JP2017060280A - Power transmission device, power reception device and power transfer system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure a rating power incoming electric power in a power reception device by resolving an output shortage of an inverter.SOLUTION: A lifting device 280 is configured to move a transmission part 240 to thereby adjust a distance between the power transmission part 240 and a power reception part 310 (coils distance). A power source ECU250 controls an inverter 220 and the lifting device 280. The power source ECU250 controls the lifting device 280 in a direction in which the coils distance becomes large when a rating power incoming electric power is not obtained in a reception device 20 even though the inverter 220 is controlled so that an output of the inverter 220 becomes the maximum.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、送電装置、受電装置及び電力伝送システムに関し、特に、受電装置へ非接触で送電する送電装置、送電装置から非接触で受電する受電装置、及びそれらを用いた電力伝送システムに関する。   The present invention relates to a power transmission device, a power reception device, and a power transmission system, and more particularly, to a power transmission device that transmits power to a power reception device in a contactless manner, a power reception device that receives power from a power transmission device in a contactless manner, and a power transmission system using them.

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が知られている（たとえば特許文献１〜７参照）。このような電力伝送システムについて、特開２０１４−１１７０５８号公報（特許文献１）は、送電コイルと受電コイルとの位置合わせ精度を確保可能な給電装置を開示する。この給電装置は、コイルユニットを上下方向に昇降させるアーム機構を備える。そして、スライド機構によりコイルユニットを車両の下方位置へ導いた後、アーム機構によりコイルユニットを上昇させて送電コイルが車両側の受電コイルに近づけられる（特許文献１参照）。   There is known a power transmission system that transmits power from a power transmission device to a power reception device in a contactless manner (see, for example, Patent Documents 1 to 7). About such an electric power transmission system, Unexamined-Japanese-Patent No. 2014-1117058 (patent document 1) discloses the electric power feeder which can ensure the alignment precision of a power transmission coil and a receiving coil. This power supply apparatus includes an arm mechanism that moves the coil unit up and down in the vertical direction. Then, after the coil unit is guided to the lower position of the vehicle by the slide mechanism, the coil unit is raised by the arm mechanism, and the power transmission coil is brought close to the power reception coil on the vehicle side (see Patent Document 1).

特開２０１４−１１７０５８号公報JP 2014-117058 A 特開２０１１−１９３６１７号公報JP 2011-193617 A 特開２０１３−１５４８１５号公報JP2013-154815A 特開２０１３−１４６１５４号公報JP2013-146154A 特開２０１３−１４６１４８号公報JP2013-146148A 特開２０１３−１１０８２２号公報JP 2013-110822 A 特開２０１３−１２６３２７号公報JP 2013-126327 A

上記の特許文献１に記載の給電装置のように送電コイルと受電コイルとを近づけることで、コイル間の結合係数は大きくなる。ここで、送電装置（給電装置）において送電電力を生成するインバータからみた負荷インピーダンスは、後述のように結合係数の２乗に比例する。したがって、結合係数が過度に大きい場合には、インバータの出力電圧が不足する（上限にかかる）可能性がある。インバータの出力が不足すると、受電装置において定格の受電電力（充電電力）を得ることができない。   By bringing the power transmission coil and the power reception coil close to each other as in the power supply device described in Patent Document 1, the coupling coefficient between the coils increases. Here, the load impedance viewed from the inverter that generates transmission power in the power transmission device (power feeding device) is proportional to the square of the coupling coefficient as described later. Therefore, when the coupling coefficient is excessively large, there is a possibility that the output voltage of the inverter is insufficient (applies to the upper limit). If the output of the inverter is insufficient, rated received power (charging power) cannot be obtained in the power receiving device.

それゆえに、この発明の目的は、インバータの出力不足を回避して受電装置において定格の受電電力を確保可能な送電装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a power transmission device capable of securing rated received power in a power receiving device while avoiding an output shortage of an inverter.

また、この発明の別の目的は、送電装置におけるインバータの出力不足を回避して定格の受電電力を確保可能な受電装置を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a power receiving device capable of securing rated received power by avoiding an insufficient output of an inverter in the power transmitting device.

また、この発明の別の目的は、インバータの出力不足を回避して定格の受電電力を確保可能な電力伝送システムを提供することである。   Another object of the present invention is to provide a power transmission system capable of securing rated received power by avoiding an insufficient output of an inverter.

