JP2015019551A - 非接触給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】給電側及び受電側コイルの間に位置ずれが発生していても、漏れ磁束の量を低減し、高効率に電力を送ることが可能な非接触給電システムを提供する。
【解決手段】非接触給電システム１０において、ソレノイド型の第１コイル７０及び第２コイル１００は、並列に接続された複数の分割コイル７２、１０２を、両コイル７０、１００の中心軸方向Ａｘ１、Ａｘ２に直線状に並べて構成される。中心軸方向Ａｘ１、Ａｘ２における両コイル７０、１００の位置ずれ量Ｄに応じて、通電する分割コイル７２の数を変更することで、両コイル７０、１００で形成する磁束の環１２０が所定値以下の大きさになる。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数のソレノイドコイル間において非接触給電を行う非接触給電システムに関する。

特許文献１では、外形の異なる受電コイルに対して電力伝送を行うときにも漏れ磁束の発生を抑え、１つの送電装置で必要とする電力の異なる複数の電子機器の充電に対応可能とする非接触電力伝送装置を提供することを目的としている（［０００７］、要約）。当該目的を達成するため、特許文献１では、送電コイルから受電コイルに対して電磁誘導により電力の供給を行う非接触電力伝送装置において、略同心円状に配置した複数の送電コイル１１、１２を備え、受電コイル２１の外形に一番近い外形の送電コイルと、その内側の送電コイルのみを駆動する（要約）。

例えば、第１の受電コイル２１の外形が、内側の送電コイル１１の外形と略同一である場合（図１）、送電コイル１１のみを駆動し、送電コイル１２は駆動しない（［００１２］）。また、第２の受電コイル２１’の外形が、外側の送電コイル１２の外形と略同一である場合（図２）、送電コイル１１、１２の両方を駆動する（［００１３］）。

特開２０１２−０６０８１２号公報

上記のように、特許文献１では、送電コイル１１、１２と受電コイル２１、２１’の外形に合わせて駆動する送電コイル１１、１２を決定する。このことに鑑みれば、特許文献１では、送電コイル１１、１２と受電コイル２１、２１’とが正確に位置決めされることが前提となっている。仮に、送電コイル１１、１２と受電コイル２１、２１’との間に位置ずれが発生した場合、漏れ磁束の量が増加してしまうが、特許文献１では、この点について検討されていない。

本発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、給電側コイルと受電側コイルとの間に位置ずれが発生している場合であっても、漏れ磁束の量を低減し、高効率に電力を送ることが可能な非接触給電システムを提供することを目的とする。

本発明に係る非接触給電システムは、ソレノイド型の給電用第１コイルと受電用第２コイルの側面を互いに対向させて非接触で給電を行うものであって、前記第１コイル及び前記第２コイルは、それぞれが並列に接続された複数の分割コイルを、前記第１コイル及び前記第２コイルの中心軸方向に直線状に並べて構成され、前記中心軸方向における前記第１コイルと前記第２コイルとの位置ずれ量に応じて、前記第１コイルのうち通電する前記分割コイルの数を変更することで、前記第１コイルと前記第２コイルとで形成する磁束の環が所定値以下の大きさになることを特徴とする。

本発明によれば、中心軸方向における第１コイルと第２コイルとの位置ずれ量に応じて、第１コイルのうち通電する分割コイルの数を変更することで、第１コイルと第２コイルとで形成する磁束の環が所定値以下の大きさになる。このため、第１コイルと第２コイルとの間に位置ずれが発生している場合であっても、漏れ磁束の量を抑制し、高効率に電力を送ることが可能となる。

前記第１コイル及び前記第２コイルの少なくとも一方は、磁性材からなるコアに巻回され、未通電コイルは、磁路として使用されてもよい。これにより、漏れ磁束を抑え、給電効率をさらに向上することが可能となる。

前記位置ずれ量を給電効率で判定してもよい。これにより、位置ずれ量を簡易且つ精度良く判定することが可能となる。

本発明に係る非接触給電システムは、ソレノイドコイルである給電コイルと受電コイルの側面を互いに対向させて非接触で給電を行うものであって、前記給電コイル及び前記受電コイルは、それぞれが並列に接続された複数の分割コイルを、前記給電コイル及び前記受電コイルの中心軸方向に直線状に並べて構成され、前記非接触給電システムの制御部は、前記中心軸方向における前記給電コイルと前記受電コイルとの位置ずれ量を検出し、前記給電コイルのうち通電する前記分割コイルを前記位置ずれ量に応じて設定することを特徴とする。

