JP2015037336A - 非接触充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給電コイルと受電コイルとの間で充電開始後に相対位置のずれが発生した場合においても、漏洩電磁界強度が、外部に影響を与えないように充電を継続する非接触充電装置を提供する。
【解決手段】給電電力可変部８８は、充電開始前に相対位置検知部８１により検知された相対位置（給電側種別取得（ステップＳ１）後の最初のステップＳ２の相対距離Ｒ）に基づき決定した給電電力Ｐ１（許容電力）で充電を実行するとともに、充電開始後も所定時間ごとにステップＳ６にて検知される相対位置Ｒに基づきさらに給電電力Ｐ１（許容電力）を可変する。
【選択図】図９

Description

この発明は、給電コイルから給電された電力を受電コイルにより非接触で受電して蓄電池を充電する非接触充電装置に関する。

特許文献１には、非接触充電を実行する際に、給電コイルと受電コイルの相対的な位置関係により漏れ磁束を検出し（特許文献１の［０１２３］）、ユーザに対し、漏れ磁束の大きい方に前記受電コイルが固定された電子機器、例えば調理器（同、［０００４］）の位置をずらすよう位置ずれ表示部を通じて通知し（同、［０１３１］）、結果として、電力伝送効率の高い位置で前記電子機器に対する充電が行えるようにした（同、［０１２５］）充電システムが開示されている。

このように、非接触充電において、給電コイルを備える給電部と、受電コイルを備える受電部との位置がずれると漏れ磁束が発生することが知られており、位置ずれ量が大きいほど、且つ、前記給電部の給電電力が大きいほど、漏れ磁束が増大する。

特開２００９−８９４６５号公報

漏れ磁束等に関して、ＩＣＮＩＲＰ（国際非電離放射線防護委員会）ガイドラインに、人体に影響を与えない電磁界強度（漏れ磁界強度、及び漏れ電界強度）が規定されている。

この発明は、上述した課題・知見を考慮してなされたものであり、非接触伝送に係わる給電コイルと受電コイルとの間に相対位置ずれがある場合においても、外部に影響を与えないように充電を継続することを可能とする非接触充電装置を提供することを目的とする。

この発明に係る非接触充電装置は、給電コイルからの電力を受電コイルにより非接触で受電して蓄電池へ電力を充電する非接触充電装置において、前記給電コイルと前記受電コイルの各中心に対する相対位置を検知する相対位置検知部と、検知された相対位置に基づいて、前記相対位置のずれ量が大きい程、前記給電コイルからの給電電力を低減させる給電電力可変部と、を備える。

この発明によれば、給電コイルと受電コイルとの間の相対位置を検知し、検知した相対位置のずれ量が大きい程、給電コイルからの給電電力を低減させるようにしたので、漏洩電磁界強度が外部に影響を与えない量で充電を継続することを可能にできる。

この場合、前記給電電力可変部は、充電開始前に前記相対位置検知部により検知された前記相対位置に基づき決定した前記給電電力で充電を実行するとともに、充電開始後も所定時間ごとに検知される相対位置に基づきさらに前記給電電力を可変するようにしてもよい。

このようにすれば、充電開始後に、例えば、荷物の積み卸し等により相対位置が変更された場合においても、漏洩電磁界強度が外部に影響を与えない量で、充電を継続することを可能にできる。

なお、前記給電電力可変部は、前回検知と今回検知で相対位置が変化した場合に、位置変位量に関わらず給電を中断すること、又は前回検知よりも今回検知での相対位置のずれ量が大きくなったときに給電を中断することで、一層確実に、漏洩電磁界強度が外部に影響を与えない量で、充電を再開することができる。

すなわち、前記給電電力可変部は、給電の中断後に、前記相対位置検知部により検知された前記相対位置の結果に基づき電力供給を再開するようにすればよい。

この発明によれば、給電コイルと受電コイルとの間の相対位置を検知し、検知した相対位置のずれ量が大きい程（給電コイルと受電コイルとの距離が離れる程）、給電コイルからの給電電力を低減させるようにしたので、漏洩電磁界強度が外部に影響を与えない量で、充電を継続することが可能にできるという効果が達成される。