この発明による送電装置は、送電コイルと、インバータと、調整装置と、制御装置とを備える。送電コイルは、受電装置の受電コイルへ非接触で送電するように構成される。インバータは、送電コイルへ電力を供給する。調整装置は、送電コイルを移動させることによって送電コイルと受電コイルとの間の距離（コイル間距離）を調整するように構成される。制御装置は、インバータ及び調整装置を制御する。そして、制御装置は、インバータの出力が最大となるようにインバータを制御した場合に受電装置において定格の受電電力が得られないとき、コイル間距離が大きくなる方向に調整装置を制御する。   The power transmission device according to the present invention includes a power transmission coil, an inverter, an adjustment device, and a control device. The power transmission coil is configured to transmit power to the power reception coil of the power reception device in a contactless manner. The inverter supplies power to the power transmission coil. The adjustment device is configured to adjust the distance between the power transmission coil and the power reception coil (intercoil distance) by moving the power transmission coil. The control device controls the inverter and the adjustment device. And a control apparatus controls an adjustment apparatus in the direction where the distance between coils becomes large, when rated received electric power is not obtained in a power receiving apparatus, when controlling an inverter so that the output of an inverter becomes the maximum.

この送電装置においては、インバータの出力を最大にしても受電装置において定格の受電電力が得られないとき、コイル間距離が大きくなる方向に調整装置が制御される。これにより、コイル間の結合係数が低下し、インバータの出力電圧不足が解消する。したがって、この送電装置によれば、インバータの出力不足を回避して受電装置において定格の受電電力を確保することができる。   In this power transmission device, when rated power reception cannot be obtained in the power receiving device even if the output of the inverter is maximized, the adjustment device is controlled in a direction in which the distance between the coils increases. Thereby, the coupling coefficient between coils falls and the shortage of the output voltage of an inverter is eliminated. Therefore, according to this power transmission device, rated output power can be secured in the power reception device while avoiding an insufficient output of the inverter.

また、この発明による受電装置は、受電コイルと、調整装置と、制御装置とを備える。受電コイルは、送電装置の送電コイルから非接触で受電するように構成される。調整装置は、受電コイルを移動させることによって受電コイルと送電コイルとの間の距離（コイル間距離）を調整するように構成される。制御装置は、調整装置を制御する。そして、制御装置は、送電装置において送電コイルへ電力を供給するインバータの出力が最大となるようにインバータが制御されている場合に定格の受電電力が得られないとき、コイル間距離が大きくなる方向に調整装置を制御する。   The power receiving device according to the present invention includes a power receiving coil, an adjusting device, and a control device. The power reception coil is configured to receive power in a non-contact manner from the power transmission coil of the power transmission device. The adjusting device is configured to adjust the distance between the power receiving coil and the power transmitting coil (inter-coil distance) by moving the power receiving coil. The control device controls the adjustment device. The control device is configured to increase the distance between the coils when the rated received power cannot be obtained when the inverter is controlled so that the output of the inverter that supplies power to the power transmission coil is maximized in the power transmission device. To control the adjusting device.

この受電装置においては、送電装置においてインバータの出力を最大にしても定格の受電電力が得られないとき、コイル間距離が大きくなる方向に調整装置が制御される。これにより、コイル間の結合係数が低下し、送電装置におけるインバータの出力電圧不足が解消する。したがって、この受電装置によれば、送電装置におけるインバータの出力不足を回避して定格の受電電力を確保することができる。   In this power reception device, when the rated power reception cannot be obtained even when the output of the inverter is maximized in the power transmission device, the adjustment device is controlled in a direction in which the inter-coil distance increases. Thereby, the coupling coefficient between coils falls and the shortage of the output voltage of the inverter in a power transmission apparatus is eliminated. Therefore, according to the power receiving device, rated output power can be ensured while avoiding an insufficient output of the inverter in the power transmitting device.

また、この発明による電力伝送システムは、送電コイル及び受電コイルと、インバータと、調整装置と、制御装置とを備える。送電コイル及び受電コイルは、非接触で電力を送受するように構成される。インバータは、送電コイルへ電力を供給する。調整装置は、送電コイル及び受電コイルの少なくとも一方を移動させることによって送電コイルと受電コイルとの間の距離（コイル間距離）を調整するように構成される。制御装置は、インバータ及び調整装置を制御する。そして、制御装置は、インバータの出力が最大となるようにインバータを制御した場合に受電装置において定格の受電電力が得られないとき、コイル間距離が大きくなる方向に調整装置を制御する。   The power transmission system according to the present invention includes a power transmission coil and a power reception coil, an inverter, an adjustment device, and a control device. The power transmission coil and the power reception coil are configured to transmit and receive power in a contactless manner. The inverter supplies power to the power transmission coil. The adjustment device is configured to adjust a distance between the power transmission coil and the power reception coil (inter-coil distance) by moving at least one of the power transmission coil and the power reception coil. The control device controls the inverter and the adjustment device. And a control apparatus controls an adjustment apparatus in the direction where the distance between coils becomes large, when rated received electric power is not obtained in a power receiving apparatus, when controlling an inverter so that the output of an inverter becomes the maximum.

