぼす。この場合、各モータジェネレータ３１，３２の製造ばらつき等によって上記インダクタンスにばらつきが生じると、受電器２３の出力端から負荷４３までのインピーダンスが変動し得る。

これに対して、本実施形態によれば、受電器２３の出力端から負荷１０２までのインピーダンスに対して、各相コイル３１ｕ〜３１ｗ，３２ｕ〜３２ｗの少なくとも一部のインダクタンスによる影響が及びにくい。これにより、各相コイル３１ｕ〜３１ｗ，３２ｕ〜３２ｗのインダクタンスに、ばらつきが生じた場合であっても、受電器２３の出力端から負荷１０２までのインピーダンスを所望の値にすることができる。

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 各実施形態では、受電器２３にて受電されている高周波電力の電力値が変動した場合（蓄電装置２２に供給される直流電力の電力値が変動した場合）に、デューティ比の調整を行う構成であったが、これに限られない。例えば、蓄電装置２２の充電中定期的にＤＣ／ＤＣコンバータ４２から蓄電装置２２までのインピーダンスＺＬ３を測定し、その測定結果からＤＣ／ＤＣコンバータ４２から蓄電装置２２までのインピーダンスＺＬ３が予め定められた許容範囲を越えた場合にデューティ比を調整する構成であってもよい。要は、デューティ比の調整契機は任意である。

○ 各実施形態では、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２はＩＧＢＴで構成されていたが、これに限られず、例えばパワーＭＯＳＦＥＴで構成されていてもよい。この場合、各パワーＭＯＳＦＥＴのボディダイオードがダイオードＤ１，Ｄ２として機能するため、ダイオードＤ１，Ｄ２を省略してもよい。

○ 各実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を有する構成であったが、これに限られず、例えば１つのスイッチング素子を有するものであってもよい。要は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、少なくとも１つのスイッチング素子を有するものであれば、その具体的な構成は任意である。

○ 各実施形態では、インピーダンス変換部５１は、受電器２３の出力端から負荷４３，１０２までのインピーダンスが特定抵抗値Ｒｏｕｔに近づくようインピーダンス変換を行う構成であったが、これに限られない。例えば、インピーダンス変換部５１は、受電器２３の出力端から負荷４３，１０２までのインピーダンスと、受電器２３の出力端から高周波電源１２までのインピーダンスとが整合するようにインピーダンス変換するものであってもよい。

○ 各実施形態では、インピーダンス変換部５１が設けられていたが、これに限られず、例えば当該インピーダンス変換部５１を省略してもよい。この場合、受電器２３の出力端から負荷４３，１０２までのインピーダンスが特定抵抗値Ｒｏｕｔに近づくよう各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフのデューティ比を設定するとよい。但し、インピーダンスの虚部成分の調整を行うことができる点、インピーダンス変換部５１の出力端から負荷４３，１０２までのインピーダンスＺＬ２及び特定抵抗値Ｒｏｕｔによってはデューティ比による調整が困難となる点に着目すれば、インピーダンス変換部５１を設ける方が好ましい。

○ 各実施形態では、インピーダンス変換部５１は１つのみであったが、これに限られず、２つ以上設けられている構成であってもよい。
○ 第１実施形態では、電力変換部４１は、受電器２３が高周波電力を受電している状況において、高周波電力を整流するとともに力率を改善させるものとして動作したが、これに限られず、例えば力率を改善させることなく単に整流するものであってもよい。また、第２実施形態においては、整流器１０１に代えて、ＰＦＣ回路を設けてもよい。

○ 第２実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の接続先を、電力変換部４１又は整流器１０１に切り替える切替部を設けてもよい。この場合、車両側コントローラ２４は、各モータジェネレータ３１，３２の少なくとも一方を駆動させる場合又は各モータジェネレータ３１，３２にて発電された電力を用いて蓄電装置２２の充電を行う場合には、電力変換部４１とＤＣ／ＤＣコンバータ４２とが接続されるよう切替部を制御する。一方、車両側コントローラ２４は、受電器２３が高周波電力を受電している場合には整流器１０１とＤＣ／ＤＣコンバータ４２とが接続されるよう切替部を制御する。これにより、例えば受電器２３にて受電された高周波電力が電力変換部４１及び各モータジェネレータ３１，３２に伝送される等といった不都合を回避することができる。

○ ＤＣ／ＤＣコンバータ４２と蓄電装置２２との間に、両者を接続状態（導通状態）又は遮断状態（非導通状態）に切り替えるリレーを設けてもよい。
○ 各実施形態では、蓄電装置２２は１つであったが、これに限られず、複数の蓄電装置がある構成であってもよい。この場合、複数の蓄電装置に対応させて、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。かかる構成においては、充電対象の蓄電装置に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子のオンオフのデューティ比を調整することにより、受電器２３の出力端から負荷４３，１０２までのインピーダンスを調整するとよい。