そのため、充電中に車両を柵等で囲って、漏洩電磁界中に、人が近づくことを物理的に制限するような対策を施す必要がない。

この実施形態に係る非接触充電装置を搭載する電動車両と外部給電装置とからなる非接触充電システムの概略構成図である。 非接触充電システムの簡易等価回路図である。 給電電力可変部が記憶している給電電力可変特性の説明図である。 非接触充電システムの正面視説明図である。 非接触充電システムの平面視説明図である。 図６Ａは、給電電力に対する漏洩磁界強度の変化特性図、図６Ｂは、位置ずれ量に対する漏洩磁界強度の変化特性図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ給電コイルの中心と受電コイルの中心との間の３次元距離の平面視説明図及び側面視説明図である。 図８Ａは、相対的に上下方向の距離が小さい場合の許容電力特性説明図、図８Ｂは、相対的に上下方向の距離が大きい場合の許容電力特性説明図である。 この実施形態に係る非接触充電装置の第１実施例の動作説明に供されるフローチャートである。 既知の給電コイルから規定の弱電力を発生した場合の受電電力と相対距離との関係を示す説明図である。 充電開始前後において位置ずれが発生した場合に、漏洩電磁界強度の許容量の範囲内で充電を継続する場合の許容電力の変更説明図である。 この実施形態に係る非接触充電装置の第２実施例の動作説明に供されるフローチャートである。 この実施形態に係る非接触充電装置の第３実施例の動作説明に供されるフローチャートである。 この実施形態に係る非接触充電装置の第４実施例の動作説明に供されるフローチャートである。

以下、この発明に係る非接触充電装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、この実施形態に係る非接触充電装置１０を備える電動車両１１と、この電動車両１１に搭載されたリチウムイオン電池等の蓄電池１２に非接触で充電する外部給電装置１４と、を備える非接触充電システム２０の概略構成図を示している。図１中、２点鎖線の上側の構成要素が２次側（車両側）である電動車両１１を示し、下側の構成要素が１次側（給電側）である外部給電装置１４を示している。

図２は、図１に示した非接触充電システム２０の簡易等価回路図である。なお、この実施形態では、非接触電力伝送方式として、磁気共鳴方式を例として説明するが、この発明は、磁気共鳴方式の他、電磁誘導を用いた非接触充電にも適用することができる。

図１及び図２において、１次側（給電側）である外部給電装置１４は、基本的に、給電回路１６と、外部制御装置２６とから構成される。

給電回路１６は、ＡＣ２００［Ｖ］（１次電圧Ｖ１＝２００［Ｖ］）の交流電源装置２２と、コンバータ・インバータブロック２８と、共振用の１次コンデンサＣ１及び給電コイル（１次コイル）Ｌ１からなる１次側（給電側）の給電アンテナ（送電アンテナ）３０と、から構成される。給電コイルＬ１は、例えば、地面と面一近傍、或いは地面からの高さが所定高さ以下となるように埋設乃至配置されている。

なお、地面と面一近傍に埋設される場合、給電コイルＬ１の埋設位置には、給電コイルＬ１の外輪郭に対応した給電位置標識（充電位置標識）が描かれている。例えば、給電コイルＬ１が扁平な丸型コイルであれば、円形の給電位置標識、給電コイルＬ１が扁平な四角柱型のソレノイドコイルであれば、長方形の給電位置標識が描かれている。

外部制御装置２６は、交流電源装置２２の交流電力を給電電力Ｐ１｛Ｐ１＝Ｖ１×Ｉ１、Ｖ１：交流電圧である１次電圧（給電電圧）、Ｉ１：交流電流である１次電流（給電電流）｝として検出するとともに、コンバータ・インバータブロック２８を駆動制御（オン、オフ、及びデューティ可変制御）する。外部制御装置２６には、通信装置３２が接続されている。

一方、電動車両１１は、基本的には、蓄電池１２の他、２次側（受電側、負荷側）である受電回路４０、蓄電池１２への給電回路１６からの充電を制御する制御装置４２、及び車両推進部５４から構成される。なお、制御装置４２は、蓄電池制御装置、いわゆる蓄電池ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と、非接触充電システム２０の全体を制御する充電制御装置ＥＣＵとに分けて構成してもよい。

受電回路４０は、共振用の２次コンデンサＣ２及び受電コイル（２次コイル）Ｌ２からなる受電アンテナ（受電側アンテナ、受信アンテナ）５０（図２参照）と、受電コイルＬ２で受電した交流電力である受電電力（負荷電力）Ｐ２を整流する整流器５２（図１参照）とから構成される。負荷Ｒに供給される受電電力Ｐ２は、受電回路４０の出力電圧である受電電圧（２次電圧）Ｖ２と受電回路４０の出力電流であり２次電流である充電電流Ｉ２との積で表され（Ｐ２＝Ｖ２×Ｉ２）、制御装置４２により検出される。受電コイルＬ２は、例えば、電動車両１１のトランク下の底部に配置されている。