この電力伝送システムにおいては、インバータの出力を最大にしても定格の受電電力が得られないとき、コイル間距離が大きくなる方向に調整装置が制御される。これにより、コイル間の結合係数が低下し、インバータの出力電圧不足が解消する。したがって、この電力伝送システムによれば、インバータの出力不足を回避して定格の受電電力を確保することができる。   In this power transmission system, when the rated received power cannot be obtained even when the output of the inverter is maximized, the adjustment device is controlled in a direction in which the distance between the coils is increased. Thereby, the coupling coefficient between coils falls and the shortage of the output voltage of an inverter is eliminated. Therefore, according to this power transmission system, it is possible to avoid the shortage of the output of the inverter and ensure the rated received power.

この発明によれば、送電装置におけるインバータの出力不足を回避して、受電装置において定格の受電電力を確保することができる。   According to the present invention, it is possible to avoid a shortage of the output of the inverter in the power transmission device and to secure rated received power in the power reception 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に示す昇降装置により送電部を上昇させた様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that the power transmission part was raised with the raising / lowering apparatus shown in FIG. 図１に示す電力伝送システムについて、インバータ以降の回路構成を概略的に示した図である。It is the figure which showed roughly the circuit structure after an inverter about the power transmission system shown in FIG. コイル間距離と結合係数との定性的な関係を示した図である。It is the figure which showed the qualitative relationship between the distance between coils, and a coupling coefficient. 送電装置の昇降装置によりコイル間距離が調整される様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that the distance between coils was adjusted with the raising / lowering apparatus of a power transmission apparatus. 図１に示す電源ＥＣＵによって実行される処理の手順を示すフローチャートである。2 is a flowchart showing a procedure of processes executed by a power supply ECU shown in FIG. 1. 図６に示すステップＳ４０において実行される処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process performed in step S40 shown in FIG. 実施の形態２による電力伝送システムの全体構成図である。FIG. 3 is an overall configuration diagram of a power transmission system according to a second embodiment. 図８に示す昇降装置により受電部を下降させた様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that the electric power receiving part was dropped by the raising / lowering apparatus shown in FIG. 受電装置の昇降装置によりコイル間距離が調整される様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that the distance between coils was adjusted with the raising / lowering apparatus of a receiving device. 図８に示す充電ＥＣＵによって実行される処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process performed by charge ECU shown in FIG. 図１１に示すステップＳ２４０において実行される処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process performed in step S240 shown in FIG.

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。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一又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. Hereinafter, a plurality of embodiments will be described. However, it is planned from the beginning of the application to appropriately combine the configurations described in the embodiments. 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］
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、送電装置１０と、受電装置２０とを備える。受電装置２０は、送電装置１０から供給され蓄えられた電力を用いて走行可能な車両に搭載される。 [Embodiment 1]
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 power transmission device 10 and a power reception device 20. The power receiving device 20 is mounted on a vehicle that can travel using the electric power supplied and stored from the power transmitting device 10.

送電装置１０は、力率改善（ＰＦＣ（Power Factor Correction））回路２１０と、インバータ２２０と、送電部２４０と、昇降装置２８０とを含む。また、送電装置１０は、電源ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２５０と、通信部２６０と、電圧センサ２７０と、電流センサ２７２とをさらに含む。   The power transmission device 10 includes a power factor correction (PFC) circuit 210, an inverter 220, a power transmission unit 240, and a lifting device 280. The power transmission device 10 further includes a power supply ECU (Electronic Control Unit) 250, a communication unit 260, a voltage sensor 270, and a current sensor 272.

ＰＦＣ回路２１０は、交流電源１００（たとえば系統電源）から受ける交流電力を整流及び昇圧してインバータ２２０へ供給するとともに、入力電流を正弦波に近づけることで力率を改善することができる。このＰＦＣ回路２１０には、公知の種々のＰＦＣ回路を採用し得る。なお、ＰＦＣ回路２１０に代えて、力率改善機能を有しない整流器を採用してもよい。   PFC circuit 210 rectifies and boosts AC power received from AC power supply 100 (for example, system power supply) and supplies it to inverter 220, and can improve the power factor by bringing the input current closer to a sine wave. Various known PFC circuits can be adopted as the PFC circuit 210. Instead of the PFC circuit 210, a rectifier that does not have a power factor improvement function may be employed.