本発明によれば、給電コイル及び受電コイルの中心軸方向における給電コイルの分割コイルと受電コイルの分割コイルとの位置ずれ量に応じて、通電する分割コイルを設定する。このため、給電コイル及び受電コイルが対向していない部分については、給電を停止することが可能となる。従って、漏れ磁束の量を低減して高効率に給電することができる。

本発明によれば、給電側コイルと受電側コイルとの間に位置ずれが発生している場合であっても、漏れ磁束の量を低減し、高効率に電力を送ることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る非接触給電システムの概略構成図である。 給電装置から車両への無線給電に関する電気回路を示す図である。 前記給電装置の給電回路と前記車両の受電回路の一部を示す外観斜視図である。 第１実施形態の電力供給時における給電制御装置（前記給電装置側）及び電子制御装置（前記車両側）の制御のフローチャートである。 電力供給時における給電コイル及び受電コイルにおける動作を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る非接触給電システムの概略構成図である。 第２実施形態の電力供給時における制御装置（給電装置側）及び電子制御装置（車両側）の制御のフローチャートである。

Ａ．第１実施形態
１．構成
［１−１．概要］
図１は、本発明の第１実施形態に係る非接触給電システム１０（以下「システム１０」ともいう。）の概略構成図である。図１に示すように、システム１０は、外部に電力を供給する給電装置１２と、給電装置１２から電力供給を受ける車両１４とを有する。

［１−２．給電装置１２］
図１に示すように、給電装置１２は、直流電源２０と、送電用インバータ２２（以下「インバータ２２」ともいう。）と、給電回路２４と、通信装置２６（以下「送電側通信装置２６」ともいう。）と、給電制御装置２８（以下「制御装置２８」ともいう。）とを有する。直流電源２０及びインバータ２２の代わりに、交流電源を用いてもよい。

インバータ２２は、直流電源２０からの直流電流を交流電流に変換して給電回路２４に出力する。インバータ２２の構成は、例えば、特許文献１の図３に記載のものを用いることができる。

給電回路２４は、インバータ２２からの電力を車両１４に出力する。給電回路２４の詳細は、図２を参照して後述する。通信装置２６は、車両１４との無線通信に用いられる。

制御装置２８は、通信線３０（図１）を介して、インバータ２２及び給電回路２４を制御する。その際、制御装置２８は、通信装置２６を介して車両１４と通信を行う。これらの制御に際しては、制御装置２８は、図示しない記憶部に記憶されたプログラムを実行する。制御装置２８は、マイクロコンピュータを含み、必要に応じて、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力インタフェースを有する。

［１−３．車両１４］
（１−３−１．全体構成）
車両１４は、駆動源として走行モータ４０（以下「モータ４０」ともいう。）を有するいわゆる電気自動車である。後述するように、車両１４は、モータ４０に加えてエンジンを有するハイブリッド車両等の電動車両であってもよい。

車両１４は、走行モータ４０に加え、モータ駆動用インバータ４２と（以下「インバータ４２」ともいう。）、バッテリ４４（蓄電装置）と、電圧センサ４６と、電流センサ４８と、ＳＯＣセンサ４９と、受電回路５０と、カメラ５２と、通信装置５４（以下「車両側通信装置５４」ともいう。）と、電子制御装置５６（以下「ＥＣＵ５６」という。）とを有する。なお、インバータ４２とバッテリ４４との間に図示しないＤＣ／ＤＣコンバータを配置し、バッテリ４４の出力電圧を変圧してもよい。

（１−３−２．モータ４０及びインバータ４２）
第１実施形態のモータ４０は、３相交流ブラシレス式である。モータ４０は、バッテリ４４から供給される電力に基づいて駆動力を生成し、当該駆動力によりトランスミッション（図示せず）を通じて車輪（図示せず）を回転させる。また、モータ４０は、回生を行うことで生成した電力（回生電力Ｐｒｅｇ）［Ｗ］をバッテリ４４等に出力する。

インバータ４２は、３相ブリッジ型の構成を有し、直流−交流変換を行う。より具体的には、インバータ４２は、直流を３相の交流に変換してモータ４０に供給する一方、回生動作に伴う交流−直流変換後の直流をバッテリ４４等に供給する。

（１−３−３．バッテリ４４、電圧センサ４６及び電流センサ４８）
バッテリ４４は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素２次電池又はキャパシタ等を利用することができる。第１実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。