蓄電池１２には、図示しない車両推進制御装置によって制御される車両推進部５４が接続される。車両推進部５４は、蓄電池１２の電圧（蓄電池電圧）Ｖｂを交流に変換するインバータ５６と、インバータ５６によって駆動される車両推進用のモータ・ジェネレータ５８と、モータ・ジェネレータ５８の回転力を駆動輪６０に伝達するトランスミッション６２とから構成される。なお、この発明は、電動車両１１の停車時・駐車時における外部の給電回路１６からの非接触電力伝送を対象としているので、車両推進部５４の詳細な構成・作用の説明については省略する。

この発明に係る電動車両１１は、蓄電池１２のみで走行する電気自動車、いわゆるＥＶの他、エンジンを備えるハイブリッド自動車、レンジエクステンダ自動車、及び燃料電池を備える燃料電池自動車等で外部電力による充電が可能な車両が対象とされる。

非接触充電装置１０は、制御装置４２を備える。制御装置４２には、蓄電池１２及び受電アンテナ５０（受電コイルＬ２）の他、外部制御装置２６の通信装置３２と無線通信を行う通信装置６８が接続される。

制御装置４２及び外部制御装置２６は、それぞれＥＣＵにより構成される。ＥＣＵは、マイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリであるＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む。）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有しており、ＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部（機能実現手段）、例えば制御部、演算部、及び処理部等として機能する。

この実施形態において、外部給電装置１４を構成する外部制御装置２６は、コンバータ・インバータブロック２８をデューティ制御であるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）駆動制御するインバータ駆動部７２、１次電流Ｉ１を検出する給電電流検出部７３、及び１次電圧Ｖ１を検出する給電電圧検出部７４等として機能する。外部制御装置２６には、給電コイルＬ１の特性や当該外部給電装置１４の仕様に応じた種別（後述する種別Ａ、Ｂ、Ｃ等）を記憶する給電パラメータ記憶部７５が備えられている。

一方、非接触充電装置１０を構成する制御装置４２は、給電コイルＬ１と受電コイルＬ２の各中心に対する相対位置（距離Ｒ及び位置ずれ量Ｒｓ：距離Ｒ及び位置ずれ量Ｒｓの定義については後述する）を検知する相対位置検知部８１、蓄電池１２の電圧（蓄電池電圧）Ｖｂを検出する蓄電池電圧検出部８２、整流器５２に流れ込む充電電流（受電電流、充電電流）Ｉ２を検出する充電電流検出部８３、受電回路４０の電圧である２次電圧を受電電圧（負荷電圧）Ｖ２として検出する受電電圧検出部８４、検出した充電電流Ｉ２と受電電圧Ｖ２から受電電力Ｐ２（Ｐ２＝Ｉ２×Ｖ２）を算出する受電電力算出部８５、給電電力算出部８６、充電効率算出部８７、給電電力可変部８８、及び受電回路４０の仕様に応じた種別乃至受電コイルＬ２の巻数、形状、等の特性を記憶する受電パラメータ記憶部８９等として機能する。

給電電力可変部８８は、図３に示す、給電電力可変特性１００を記憶している。給電電力可変特性１００は、外部給電装置１４（給電側）の種別、例えば種別Ａ、Ｂ、Ｃに対応した、位置ずれ量Ｒｓに応じた許容給電電力Ｐｐを設定（算出）する許容給電電力特性（許容電力特性）Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの対応マップ（対応表）の選択により変更される。許容給電電力特性（許容電力特性）Ｐａの具体例については後述する。

なお、許容電力特性Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃは、給電コイルＬ１と受電コイルＬ２の相互の特性［コイル形状（丸形か角形か）、コイルのインダクタンス、共振周波数、巻数、コイル径等の給電パラメータと受電パラメータ］とを比較して求めることもできる。