インバータ２２０は、電源ＥＣＵ２５０によって制御され、ＰＦＣ回路２１０から受ける直流電力を、所定の伝送周波数を有する送電電力（交流）に変換して送電部２４０へ供給する。インバータ２２０は、電圧形インバータであり、たとえば単相フルブリッジ回路によって構成される。   Inverter 220 is controlled by power supply ECU 250, converts DC power received from PFC circuit 210 into transmitted power (AC) having a predetermined transmission frequency, and supplies the converted power to power transmission unit 240. Inverter 220 is a voltage source inverter, and is formed of, for example, a single-phase full bridge circuit.

送電部２４０は、伝送周波数を有する送電電力（交流）をインバータ２２０から受け、送電部２４０の周囲に生成される電磁界を通じて、受電装置２０の受電部３１０へ非接触で送電する。送電部２４０は、受電部３１０へ非接触で送電するための共振回路を含む。共振回路は、コイルとキャパシタとによって構成され得るが、コイルのみで所望の共振状態が形成される場合には、キャパシタを設けなくてもよい。   The power transmission unit 240 receives transmission power (alternating current) having a transmission frequency from the inverter 220 and transmits the power to the power reception unit 310 of the power reception device 20 in a non-contact manner through an electromagnetic field generated around the power transmission unit 240. The power transmission unit 240 includes a resonance circuit for transmitting power to the power reception unit 310 in a contactless manner. The resonance circuit may be configured by a coil and a capacitor. However, when a desired resonance state is formed only by the coil, the capacitor may not be provided.

昇降装置２８０は、送電部２４０を地面に対して上下方向に移動（昇降）させることによって、送電部２４０に含まれる送電コイル（後述）を上下方向に移動させる。昇降装置２８０は、電源ＥＣＵ２５０によって制御され、送電部２４０（送電コイル）を移動させることによって、送電部２４０の送電コイルと受電装置２０における受電部３１０の受電コイル（後述）との間の距離（コイル間距離）を調整することができる。   The lifting device 280 moves a power transmission coil (described later) included in the power transmission unit 240 in the vertical direction by moving the power transmission unit 240 in the vertical direction with respect to the ground. The elevating device 280 is controlled by the power supply ECU 250 and moves the power transmitting unit 240 (power transmitting coil) to thereby move the distance between the power transmitting coil of the power transmitting unit 240 and the power receiving coil (described later) of the power receiving unit 310 in the power receiving device 20 ( (Distance between coils) can be adjusted.

なお、この実施の形態１では、昇降装置２８０は、送電部２４０を地面に対して上下方向に移動（昇降）するように構成されるが、送電部２４０を上下方向に移動（昇降）するとともに地面に沿って平面的に移動可能なものであってもよい。昇降装置２８０の具体的な機構については、公知の種々の構成を採用し得る。   In the first embodiment, the lifting device 280 is configured to move (elevate) the power transmission unit 240 in the vertical direction with respect to the ground. However, the elevator 280 moves (elevates) the power transmission unit 240 in the vertical direction. It may be movable in a plane along the ground. As a specific mechanism of the lifting device 280, various known configurations can be adopted.

電圧センサ２７０は、インバータ２２０の出力電圧を検出し、その検出値を電源ＥＣＵ２５０へ出力する。電流センサ２７２は、インバータ２２０の出力電流を検出し、その検出値を電源ＥＣＵ２５０へ出力する。電圧センサ２７０及び電流センサ２７２の検出値に基づいて、インバータ２２０から送電部２４０へ供給される送電電力（送電部２４０から受電装置２０の受電部３１０へ出力される電力）を検出することができる。なお、送電電力の検出には、ＰＦＣ回路２１０とインバータ２２０との間の直流ラインにおいて電圧及び電流を検出することにより送電電力を算出してもよい。   Voltage sensor 270 detects the output voltage of inverter 220 and outputs the detected value to power supply ECU 250. Current sensor 272 detects the output current of inverter 220 and outputs the detected value to power supply ECU 250. Based on the detection values of the voltage sensor 270 and the current sensor 272, the transmission power supplied from the inverter 220 to the power transmission unit 240 (power output from the power transmission unit 240 to the power reception unit 310 of the power reception device 20) can be detected. . For detection of transmission power, transmission power may be calculated by detecting voltage and current in a DC line between the PFC circuit 210 and the inverter 220.