電圧センサ４６は、受電回路５０からバッテリ４４への入力電圧（以下「バッテリ入力電圧Ｖｂａｔ」又は「電圧Ｖｂａｔ」という。）［Ｖ］を検出する。電流センサ４８は、受電回路５０からバッテリ４４への入力電流（以下「バッテリ入力電流Ｉｂａｔ」又は「電流Ｉｂａｔ」という。）［Ａ］を検出する。ＳＯＣセンサ４９は、バッテリ４４の残容量（ＳＯＣ）［％］を検出する。

（１−３−４．受電回路５０）
受電回路５０は、給電装置１２からの電力を受けてバッテリ４４に充電させる。受電回路５０の詳細は、図２を参照して後述する。

（１−３−５．カメラ５２）
カメラ５２は、車両１４（車体）の底部（床下）に配置され、車両１４の下方を撮像してＥＣＵ５６に出力する。カメラ５２が取得した画像データにより、後述する給電コイル７０の位置を直接検出することが可能となる。後述するように、カメラ５２は、車両１４（車体）の後方を撮像するものであってもよく、また、カメラ５２を用いない構成も可能である。

（１−３−６．通信装置５４）
通信装置５４は、給電装置１２との無線通信に用いられる。

（１−３−７．ＥＣＵ５６）
ＥＣＵ５６は、通信線５８（図１）を介して、モータ４０、インバータ４２及びバッテリ４４を制御する。また、ＥＣＵ５６は、カメラ５２からの出力に基づいて給電装置１２の給電コイル７０（後述）と受電回路５０の受電コイル１００（後述）との間の相対位置を算出する。さらに、ＥＣＵ５６は、通信装置５４を介して給電装置１２と通信して給電装置１２からの電力供給を制御する。これらの制御に際しては、ＥＣＵ５６は、記憶部に記憶されたプログラムを実行する。また、ＥＣＵ５６は、電圧センサ４６、電流センサ４８、ＳＯＣセンサ４９等の各種センサの検出値を用いる。

ＥＣＵ５６は、マイクロコンピュータを含み、必要に応じて、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力インタフェースを有する。なお、ＥＣＵ５６は、１つのＥＣＵのみからなるのではなく、モータ４０、インバータ４２、バッテリ４４及び受電回路５０毎に複数のＥＣＵから構成することもできる。

［１−４．無線給電に関する電気回路］
図２は、給電装置１２から車両１４への無線給電に関する電気回路を示す図である。

（１−４−１．給電装置１２）
上記のように、給電装置１２は、直流電源２０、インバータ２２及び給電回路２４を有する。図２に示すように、直流電源２０とインバータ２２の間には、平滑コンデンサ６０が配置される。

インバータ２２は、４つのスイッチング素子６２からなるフルブリッジ構成を有し、直流電源２０からの直流電流を交流電流に変換して給電回路２４に出力する。インバータ２２の構成は、例えば、特許文献１に記載のものを用いることができる。各スイッチング素子６２の制御は、給電制御装置２８が行う。

給電回路２４は、インバータ２２からの電力を車両１４に出力する。図２に示すように、給電回路２４は、複数の分割コイル７２からなる給電コイル７０（以下「コイル７０」又は「給電側コイル７０」ともいう。）と、複数のコンデンサ７４とを有する。コイル７０（分割コイル７２）は、いわゆるソレノイドコイル（管状コイル）である。給電回路２４では、１つの分割コイル７２と１つのコンデンサ７４が並列に接続された複数のＬＣ回路７６が並列に配置されている。また、各ＬＣ回路７６とインバータ２２との間には、制御装置２８により制御されるスイッチ７８が配置されている。

図３は、給電装置１２の給電回路２４と車両１４の受電回路５０の一部を示す外観斜視図である。図３において、前後方向、左右方向（車幅方向）及び上下方向は、車両１４を基準としている。

図３に示すように、給電コイル７０を構成する分割コイル７２は、それぞれ送電側コア８０（以下「コア８０」ともいう。）の周囲に螺旋状に巻かれている。各コア８０は、板状の磁性材である。各コア８０は、給電コイル７０の中心軸Ａｘ１の方向（換言すると、給電コイル７０の巻回方向と直交する方向）に所定の間隔を隔てて直線状に配置される。各コア８０は、樹脂８２（図５）で連結される。なお、図３では、樹脂８２が省略されていることに留意されたい。また、分割コイル７２毎に別々のコア８０を設ける代わりに、複数の分割コイル７２の組合せ毎にコア８０を設けてもよい。例えば、４つの分割コイル７２を単一のコア８０に巻回することも可能である。