許容給電電力Ｐｐを決定する際には、それぞれ一例としての図４の正面視説明図、及び図５の平面視説明図に示すように、電動車両１１の床部１０２から上の車室内空間（図４参照）及び電動車両１１の両側面部１０４、１０６からそれぞれ外方の車外空間（図４、図５参照）に位置する人体が漏洩電磁界を曝露する可能性のある領域において、水平方向１１２、１１４（図５では符号を省略。）、及び垂直方向１１６（図４）の所定範囲内にて、丸型コイルで表している給電コイルＬ１からの漏洩電磁界が、この実施形態では、例えば、ＩＣＮＩＲＰガイドラインの規制値内に抑えられるように決定される。

図４、図５において、漏洩電磁界は、破線の円で表している。なお、例えば、給電電力Ｐ１に対する漏洩磁界強度［Ａ／ｍ］は、図６Ａの特性１３０に示すように、給電電力Ｐ１が大きい程、線形に増大する。図６Ｂの特性１３２に示すように、位置ずれ量Ｒｓに対する漏洩磁界強度［Ａ／ｍ］は、位置ずれ量Ｒｓが小さい範囲では増大量が急激に増大し、位置ずれ量Ｒｓが大きい範囲では増大量の変化が少なくなるように増大する。なお、この図６Ａ、図６Ｂ例において、位置ずれ量Ｒｓは、給電コイルＬ１と受電コイルＬ２の各中心が一致（中心軸が一致）している場合（漏洩電磁界強度が最も小さい場合）の位置ずれ量Ｒｓをゼロ値としている。

なお、中心軸とは、丸型コイルでは、丸形の輪を構成する円の中心を通り、磁路の方向と一致する上下に貫通する軸を意味し、角形コイルでは、直方体の中心を通り、磁路の方向と平行する軸を意味する。中心軸の一致とは、丸型コイルでは、両中心軸が一致することを言い、角形コイルでは、平面視で両中心軸が一致していることを言う。

なお、許容給電電力Ｐｐは、電界用、磁界用の両方を規定する必要はなく、位置ずれ量Ｒｓに対して厳しい方の値を用いて規定すればよい。

図７Ａの平面視説明図、及び図７Ｂの側面視説明図に示すように、許容電力特性Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃは、給電コイルＬ１の中心位置Ｃ１の座標Ｃ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）と、受電コイルＬ２の中心位置Ｃ２の座標Ｃ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）との間の距離を表す相対距離Ｒ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）（Ｒ＝（Ｘ²＋Ｙ²＋Ｚ²）^1/2）に対応して設定される。なお、Ｘ＝ｘ２−ｘ１、Ｙ＝ｙ２−ｙ１、及びＺ＝ｚ２−ｚ１である。相対距離Ｒ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、受電コイルＬ２と給電コイルＬ１の中心位置Ｃ１、Ｃ２間の距離（３次元距離）に等しい。

一例として、図３中の許容電力特性Ｐａは、図８Ａ、図８Ｂに示すように、平面方向（Ｘ方向及びＹ方向）の相対距離Ｘ、Ｙが同じで、上下方向（高さ方向）の相対距離Ｚ［ｍｍ］（荷物の積み卸し、乗員の乗降等によって変化する。）が小さい場合の許容電力特性Ｐａｚｉに対して、高さ方向の相対距離Ｚ［ｍｍ］が大きい場合の許容電力特性Ｐａｚｊが、より給電電力Ｐ１（ａ［ｋＷ］、ｂ［ｋＷ］、ｃ［ｋＷ］、ｄ［ｋＷ］、ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄ）が抑制された特性に設定される。同じ受電電力Ｐ２であっても、相対距離Ｚ［ｍｍ］が大きい場合の漏洩電磁界強度が大きくなるので、給電電力Ｐ１を抑制した特性に設定している。図８Ｂに示す許容電力（給電電力）ａ［ｋＷ］、ｂ［ｋＷ］、ｃ［ｋＷ］、ｄ［ｋＷ］は、図８Ａに示す許容電力（給電電力）ａ［ｋＷ］、ｂ［ｋＷ］、ｃ［ｋＷ］、ｄ［ｋＷ］よりそれぞれ値が小さい点に留意する。

相対距離Ｒが、閾値距離以上に大きくなった領域は、充電効率ηも低下し、漏洩電磁界強度も大きいので、ハッチングで示すように「充電禁止領域」に設定している。

繰り返して説明するが、図８Ａ、図８Ｂにおいて、許容電力ａ［ｋＷ］、ｂ［ｋＷ］、ｃ［ｋＷ］、及びｄ［ｋＷ］は、ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄの関係になっている点に留意する。相対距離Ｒが小さい程（相対距離Ｒが最も小さい場合は、給電コイルＬ１と受電コイルＬ２の各中心の軸が一致している状態で、図８Ａ、図８Ｂ中、原点Ｏの位置）、大きな給電電力Ｐ１で非接触伝送しても漏洩電磁界の強度が増大することはないからである。