電源ＥＣＵ２５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各種センサや機器からの信号を受けるとともに、送電装置１０における各種機器の制御を行なう。各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。   The power supply ECU 250 includes a central processing unit (CPU), a storage device, an input / output buffer, and the like (all not shown), receives signals from various sensors and devices, and controls various devices in the power transmission device 10. The various controls are not limited to processing by software, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuit).

電源ＥＣＵ２５０により実行される主要な制御として、電源ＥＣＵ２５０は、送電装置１０に対する車両の位置合わせの実行時に、送電部２４０から位置合わせ用の電力（微弱電力）が出力されるようにインバータ２２０を制御する。また、電源ＥＣＵ２５０は、車両の位置合わせが終了すると、送電部２４０が地面の待機位置から受電装置２０の受電部３１０に向けて上昇するように昇降装置２８０を制御する。そして、昇降装置２８０による送電部２４０の移動が完了すると、電源ＥＣＵ２５０は、送電部２４０から受電装置２０の受電部３１０へ送電電力が出力されるようにインバータ２２０を制御する。   As main control executed by the power supply ECU 250, the power supply ECU 250 controls the inverter 220 so that power for alignment (weak power) is output from the power transmission unit 240 when the vehicle is positioned with respect to the power transmission device 10. To do. Further, when the vehicle alignment is completed, power supply ECU 250 controls lifting device 280 such that power transmission unit 240 rises from the standby position on the ground toward power reception unit 310 of power reception device 20. When the movement of power transmission unit 240 by lifting device 280 is completed, power supply ECU 250 controls inverter 220 so that the transmitted power is output from power transmission unit 240 to power reception unit 310 of power reception device 20.

送電装置１０から受電装置２０への電力伝送の実行時に、電源ＥＣＵ２５０は、送電電力を目標電力に制御するためのフィードバック制御を実行する。具体的には、電源ＥＣＵ２５０は、インバータ２２０の出力電圧のデューティ（duty）を調整することによって、送電電力を目標電力に制御する。出力電圧のデューティとは、出力電圧波形（矩形波）の周期に対する正（又は負）の電圧出力時間の比として定義される。インバータ２２０のスイッチング素子（オン／オフデューティ０．５）の動作タイミングを変化させることによって、インバータ出力電圧のデューティを調整することができる。目標電力は、たとえば、受電装置２０の受電状況に基づいて生成され得る。この実施の形態１では、受電装置２０において、受電電力の定格値（目標値）と検出値との偏差に基づいて送電電力の目標電力が生成され、受電装置２０から送電装置１０へ送信される。   When executing power transmission from the power transmitting device 10 to the power receiving device 20, the power supply ECU 250 executes feedback control for controlling the transmitted power to the target power. Specifically, power supply ECU 250 controls the transmitted power to the target power by adjusting the duty of the output voltage of inverter 220. The duty of the output voltage is defined as the ratio of the positive (or negative) voltage output time to the period of the output voltage waveform (rectangular wave). By changing the operation timing of the switching element (on / off duty 0.5) of the inverter 220, the duty of the inverter output voltage can be adjusted. The target power can be generated based on the power reception status of the power receiving device 20, for example. In the first embodiment, in the power receiving device 20, the target power of the transmitted power is generated based on the deviation between the rated value (target value) of the received power and the detected value, and transmitted from the power receiving device 20 to the power transmitting device 10. .

さらに、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送の実行時に、電源ＥＣＵ２５０は、インバータ２２０の出力が最大（インバータ出力電圧のデューティが最大）となるようにインバータ２２０を制御しても受電装置２０において定格の受電電力が得られない場合、送電部２４０と受電部３１０との間の距離（コイル間距離）が大きくなるように昇降装置２８０を制御する。すなわち、電源ＥＣＵ２５０は、昇降装置２８０を制御することによって送電部２４０を所定量下降させる。これにより、インバータ２２０の出力電圧不足が解消され、受電装置２０において定格の受電電力が確保される。この点については、後ほど詳しく説明する。   Furthermore, even when power transmission from the power transmitting apparatus 10 to the power receiving apparatus 20 is performed, the power supply ECU 250 controls the inverter 220 so that the output of the inverter 220 becomes maximum (the duty of the inverter output voltage is maximum). When the rated received power cannot be obtained, the lifting device 280 is controlled so that the distance between the power transmission unit 240 and the power reception unit 310 (distance between the coils) is increased. That is, power supply ECU 250 controls power lifting device 280 to lower power transmission unit 240 by a predetermined amount. As a result, the shortage of the output voltage of inverter 220 is resolved, and rated received power is ensured in power reception device 20. This point will be described in detail later.