（１−４−２．車両１４）
上記のように、車両１４は、バッテリ４４及び受電回路５０を有する。図２に示すように、バッテリ４４と受電回路５０の間には、平滑コンデンサ９０が配置される。なお、図２では、電圧センサ４６、電流センサ４８及びＳＯＣセンサ４９は省略している。

受電回路５０は、給電装置１２からの電力を受けてバッテリ４４に充電させる。図２に示すように、受電回路５０は、複数の分割コイル１０２からなる受電コイル１００（以下「コイル１００」ともいう。）と、複数のコンデンサ１０４とを有する。コイル１００（分割コイル１０２）は、いわゆるソレノイドコイル（管状コイル）である。受電回路５０では、１つの分割コイル１０２と１つのコンデンサ１０４が並列に接続された複数のＬＣ回路１０６が並列に配置されている。また、各ＬＣ回路１０６とバッテリ４４及び平滑コンデンサ９０との間には、整流回路１０８及びスイッチ１１０が配置されている。

図３に示すように、受電コイル１００を構成する分割コイル１０２は、それぞれ各板状の受電側コア１１２（以下「コア１１２」ともいう。）の周囲に螺旋状に巻かれている。各コア１１２は、受電コイル１００の中心軸Ａｘ２の方向（換言すると、受電コイル１００の巻回方向と直交する方向）に所定の間隔を隔てて直線状に配置される。各コア１１２は、樹脂１１４（図５）で連結される。なお、図３では、樹脂１１４が省略されていることに留意されたい。また、分割コイル１０２毎に別々のコア１１２を設ける代わりに、複数の分割コイル１０２の組合せ毎にコア１１２を設けてもよい。

第１実施形態では、給電コイル７０及び受電コイル１００との間に前後方向の位置ずれが生じた場合、高効率に電力を伝送することが可能な分割コイル７２のみを通電する（詳細は、図４及び図５を参照して後述する。）。

２．電力供給制御
図４は、第１実施形態の電力供給時における給電制御装置２８（給電装置１２側）及びＥＣＵ５６（車両１４側）の制御のフローチャートである。図５は、電力供給時における給電コイル７０及び受電コイル１００における動作を説明するための図である。なお、制御装置２８は、図４の制御を開始する前において、既にスタンバイ状態となっている。また、図５では、通電する分割コイル７２、１０２を実線で示し、通電しない分割コイル７２、１０２を破線で示している。

図４のステップＳ１において、ＥＣＵ５６は、給電装置１２からバッテリ４４への充電を行うべき旨の要求（外部充電要求）があったか否かを判定する。例えば、車両１４のユーザにより車両１４の操作ボタン（図示せず）が押されたこと、又は車両１４のタッチパネル（図示せず）においてユーザにより所定の操作が行われたことにより外部充電要求があったと判定することができる。

外部充電要求がない場合（Ｓ１：ＮＯ）、ステップＳ１を繰り返す。外部充電要求があった場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２において、ＥＣＵ５６は、給電コイル７０に対する受電コイル１００の相対位置（位置ずれ量Ｄ）を算出（検出）する。具体的には、ＥＣＵ５６は、カメラ５２からの画像データを取得し、当該画像データに基づいて給電コイル７０の位置を検出する。カメラ５２と受電コイル１００の位置関係は固定されているため、給電コイル７０の位置を検出することで、給電コイル７０に対する受電コイル１００の相対位置（位置ずれ量Ｄ）を検出することが可能となる。或いは、後述する別の方法により位置ずれ量Ｄを求めてもよい。

なお、第１実施形態における位置ずれ量Ｄは、車両１４の前後方向に関する値である（図５参照）。例えば、前後方向での給電コイル７０と受電コイル１００が完全に一致する場合の位置ずれ量Ｄをゼロとする。受電コイル１００が給電コイル７０よりも前側にずれた場合の位置ずれ量Ｄを正の値とし、受電コイル１００が給電コイル７０よりも後ろ側にずれた場合の位置ずれ量Ｄを負の値とする。後述するように、前後方向のみならず、横方向（車幅方向）の位置ずれ量Ｄを用いることもできる。

図４のステップＳ３において、ＥＣＵ５６は、通電すべき分割コイル７２を位置ずれ量Ｄに基づいて判定し、制御装置２８に通知する。ここで判定及び通知するのは、例えば、通電すべき分割コイル７２の数と位置である。例えば、図５に示す例の場合、上下方向（給電方向）において、左側の３つの分割コイル７２と右側の３つの分割コイル１０２とが重なっている。右端の分割コイル７２は重なる分割コイル１０２がない。また、左端の分割コイル１０２は重なる分割コイル７２がない。