給電電力可変部８８は、相対距離Ｒから、給電電力可変特性１００を検索して、給電側の対応する許容電力特性Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃを選択して、１次側の外部制御装置２６に指示するようになっている。

なお、相対距離Ｒ（図７Ａ、図７Ｂ参照）は、レーダ距離計、撮像装置（カメラ、ステレオカメラ）、ソナー、ＧＰＳ装置等の相対距離計測装置によって実距離を計測することも可能である。この場合、給電コイルＬ１の埋設位置には位置標識が描かれ、前記位置標識の中心｛給電コイルＬ１の中心（中心位置）Ｃ１とみなす。｝には、前記相対距離計測装置に応じて必要なトランスミッタ等の物標が配設される。適宜の相対距離計測装置が電動車両１１及び外部給電装置１４に設定される。

さらに、この実施形態では、充電開始前の相対距離Ｒを、間接的に測定する相対距離計測装置（相対距離計測部）を備えている。この相対距離計測装置は、図１０に示すように、給電側の種別Ａ、Ｂ、Ｃ（図３参照）に対応して、給電コイルＬ１から人体に影響のない既定の弱電力を給電し、２次側の受電コイルＬ２で受け取った電力Ｐ２ｒとの対応関係を相対距離Ｒの検知のための特性１１０として給電電力可変部８８に記憶している。

以下、これら、実距離をそのまま相対距離Ｒとして計測する相対距離計測装置及び間接的に相対距離Ｒを計測する相対距離計測装置を、理解の便宜のために、相対位置検知部（位置ずれ量検知部）８１とし、制御装置４２の機能として説明する。

基本的は、以上のように構成される非接触充電装置１０を含む非接触充電システム２０の動作について図９（第１実施例）、図１２（第２実施例）、図１３（第３実施例）、及び図１４（第４実施例）のフローチャートを参照して説明する。図９、図１２、図１３、図１４の各フローチャートにおいて、同一ステップ番号の処理は同一の処理乃至対応する処理であるので、後の実施例での説明は省略する。

なお、以下に説明する第１実施例〜第４実施例において、電動車両１１は、停車中又は駐車中であって、エンジン及び（又は）モータ・ジェネレータ５８等の駆動源は、非作動中であるものとする。

［第１実施例］（非接触充電システム２０の位置検知応答性と給電電力可変応答性が高い場合の処理）
この第１実施例では、図９のフローチャートが参照され、相対距離（位置ずれ量）Ｒが変化したら、その変化量に応じた給電コイルＬ１の許容電力を算出し、算出した許容電力に設定して充電を継続する。

図９のステップＳ１にて、制御装置４２（の給電電力可変部８８）は、外部給電装置１４の外部制御装置２６と通信装置３２、６８を介して通信し、給電パラメータ記憶部７５から外部給電装置１４の仕様を表す種別（ここでは、種別Ａであったものとする。）を読み出して取得する。

次いで、ステップＳ２にて、相対距離（位置ずれ量）Ｒを検知するために、相対位置検知部８１は、種別Ａに対応する既定の弱電力を発生するように、通信装置６８、３２、及び外部制御装置２６を通じコンバータ・インバータブロック２８を駆動制御する。

このとき、受電電圧検出部８４により検出される受電電圧Ｖ２と充電電流検出部８３により検出される充電電流（受電電流）Ｉ２とから受電電力算出部８５により受電電力Ｐ２＝Ｐ２×Ｉ２が算出されるが、この受電電力Ｐ２を、図１０に示した電力Ｐ２ｒとして特性１１０を検索し、相対距離（位置ずれ量）Ｒを求める（検知する。）。

次いで、ステップＳ３にて、給電電力可変部８８は、相対距離（位置ずれ量）Ｒと給電側種別Ａとから図３、図８Ａ、図８Ｂに示した許容電力特性Ｐａｚｉ、ｊを参照して許容電力（許容給電電力）を算出し（ここでは、図８Ａに示した、ｂ［ｋＷ］が算出されたものとする。）、通信装置６８、３２を介して外部制御装置２６に指令を送る。