○ 各実施形態では、送電器１３の共振周波数と受電器２３の共振周波数とは同一に設定されていたが、これに限られず、電力伝送が可能な範囲内で両者を異ならせてもよい。
○ 各実施形態では、送電器１３と受電器２３とは同一の構成であったが、これに限られず、異なる構成であってもよい。

○ 各実施形態では、各コンデンサ１３ｂ，２３ｂを設けたが、これらを省略してもよい。この場合、各コイル１３ａ，２３ａの寄生容量を用いて磁場共鳴させる。
○ 各実施形態では、非接触の電力伝送を実現させるために磁場共鳴を用いたが、これに限られず、電磁誘導を用いてもよい。

○ 各実施形態では、２つのモータジェネレータ３１，３２が設けられていたが、これに限られず、いずれか一方を省略してもよい。この場合、２つの変換部４１ａ，４１ｂのうちいずれか一方を省略してもよい。

○ 各実施形態では、各モータジェネレータ３１，３２は三相式であったが、これに限られず、例えば単相式のものであってもよい。要は、モータジェネレータは、コイルを有する交流駆動のものであれば任意である。

○ 各実施形態では、第１モータジェネレータ３１は、エンジン６１の動力を用いて発電し、第２モータジェネレータ３２は、蓄電装置２２の電力を用いて走行させる構成であったが、これに限られない。例えば、第１モータジェネレータ３１が蓄電装置２２の電力を用いて力行をアシストする構成であってもよい。

○ 各実施形態では、各モータジェネレータ３１，３２は発電機能を有していたが、これに限られず、発電機能を省略してもよい。
○ 各実施形態では、車両Ｃは所謂ハイブリッド車両であったが、これに限られず、エンジン６１等を省略した電気自動車等であってもよい。

○ 各実施形態では、車両側装置２１は車両Ｃに搭載されていたが、これに限られず、他の機器に搭載される構成でもよい。
○ 各実施形態では、受電器２３にて受電された高周波電力は蓄電装置２２の充電に用いられたが、これに限られず、例えば別の機器の駆動に用いてもよい。

○ 送電器１３は、１次側コイル１３ａ及び１次側コンデンサ１３ｂを有する共振回路と、その共振回路と電磁誘導で結合する１次側結合コイルとを備えている構成であってもよい。同様に、受電器２３は、２次側コイル２３ａ及び２次側コンデンサ２３ｂを有する共振回路と、その共振回路と電磁誘導で結合する２次側結合コイルとを備えている構成であってもよい。

次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ）前記デューティ比の調整は、前記蓄電部に供給される前記直流電力の電力値の変動に応じて行われる請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の駆動装置。

（ロ）請求項１〜４及び（イ）のうちいずれか一項に記載の駆動装置が搭載された車両。

１０…非接触電力伝送システム、１１…地上側装置（送電装置）、１２…高周波電源、１３ａ…１次側コイル、２１…車両側装置（駆動装置）、２２…蓄電装置、２３ａ…２次側コイル、３１，３２…モータジェネレータ（電動機）、４１…電力変換部、４２…ＤＣ／ＤＣコンバータ、５１…インピーダンス変換部、Ｑ１，Ｑ２…スイッチング素子、１０１…整流器。

Claims (4)

1. 交流電力が供給される１次側コイルを有する送電装置から非接触で前記交流電力を受電可能な駆動装置であって、
   蓄電部と、
   周期的にスイッチングを行うスイッチング素子を有し、前記蓄電部から供給される直流電力の電圧値を変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータにて変換された直流電力を用いて駆動される電動機と、
   前記１次側コイルから非接触で前記交流電力を受電可能な２次側コイルと、
   前記２次側コイルにて受電された交流電力を整流する整流部と、
   を備え、
   前記整流部にて整流された直流電力は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記蓄電部に供給され、
   前記スイッチング素子のオンオフのデューティ比が調整されることにより、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから前記蓄電部までのインピーダンスが調整されることを特徴とする駆動装置。
2. 前記２次側コイルは、前記電動機の中性点に接続されており、
   前記整流部は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給された直流電力を、前記電動機が駆動可能な交流電力に変換して前記電動機に供給可能な電力変換部である請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記電動機と前記ＤＣ／ＤＣコンバータとの間に設けられ、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給された直流電力を、前記電動機が駆動可能な交流電力に変換可能な電力変換部を備え、
   前記整流部は、前記電力変換部とは別に設けられ、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続されている請求項１に記載の駆動装置。
4. 前記２次側コイルと前記整流部との間に設けられ、インピーダンス変換を行うインピーダンス変換部を備えている請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の駆動装置。