そこで、図５の例では、ＥＣＵ５６は、左側の３つの分割コイル７２に通電するよう制御装置２８に指令を出す。なお、位置ずれ量Ｄ又はこれを判定するための情報（例えば、カメラ５２が取得した画像データ）を給電装置１２側で取得可能な構成であれば、通電すべき分割コイル７２の判定は、給電装置１２側（例えば、制御装置２８）において行うことも可能である。

給電装置１２からの給電を行っている際、ＥＣＵ５６は、給電を行う分割コイル７２に対応する分割コイル１０２に対応するスイッチ１１０（図２）をオンにする。一方、給電を行わない分割コイル７２に対応する分割コイル１０２に対応するスイッチ１１０はオフにする。これにより、給電を行わない分割コイル７２における渦電流が給電に悪影響を及ぼすことを回避することが可能となる。

ステップＳ３の後、ステップＳ４において、ＥＣＵ５６は、給電装置１２からの電力によるバッテリ４４の充電を終了するか否かを判定する。当該判定は、例えば、バッテリ４４のＳＯＣが所定の閾値（以下「充電完了閾値ＴＨｓｏｃ」又は「ＳＯＣ閾値ＴＨｓｏｃ」という。）に到達したか否かにより行う。

バッテリ４４の充電を終了しない場合（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ４を繰り返す。バッテリ４４の充電を終了する場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５６は、充電を終了すべき旨を制御装置２８に通知する。

ステップＳ３においてＥＣＵ５６が、通電すべき分割コイル７２を制御装置２８に通知した場合、図４のステップＳ１１において、制御装置２８は、ＥＣＵ５６から通知された分割コイル７２を用いて車両１４に対して給電（送電）する。

具体的には、制御装置２８は、ＥＣＵ５６から通知された分割コイル７２に対応するスイッチ７８（図２）をオンにする。この際、ＥＣＵ５６から通知されていない分割コイル７２に対応するスイッチ７８はオフのままとする。そして、制御装置２８は、インバータ２２を制御して直流電源２０からの直流電流を交流電流に変換した上、給電コイル７０（分割コイル７２）を介して受電コイル１００（分割コイル１０２）に供給（給電）する。これにより、バッテリ４４が充電される。

次いで、ステップＳ１２において、制御装置２８は、給電を終了するか否かを判定する。当該判定は、給電を終了すべき旨の通知を車両１４のＥＣＵ５６から受信したか否かにより判定する。給電を終了しない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ステップＳ１１を繰り返す。給電を終了する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、今回の給電を終了する。

３．第１実施形態の効果
以上説明したように、第１実施形態によれば、中心軸Ａｘ１、Ａｘ２の方向（図３）における給電コイル７０（第１コイル）と受電コイル１００（第２コイル）との位置ずれ量Ｄに応じて、給電コイル７０のうち通電する分割コイル７２の数を変更することで、給電コイル７０と受電コイル１００とで形成する磁束の環１２０（図５）が所定値以下の大きさになる。このため、給電コイル７０と受電コイル１００との間に位置ずれが発生している場合であっても、漏れ磁束の量を抑制し、高効率に電力を送ることが可能となる。

第１実施形態において、給電コイル７０及び受電コイル１００は、磁性材からなるコア８０、１１２に巻回され（図３、図５参照）、未通電コイルは、磁路として使用される（図５参照）。これにより、漏れ磁束を抑え、給電効率をさらに向上することが可能となる。

Ｂ．第２実施形態
１．構成
図６は、本発明の第２実施形態に係る非接触給電システム１０Ａ（以下、「システム１０Ａ」ともいう。）の概略構成図である。以下では、第１実施形態と同様の構成要素には同一の参照符号を付して説明を省略する。第１実施形態の車両１４は、給電コイル７０と受電コイル１００との位置ずれ量Ｄを算出するためにカメラ５２の画像データを用いた。これに対し、第２実施形態の車両１４では、バッテリ４４への給電効率（以下「給電効率η」という。）を用いて位置ずれ量Ｄ（前後方向）を算出する。

図６に示すように、第２実施形態の給電装置１２は、電圧センサ１３０及び電流センサ１３２を含む。電圧センサ１３０は、インバータ２２と給電回路２４との間における電圧（以下「充電装置側電圧Ｖｃｈｇ」又は「電圧Ｖｃｈｇ」という。）を検出して制御装置２８に出力する。電流センサ１３２は、インバータ２２と給電回路２４との間を流れる電流（以下「充電装置側電流Ｉｃｈｇ」又は「電流Ｉｃｈｇ」という。）を検出して制御装置２８に出力する。制御装置２８は、電圧Ｖｃｈｇと電流Ｉｃｈｇの積を給電装置１２から出力される電力（以下「出力電力Ｐ１」という。）として算出する（Ｐ１＝Ｖｃｈｇ×Ｉｃｈｇ）。