この場合、外部制御装置２６は、給電電力Ｐ１がＰ１＝ｂ［ｋＷ］（図８Ａ）となるように、インバータ駆動部７２を通じてコンバータ・インバータブロック２８を構成するインバータをＰＷＭ駆動制御する。

これにより、ステップＳ５にて、充電が開始され（充電中であれば、充電が継続され）る。このように充電を開始することにより、漏洩電磁界強度を許容範囲に抑制することができる。

次いで、ステップＳ６にて、相対位置検知部８１は、実距離をそのまま相対距離Ｒとして計測する相対距離計測装置により相対距離（位置ずれ量）Ｒを検知し、相対距離（位置ずれ量）Ｒに変化が無いか否かを検出する。

相対距離（位置ずれ量）Ｒに変化が無かった（ステップＳ６：ＹＥＳ）場合、ステップＳ７にて、充電停止指令（満充電やユーザによる指令）が有るか否かを判定し充電停止指令が無かった（ステップＳ７：ＮＯ）場合には、ステップＳ２の相対距離（位置ずれ量）検知処理以降を実行する。充電を継続する場合の、このステップＳ２での相対距離（位置ずれ量）検知処理は、ステップＳ６と同様に、実距離をそのまま相対距離Ｒとして計測する相対距離計測装置により相対距離（位置ずれ量）Ｒを検知する。

一方、ステップＳ６の判定において、相対距離（位置ずれ量）Ｒに変化があった（ステップＳ６：ＮＯ）場合、同一外部位置であっても、漏洩電磁界強度が大きくなる可能性を回避するために、ステップＳ３にて、給電コイルＬ１からの許容電力を再算出する。なお、相対距離（位置ずれ量）Ｒの変化は、上述したようにトランクへの荷物の積み卸し等により発生する。乗員の昇降によっても発生する。

この場合、給電電力可変部８８は、再算出した許容電力に基づき、通信装置６８、通信装置３２、及びインバータ駆動部７２を通じて、コンバータ・インバータブロック２８を駆動制御する（ＰＷＭ制御のオンデューティを変更する。）。例えば、図１１に示すように、許容電力ｂ［ｋＷ］で充電を開始したとき、相対距離（位置ずれ量）Ｒが広がった場合には、オンデューティを小さくして許容電力ｃ［ｋＷ］側に低下させ、相対距離（位置ずれ量）Ｒが縮まった場合には、オンデューティを大きくして許容電力ａ［ｋＷ］側に増加させる。

このため、充電開始前後（「後」には、充電中から充電停止までの間が含まれる。）に相対距離（位置ずれ量）Ｒが変化した場合においても、非接触充電システム２０の位置検知応答性と給電電力可変応答性が高い場合には、漏洩電磁界強度が外部に影響を与えない量（例えば、ＩＣＮＩＲＰガイドラインに規定された量）で、ステップＳ７にて、充電停止指令が有るまで充電を継続することができる。

この第１実施例に係る非接触充電装置１０を備える電動車両１１は、給電コイルＬ１からの給電電力Ｐ１を受電コイルＬ２により非接触で受電して蓄電池１２へ電力を充電する際に、給電コイルＬ１と受電コイルＬ２の各中心Ｃ１、Ｃ２に対する相対位置を相対距離Ｒとして検知する相対位置検知部（位置ずれ量検知部）８１と、検知された相対距離（位置ずれ量）Ｒに基づいて、相対距離Ｒのずれ量（位置ずれ量Ｒｓ）が大きい程、給電コイルＬ１からの給電電力Ｐ１を低減させる給電電力可変部８８を備える。

この第１実施例によれば、相対位置検知部８１により検知される相対距離（位置ずれ量）Ｒが変化したら、給電電力可変部８８は、変化した相対距離（位置ずれ量）Ｒに応じた許容電力を算出（検索）し、給電回路１６のコンバータ・インバータブロック２８を制御することで、給電コイルＬ１からの給電電力Ｐ１を可変するように構成したので、算出（検索）した許容電力で充電が継続されるように駆動制御することができる。

そして、給電コイルＬ１と受電コイルＬ２との間の相対位置（位置ずれ量）Ｒを検知し、検知した相対距離Ｒのずれ量（位置ずれ量Ｒｓ）が大きい程、給電コイルＬ１からの給電電力Ｐ１を低減させるようにしたので、漏洩電磁界強度が外部に影響を与えない量で充電を継続することを可能にできる。