通信部２６０は、受電装置２０の通信部３７０と無線通信するように構成され、受電装置２０から送信される送電電力の目標値（目標電力）を受信するほか、送電の開始／停止や受電装置２０の受電状況等の情報を受電装置２０とやり取りする。   The communication unit 260 is configured to wirelessly communicate with the communication unit 370 of the power receiving device 20, receives a target value (target power) of transmitted power transmitted from the power receiving device 20, starts / stops power transmission, and receives the power 20 exchanges information such as the power reception status with the power receiving apparatus 20.

一方、受電装置２０は、受電部３１０と、整流部３３０と、リレー回路３４０と、蓄電装置３５０とを含む。また、受電装置２０は、充電ＥＣＵ３６０と、通信部３７０と、電圧センサ３８０と、電流センサ３８２とをさらに含む。   On the other hand, power receiving device 20 includes a power receiving unit 310, a rectifying unit 330, a relay circuit 340, and a power storage device 350. Power receiving device 20 further includes a charging ECU 360, a communication unit 370, a voltage sensor 380, and a current sensor 382.

受電部３１０は、送電装置１０の送電部２４０から出力される電力（交流）を非接触で受電する。受電部３１０は、送電部２４０から非接触で受電するための共振回路を含む。共振回路は、コイルとキャパシタとによって構成され得るが、コイルのみで所望の共振状態が形成される場合には、キャパシタを設けなくてもよい。そして、受電部３１０は、受電した電力を整流部３３０へ出力する。整流部３３０は、受電部３１０によって受電される交流電力を整流して蓄電装置３５０へ出力する。   The power receiving unit 310 receives the power (AC) output from the power transmission unit 240 of the power transmission device 10 in a non-contact manner. Power reception unit 310 includes a resonance circuit for receiving power from power transmission unit 240 in a contactless manner. The resonance circuit may be configured by a coil and a capacitor. However, when a desired resonance state is formed only by the coil, the capacitor may not be provided. Then, power reception unit 310 outputs the received power to rectification unit 330. Rectifier 330 rectifies AC power received by power receiver 310 and outputs the rectified power to power storage device 350.

蓄電装置３５０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電池やニッケル水素電池などの二次電池によって構成される。蓄電装置３５０は、整流部３３０から出力される電力を蓄える。そして、蓄電装置３５０は、その蓄えられた電力を走行用モータ等の図示しない車両駆動装置へ供給する。なお、蓄電装置３５０として大容量のキャパシタも採用可能である。   The power storage device 350 is a rechargeable DC power supply, and is configured by a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. The power storage device 350 stores the power output from the rectifying unit 330. Power storage device 350 supplies the stored electric power to a vehicle drive device (not shown) such as a travel motor. Note that a large-capacity capacitor can also be used as the power storage device 350.

リレー回路３４０は、整流部３３０と蓄電装置３５０との間に設けられ、送電装置１０による蓄電装置３５０の充電時にオンされる。なお、特に図示しないが、整流部３３０と蓄電装置３５０との間（たとえば、整流部３３０とリレー回路３４０との間）に、整流部３３０の出力電圧を調整するＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。   Relay circuit 340 is provided between rectifying unit 330 and power storage device 350 and is turned on when power storage device 350 is charged by power transmission device 10. Although not particularly illustrated, a DC / DC converter that adjusts the output voltage of rectifier 330 may be provided between rectifier 330 and power storage device 350 (for example, between rectifier 330 and relay circuit 340). Good.

電圧センサ３８０は、整流部３３０の出力電圧（受電電圧）を検出し、その検出値を充電ＥＣＵ３６０へ出力する。電流センサ３８２は、整流部３３０からの出力電流（受電電流）を検出し、その検出値を充電ＥＣＵ３６０へ出力する。電圧センサ３８０及び電流センサ３８２の検出値に基づいて、受電部３１０による受電電力（すなわち、蓄電装置３５０の充電電力）を検出することができる。なお、受電電力の検出については、受電部３１０と整流部３３０との間の電力線において電圧及び電流を検出することにより受電電力を検出してもよい。   Voltage sensor 380 detects the output voltage (power reception voltage) of rectification unit 330 and outputs the detected value to charging ECU 360. Current sensor 382 detects an output current (received current) from rectifying unit 330 and outputs the detected value to charging ECU 360. Based on the detection values of the voltage sensor 380 and the current sensor 382, the power received by the power receiving unit 310 (that is, the charging power of the power storage device 350) can be detected. As for detection of received power, the received power may be detected by detecting voltage and current in a power line between the power receiving unit 310 and the rectifying unit 330.