第１実施形態と同様に、車両１４は、電圧センサ４６及び電流センサ４８を含む。電圧センサ４６は、バッテリ４４への入力電圧（バッテリ入力電圧Ｖｂａｔ又は電圧Ｖｂａｔ）を検出してＥＣＵ５６に出力する。電流センサ４８は、バッテリ４４への入力電流（バッテリ入力電流Ｉｂａｔ又は電流Ｉｂａｔ）を検出してＥＣＵ５６に出力する。ＥＣＵ５６は、電圧Ｖｂａｔと電流Ｉｂａｔの積をバッテリ４４に入力される電力（以下「入力電力Ｐ２」という。）として算出する（Ｐ２＝Ｖｂａｔ×Ｉｂａｔ）。

２．電力供給制御
図７は、第２実施形態の電力供給時における制御装置２８（給電装置１２側）及びＥＣＵ５６（車両１４側）の制御のフローチャートである。ステップＳ２１において、ＥＣＵ５６は、給電装置１２からバッテリ４４への充電を行うべき旨の要求（外部充電要求）があったか否かを判定する。当該判定は、図４のステップＳ１と同様である。

外部充電要求がない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、ステップＳ２１を繰り返す。外部充電要求があった場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２において、ＥＣＵ５６は、制御装置２８に対して電力出力要求及び出力電力Ｐ１（＝Ｖｃｈｇ×Ｉｃｈｇ）の通知要求を送信する。前記電力出力要求は、制御装置２８に対して電力出力を要求するものであり、出力パターンの指定を含む。初回の電力出力要求は、全ての分割コイル７２を用いての出力を要求する。

ＥＣＵ５６からの電力出力要求を受けた制御装置２８は、ステップＳ４１において、電力出力要求で指定された出力パターンに対応する分割コイル７２を用いて給電する。続くステップＳ４２において、制御装置２８は、出力電力Ｐ１を算出してＥＣＵ５６に通知する。上記のように、制御装置２８は、電圧センサ１３０からの電圧Ｖｃｈｇと電流センサ１３２からの電流Ｉｃｈｇの積として出力電力Ｐ１を算出する（Ｐ１＝Ｖｃｈｇ×Ｉｃｈｇ）。

図７のステップＳ２２の後、ステップＳ２３において、ＥＣＵ５６は、入力電力Ｐ２を算出する。上記のように、ＥＣＵ５６は、電圧センサ４６からの電圧Ｖｂａｔと電流センサ４８からの電流Ｉｂａｔの積として入力電力Ｐ２を算出する（Ｐ２＝Ｖｂａｔ×Ｉｂａｔ）。ステップＳ２４において、ＥＣＵ５６は、制御装置２８から出力電力Ｐ１を受信する。

ステップＳ２５において、ＥＣＵ５６は、入力電力Ｐ２を出力電力Ｐ１で割った商として給電効率ηを算出する（η＝Ｐ２／Ｐ１）。ステップＳ２６において、ＥＣＵ５６は、ステップＳ２５で算出した給電効率ηが、所定の閾値（以下「効率閾値ＴＨη」又は「閾値ＴＨη」という。）以上であるか否かを判定する。閾値ＴＨηは、位置ずれ量Ｄを判定するための閾値である。

給電効率ηは位置ずれ量Ｄに応じて変化するため、例えば、全ての分割コイル７２を通電した場合、位置ずれ量Ｄがゼロであれば、給電効率ηは最も高い値を示し、位置ずれ量Ｄの絶対値が大きくなるほど、給電効率ηが低下する。このため、通電する分割コイル７２と給電効率η及び閾値ＴＨηの関係を見ることにより、位置ずれ量Ｄを判定することができる。

給電効率ηが閾値ＴＨη以上でない場合（Ｓ２６：ＮＯ）、ステップＳ２７において、ＥＣＵ５６は、まだ実行していない新たな出力パターンが存在するか否かを判定する。出力パターンは、位置ずれ量Ｄを判定するためのものである。各出力パターンは、ＥＣＵ５６の図示しない記憶部に記憶されている。例えば、前側又は後ろ側の分割コイル７２から順に通電を停止する。或いは、分割コイル７２の数が比較的多い場合（例えば、５つ以上である場合）、両端の分割コイル７２から順に通電を停止していく。この場合、位置ずれ量Ｄが正又は負のいずれであるかの判定は、カメラ５２の画像データを用いて行うことができる。