この場合、給電電力可変部８８は、充電開始前に相対位置検知部８１により検知された相対位置（給電側種別取得（ステップＳ１）後の最初のステップＳ２の相対距離（位置ずれ量）Ｒに基づき決定した給電電力Ｐ１で充電を実行するとともに、充電開始後も所定時間ごとにステップＳ６にて検知される相対位置（位置ずれ量）Ｒに基づきさらに給電電力Ｐ１を可変するようにしたので、充電開始後に、例えば、荷物の積み卸し等により相対距離（位置ずれ量）Ｒが変更された場合においても、漏洩電磁界強度が外部に影響を与えない量で、充電を継続することを可能にできる。

［第２実施例］（非接触充電システム２０の位置検知応答性と給電電力可変応答性が低い場合の処理）
この第２実施例では、図１２のフローチャートが参照されるが、充電を開始した後に、すなわち、ステップＳ１〜Ｓ６（ＹＥＳ）→ステップＳ７（ＮＯ）→ステップＳ２以降のステップＳ６の相対距離（位置ずれ量）検知処理にて、相対距離（位置ずれ量）Ｒの変化を検知した（ステップＳ６：ＮＯ）場合には、種別Ａ等から判断した状態（非接触充電システム２０の位置検知応答性と給電電力可変応答性が低い場合）であるので、ステップＳ８にて、直ちに充電を停止する。これにより、非接触充電システム２０の位置検知応答性と給電電力可変応答性が低いことを原因として、瞬間的にも、漏洩電磁界強度が外部に影響を与えない量（例えば、ＩＣＮＩＲＰガイドラインに規定された量）を上回ることを回避することができる。

なお、ステップＳ８にて、充電を停止した場合、車内スピーカや表示装置及び（又は）通信装置６８、３２を介して外部給電装置１４に報知乃至通知することで運転者等のユーザに知らせることが好ましい。

［第３実施例］（相対距離（位置ずれ量）Ｒが変化したしたとき、必ず、一旦中断してから再開する場合の処理）
この第３実施例では、図１３のフローチャートが参照されるが、充電を開始した後に、すなわち、ステップＳ１〜Ｓ６（ＹＥＳ）→ステップＳ７（ＮＯ）→ステップＳ２以降のステップＳ６の相対距離（位置ずれ量）検知処理にて、相対距離（位置ずれ量）Ｒの変化を検知した（ステップＳ６：ＮＯ、変化有り）場合、すなわち所定時間毎に実行されるステップＳ６の処理での前回検知と今回検知で相対距離（位置ずれ量）Ｒが変化していた場合には、ステップＳ９にて、直ちに充電を中断する。これにより、第２実施例と同様に、非接触充電システム２０の位置検知応答性と給電電力可変応答性が低いことを原因として、瞬間的にも、漏洩電磁界強度が外部に影響を与えない量（例えば、ＩＣＮＩＲＰガイドラインに規定された量）を上回ることを回避することができる。

外部給電装置１４と非接触充電装置１０の種別等により決定される所定時間の経過後、さらに、ステップＳ６で検知した相対距離（位置ずれ量）Ｒに基づき、ステップＳ３にて、再度、当該相対距離（位置ずれ量）Ｒと給電側種別から許容電力を算出し、ステップＳ４、Ｓ５にて充電を再開する。

この第３実施例によれば、給電電力可変部８８は、充電開始前後で相対位置が変化した場合に、相対距離（位置ずれ量）Ｒに関わらず給電を中断することで、一層確実に、漏洩電磁界強度が外部に影響を与えない量で充電を再開することができる。

すなわち、給電電力可変部８８は、給電の中断後に、相対位置検知部８１により検知された前記相対位置の結果（相対距離（位置ずれ量）Ｒ）に基づき電力供給を再開して充電を継続することができる。

［第４実施例］（相対距離（位置ずれ量）Ｒが変化したしたとき、変化量に応じて、一旦中断して再開乃至継続して充電する場合の処理）
この第４実施例では、図１４のフローチャートが参照されるが、充電を開始した後に、すなわち、ステップＳ１〜Ｓ６（ＹＥＳ）→ステップＳ７（ＮＯ）→ステップＳ２以降のステップＳ６の相対位置（位置ずれ量）検知処理にて、相対距離（位置ずれ量）Ｒの変化を検知した（ステップＳ６：ＮＯ、変化有り）場合には、さらに、ステップＳ６´にて相対距離（位置ずれ量）Ｒが大きくなったか否かを判定し、相対距離（位置ずれ量）Ｒが小さい（ステップＳ６´：ＮＯ）場合には、漏洩電磁界強度が小さくなるので、充電を継続しながら、ステップＳ３にて、新たな相対距離（位置ずれ量）Ｒに応じて許容電力を算出して、充電を継続すればよい。この場合には、充電前後における充電効率η（η＝１００×Ｐ２／Ｐ１）が同じ値になるように、給電電力Ｐ１を絞ればよい。