充電ＥＣＵ３６０は、ＣＰＵ、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各種センサや機器からの信号を受けるとともに、受電装置２０における各種機器の制御を行なう。各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。   Charging ECU 360 includes a CPU, a storage device, an input / output buffer, and the like (all not shown), receives signals from various sensors and devices, and controls various devices in power reception device 20. The various controls are not limited to processing by software, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuit).

充電ＥＣＵ３６０により実行される主要な制御として、充電ＥＣＵ３６０は、送電装置１０からの受電中に、受電装置２０における受電電力が定格値（目標値）となるように、送電装置１０における送電電力の目標値（目標電力）を生成する。具体的には、充電ＥＣＵ３６０は、受電電力の定格値（目標値）と検出値との偏差に基づいて、送電装置１０における送電電力の目標値を生成する。そして、充電ＥＣＵ３６０は、生成された送電電力の目標値を通信部３７０によって送電装置１０へ送信する。   As main control executed by the charging ECU 360, the charging ECU 360 sets the target of transmitted power in the power transmitting apparatus 10 so that the received power in the power receiving apparatus 20 becomes a rated value (target value) during power reception from the power transmitting apparatus 10. A value (target power) is generated. Specifically, charging ECU 360 generates a target value of transmitted power in power transmission device 10 based on the deviation between the rated value (target value) of the received power and the detected value. Then, the charging ECU 360 transmits the generated target value of the transmitted power to the power transmission device 10 through the communication unit 370.

通信部３７０は、送電装置１０の通信部２６０と無線通信するように構成され、充電ＥＣＵ３６０において生成される送電電力の目標値を送電装置１０へ送信するほか、電力伝送の開始／停止に関する情報を送電装置１０とやり取りしたり、受電装置２０の受電状況（受電電圧や受電電流、受電電力等）を送電装置１０へ送信したりする。   The communication unit 370 is configured to wirelessly communicate with the communication unit 260 of the power transmission device 10, and transmits a target value of transmitted power generated in the charging ECU 360 to the power transmission device 10, and information on start / stop of power transmission. It exchanges with the power transmission device 10 and transmits the power reception status (power reception voltage, power reception current, power reception power, etc.) of the power reception device 20 to the power transmission device 10.

図２は、図１に示した昇降装置２８０により送電部２４０を上昇させた様子を示した図である。図２を参照して、車両３０は、図１に示した受電装置２０を搭載する。送電装置１０に対する車両３０の位置合わせが完了すると、昇降装置２８０によって送電部２４０が地面４０の待機位置から受電部３１０へ向けて上昇する。基本的には、送電部２４０は、受電部３１０に接するまで上昇する。   FIG. 2 is a diagram illustrating a state where the power transmission unit 240 is lifted by the lifting device 280 illustrated in FIG. 1. Referring to FIG. 2, vehicle 30 carries power receiving device 20 shown in FIG. When the alignment of the vehicle 30 with respect to the power transmission device 10 is completed, the power transmission unit 240 is raised from the standby position of the ground 40 toward the power reception unit 310 by the lifting device 280. Basically, power transmission unit 240 rises until it contacts power reception unit 310.

図３は、図１に示した電力伝送システムについて、インバータ２２０以降の回路構成を概略的に示した図である。図３を参照して、送電部２４０は、送電コイル２４２と、キャパシタ２４４とを含む。キャパシタ２４４は、送電電力の力率を補償するために設けられ、送電コイル２４２に直列に接続される。受電部３１０は、受電コイル３１２と、キャパシタ３１４とを含む。キャパシタ３１４は、受電電力の力率を補償するために設けられ、受電コイル３１２に直列に接続される。なお、このような回路構成は、ＳＳ方式（一次直列二次直列方式）とも称される。   FIG. 3 is a diagram schematically showing a circuit configuration after inverter 220 in the power transmission system shown in FIG. Referring to FIG. 3, power transmission unit 240 includes a power transmission coil 242 and a capacitor 244. Capacitor 244 is provided to compensate the power factor of transmitted power, and is connected in series to power transmission coil 242. Power reception unit 310 includes a power reception coil 312 and a capacitor 314. The capacitor 314 is provided to compensate the power factor of the received power and is connected in series to the power receiving coil 312. Such a circuit configuration is also referred to as an SS system (primary series / secondary series system).