新たな出力パターンが存在する場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、ステップＳ２８において、ＥＣＵ５６は、出力パターンを変更して、ステップＳ２２に戻る。そして、ステップＳ２８で変更した新たな出力パターンでの電力出力を求める電力出力要求と出力電力Ｐ１の通知要求を制御装置２８に送信する。

ステップＳ２６において給電効率ηが閾値ＴＨη以上である場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）又はステップＳ２７において新たな出力パターンが存在しない場合（Ｓ２７：ＮＯ）、ステップＳ２９において、ＥＣＵ５６は、給電時の出力パターンを特定する。

例えば、給電効率ηが閾値ＴＨη以上である場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５６は、当該給電効率ηを実現する出力パターンを選択する。また、新たな出力パターンが存在しない場合（Ｓ２７：ＮＯ）、最も高い給電効率ηを実現する出力パターンを選択する。但し、最も高い給電効率ηが、給電を行うための給電効率ηの最低値以上でない場合、充電を行わないことも可能である。

ステップＳ３０において、ＥＣＵ５６は、ステップＳ２９で特定したパターンに基づいて、通電すべき分割コイル７２を制御装置２８に通知する。その後、ＥＣＵ５６は、充電を終了するか否かを判定する。当該判定は、図４のステップＳ４と同様である。

また、制御装置２８は、ステップＳ３０の通知を受信すると、ステップＳ４３において、通知された分割コイル７２を用いて給電する。ステップＳ４３、Ｓ４４は、図４のステップＳ１１、Ｓ１２と同様である。

３．第２実施形態の効果
以上説明したような第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え又はこれに代えて、以下の効果を奏することができる。

すなわち、第２実施形態によれば、位置ずれ量Ｄを給電効率ηで判定する（図７のＳ２５〜Ｓ２９）。これにより、位置ずれ量Ｄを簡易且つ精度良く判定することが可能となる。

Ｃ．変形例
なお、本発明は、上記各実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。

１．適用対象
上記各実施形態では、非接触給電システム１０、１０Ａを電気自動車である車両１４の給電（充電）用に用いたが、その他の電動車両（ハイブリッド車両、燃料電池車両等）に用いてもよい。或いは、システム１０、１０Ａは、車両１４に限らず、給電を要するその他の移動体（船舶や航空機等）に用いることもできる。或いは、システム１０、１０Ａを、給電を要する製造装置、ロボット又は家電製品に適用してもよい。

２．給電コイル７０及び受電コイル１００
［２−１．分割コイル７２、１０２］
上記各実施形態では、給電コイル７０を均等に分割したものを分割コイル７２としたが（図３及び図５参照）、例えば、位置ずれ量Ｄを判定する観点からすれば、必ずしも各分割コイル７２の大きさを同一にする必要はない。例えば、位置ずれ量Ｄが比較的小さいことが前提となっている場合、給電コイル７０の両端において比較的小さい分割コイル７２を１つ又は複数用いることができる。分割コイル１０２についても同様である。

上記各実施形態では、分割コイル７２と分割コイル１０２の数を同数としたが（図３及び図５参照）、例えば、位置ずれ量Ｄを判定する観点からすれば、分割コイル７２の数と分割コイル１０２の数を異ならせてもよい。

上記各実施形態では、分割コイル７２、１０２（コア８０、１１２）をそれぞれ車両１４の前後方向に並べた（図３及び図５参照）。しかしながら、例えば、給電効率ηを考慮する場合、車両１４の前後方向に加え又はこれに代えて、その他の方向（例えば、車両１４の左右方向（車幅方向））に分割コイル７２、１０２（コア８０、１１２）を並べることも可能である。

［２−２．コア８０、１１２］
上記実施形態では、給電コイル７０及び受電コイル１００のいずれにおいてもコア（コア８０、１１２）を用いたが、例えば、位置ずれ量Ｄを判定する観点からすれば、コア８０、１１２のうちいずれか一方又は両方を省くことも可能である。