なお、充電効率ηの算出は、外部制御装置２６の給電電流検出部７３及び給電電圧検出部７４から給電電流Ｉ１と給電電圧Ｖ１を通信装置３２、通信装置６８を通じて給電電力算出部８６が取得して給電電力Ｐ１を算出する。一方、充電電流検出部８３、受電電圧検出部８４により検出される受電電流Ｉ２と受電電圧Ｖ２とから受電電力算出部８５により受電電力Ｐ２を算出する。充電効率算出部８７が、給電電力Ｐ１と受電電力Ｐ２から充電効率ηを算出することができる（η＝１００×Ｐ２／Ｐ１）。

ステップＳ６´の判定にて、相対距離（位置ずれ量）Ｒが大きくなっていた場合には、第３実施例と同様に、ステップＳ９にて、直ちに充電を中断する。これにより、第２実施例と同様に、非接触充電システム２０の位置検知応答性と給電電力可変応答性が低いことを原因として、瞬間的にも、漏洩電磁界強度が外部に影響を与えない量（例えば、ＩＣＮＩＲＰガイドラインに規定された量）を上回ることを回避することができる。

この場合、外部給電装置１４と非接触充電装置１０の種別等により決定される所定時間の経過後、ステップＳ６で検知した相対距離（位置ずれ量）Ｒに基づき、ステップＳ３にて、再度、当該相対距離（位置ずれ量）Ｒと給電側種別から許容電力を算出し、ステップＳ４、Ｓ５にて充電を再開することができる。

この第４実施例によれば、給電電力可変部８８は、所定時間毎に実行されるステップＳ６の処理での前回検知と今回検知で相対位置が変化した場合に、相対距離（位置ずれ量）Ｒが小さくなったときには、給電を中断することなく充電を継続する一方、相対距離（位置ずれ量）Ｒが大きくなったときには、給電を中断することで、一層確実に、漏洩電磁界強度が外部に影響を与えない量で充電を再開することができる。

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この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。

１０…非接触充電装置 １１…電動車両
１２…蓄電池 １４…外部給電装置
１６…給電回路 ２０…非接触充電システム
２２…交流電源装置 ２６…外部制御装置
３０…給電アンテナ ４０…受電回路
４２…制御装置 ５０…受電アンテナ
８１…相対位置検知部 ８８…給電電力可変部

Claims (5)

1. 給電コイルからの電力を受電コイルにより非接触で受電して蓄電池へ電力を充電する非接触充電装置において、
   前記給電コイルと前記受電コイルの各中心に対する相対位置を検知する相対位置検知部と、
   検知された相対位置に基づいて、前記相対位置のずれ量が大きい程、前記給電コイルからの給電電力を低減させる給電電力可変部と、
   を備えることを特徴とする非接触充電装置。
2. 請求項１に記載の非接触充電装置において、
   前記給電電力可変部は、
   充電開始前に前記相対位置検知部により検知された前記相対位置に基づき決定した前記給電電力で充電を実行するとともに、充電開始後も所定時間ごとに検知される相対位置に基づきさらに前記給電電力を可変する
   ことを特徴とする非接触充電装置。
3. 請求項２に記載の非接触充電装置において、
   前記給電電力可変部は、
   前回検知と今回検知で相対位置が変化した場合に、位置変位量に関わらず給電を中断する
   ことを特徴とする非接触充電装置。
4. 請求項２に記載の非接触充電装置において、
   前記給電電力可変部は、
   前回検知よりも今回検知での相対位置のずれ量が大きくなったときに、給電を中断する
   ことを特徴とする非接触充電装置。
5. 請求項３又は４に記載の非接触充電装置において、
   前記給電電力可変部は、
   前記給電の中断後に、前記相対位置検知部により検知された前記相対位置の結果に基づき電力供給を再開する
   ことを特徴とする非接触充電装置。

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