３．位置ずれ量Ｄの算出
［３−１．カメラ５２］
第１実施形態のカメラ５２は、車両１４の下方を撮像して給電コイル７０の位置を直接検出した。しかしながら、例えば、給電コイル７０と受電コイル１００との相対位置（位置ずれ量Ｄ）を判定する観点からすれば、カメラ５２は、その他の範囲を撮影してもよい。例えば、車両１４が後退しながら駐車する場合、カメラ５２は、車両１４の後方を撮像し、給電コイル７０を検出した後、車両１４が移動した距離（及び方向）に基づいて給電コイル７０の位置を判定することも可能である。同様に、車両１４が前進しながら駐車する場合、カメラ５２は、車両１４の前方を撮像し、給電コイル７０を検出した後、車両１４が移動した距離（及び方向）に基づいて給電コイル７０の位置を判定することも可能である。

第１実施形態では、カメラ５２を車両１４に取り付けたが、例えば、位置ずれ量Ｄを判定する観点からすれば、カメラ５２を給電装置１２側に設けることも可能である。

上記各実施形態では、車両１４が停止した状態で給電を行うことを前提としていたが、例えば、第２実施形態の構成（給電効率ηを用いる構成）であれば、車両１４が完全に停止する前に（例えば、車速が所定の車速閾値（例えば、０ｋｍ／ｈよりも大きく１０ｋｍ／ｈ以下であるいずれかの値））を下回るとき、給電コイル７０からの送電を開始してもよい。これにより、位置ずれ量Ｄの変化を検出することで位置ずれ量Ｄを精度良く検出することが可能となる。

［３−２．算出主体］
上記各実施形態では、位置ずれ量Ｄを算出する主体は、車両１４のＥＣＵ５６であった。しかしながら、位置ずれ量Ｄを判定するための情報（例えば、カメラ５２が取得した画像データ）を給電装置１２側で取得可能な構成であれば、給電装置１２側（例えば、制御装置２８）において位置ずれ量Ｄを判定することも可能である。

４．その他
上記各実施形態では、通電すべき分割コイル７２の判定を車両１４のＥＣＵ５６において行った。しかしながら、位置ずれ量Ｄ又はこれを判定するための情報（例えば、カメラ５２が取得した画像データ）を給電装置１２側で取得可能な構成であれば、給電装置１２側（例えば、制御装置２８）において当該判定を行うことも可能である。

上記各実施形態では、給電装置１２から車両１４に対して給電したが、車両１４から給電装置１２に対して給電する場合にも本発明を適用可能である。

上記各実施形態では、給電回路２４のスイッチ７８に加え、受電回路５０のスイッチ１１０を設けた（図２）。しかしながら、通電する分割コイル７２を位置ずれ量Ｄに基づいて設定する点に着目すれば、スイッチ１１０を設けない構成も可能である。

１０、１０Ａ…非接触給電システム ２８…給電制御装置（制御部）
５６…ＥＣＵ（制御部） ７０…給電コイル（第１コイル）
７２…分割コイル ８０…コア
１００…受電コイル（第２コイル） １０２…分割コイル
１１２…コア １２０…磁束の環
Ａｘ１…給電コイルの中心軸 Ａｘ２…受電コイルの中心軸
Ｄ…位置ずれ量 η…給電効率

Claims (4)

1. ソレノイド型の給電用第１コイルと受電用第２コイルの側面を互いに対向させて非接触で給電を行う非接触給電システムであって、
   前記第１コイル及び前記第２コイルは、それぞれが並列に接続された複数の分割コイルを、前記第１コイル及び前記第２コイルの中心軸方向に直線状に並べて構成され、
   前記中心軸方向における前記第１コイルと前記第２コイルとの位置ずれ量に応じて、前記第１コイルのうち通電する前記分割コイルの数を変更することで、前記第１コイルと前記第２コイルとで形成する磁束の環が所定値以下の大きさになる
   ことを特徴とする非接触給電システム。
2. 請求項１記載の非接触給電システムにおいて、
   前記第１コイル及び前記第２コイルの少なくとも一方は、磁性材からなるコアに巻回され、未通電コイルは、磁路として使用される
   ことを特徴とする非接触給電システム。
3. 請求項１又は２記載の非接触給電システムにおいて、
   前記位置ずれ量を給電効率で判定する
   ことを特徴とする非接触給電システム。
4. ソレノイドコイルである給電コイルと受電コイルの側面を互いに対向させて非接触で給電を行う非接触給電システムであって、
   前記給電コイル及び前記受電コイルは、それぞれが並列に接続された複数の分割コイルを、前記給電コイル及び前記受電コイルの中心軸方向に直線状に並べて構成され、
   前記非接触給電システムの制御部は、
   前記中心軸方向における前記給電コイルと前記受電コイルとの位置ずれ量を検出し、
   前記給電コイルのうち通電する前記分割コイルを前記位置ずれ量に応じて設定する
   ことを特徴とする非接触給電システム。

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