等価抵抗３８５は、受電装置２０における受電部３１０以降の回路によって構成される負荷のインピーダンスであり、具体的には、整流部３３０と蓄電装置３５０とによって構成される負荷のインピーダンスである。   The equivalent resistance 385 is an impedance of a load configured by a circuit after the power receiving unit 310 in the power receiving device 20, specifically, an impedance of a load configured by the rectifying unit 330 and the power storage device 350.

送電コイル２４２のインダクタンスをＬ１、受電コイル３１２のインダクタンスをＬ２、インバータ２２０から出力される送電電力（交流）の周波数をω、送電コイル２４２と受電コイル３１２との結合係数をｋ、等価抵抗３８５の大きさをＲとすると、インバータ２２０からみた負荷インピーダンスＺｉｎは、次式によって示される。   The inductance of the power transmission coil 242 is L1, the inductance of the power reception coil 312 is L2, the frequency of transmission power (AC) output from the inverter 220 is ω, the coupling coefficient between the power transmission coil 242 and the power reception coil 312 is k, and the equivalent resistance 385 When the magnitude is R, the load impedance Zin viewed from the inverter 220 is expressed by the following equation.

Ｚｉｎ＝ω2・ｋ2・Ｌ１・Ｌ２／Ｒ …（１）
式（１）に示されるように、インバータ２２０の負荷インピーダンスＺｉｎは、送電コイル２４２と受電コイル３１２との結合係数ｋの２乗に比例するので、結合係数ｋが大きいほどインバータ２２０の負荷インピーダンスＺｉｎは大きくなる。 Zin = ω 2 · k 2 · L1 · L2 / R (1)
As shown in Equation (1), the load impedance Zin of the inverter 220 is proportional to the square of the coupling coefficient k between the power transmission coil 242 and the power receiving coil 312, so that the load impedance Zin of the inverter 220 increases as the coupling coefficient k increases. Becomes bigger.

ここで、図４に示されるように、送電コイル２４２と受電コイル３１２との間の距離（コイル間距離）が小さいほど、送電コイル２４２と受電コイル３１２との結合係数ｋは大きくなる。したがって、図２に示したように、昇降装置２８０により送電部２４０を上昇させて送電部２４０が受電部３１０に接するまでに送電部２４０と受電部３１０とを近接させると、送電コイル２４２と受電コイル３１２との結合係数ｋが大きくなり、インバータ２２０の負荷インピーダンスＺｉｎが大きくなる。これにより、受電装置２０において定格の受電電力を得るための送電電力をインバータ２２０が出力するに際し、インバータ２２０の出力電圧が不足する（上限にかかる）可能性がある。インバータ２２０の出力が不足すると、受電装置２０において定格の受電電力（蓄電装置３５０への定格充電電力）を得ることができない。   Here, as illustrated in FIG. 4, the coupling coefficient k between the power transmission coil 242 and the power reception coil 312 increases as the distance between the power transmission coil 242 and the power reception coil 312 (intercoil distance) decreases. Therefore, as illustrated in FIG. 2, when the power transmission unit 240 is raised by the lifting device 280 and the power transmission unit 240 and the power reception unit 310 are brought close to each other before the power transmission unit 240 contacts the power reception unit 310, the power transmission coil 242 and the power reception The coupling coefficient k with the coil 312 increases, and the load impedance Zin of the inverter 220 increases. Thereby, when the inverter 220 outputs the transmitted power for obtaining the rated received power in the power receiving device 20, there is a possibility that the output voltage of the inverter 220 is insufficient (it takes an upper limit). If the output of the inverter 220 is insufficient, the power receiving device 20 cannot obtain rated received power (rated charging power to the power storage device 350).

そこで、この実施の形態１に従う電力伝送システムでは、インバータ２２０の出力を最大にしても受電装置２０において定格の受電電力が得られない場合には、送電コイル２４２と受電コイル３１２との間の距離（コイル間距離）が大きくなるように昇降装置２８０が制御される。   Therefore, in the power transmission system according to the first embodiment, when rated power reception cannot be obtained in power reception device 20 even if the output of inverter 220 is maximized, the distance between power transmission coil 242 and power reception coil 312. The lifting device 280 is controlled so that (distance between the coils) is increased.

図５は、昇降装置２８０によりコイル間距離が調整される様子を示した図である。この図５は、上記の図２に対応するものである。図５を参照して、インバータ２２０の出力を最大にしても受電装置２０において定格の受電電力が得られない場合には、昇降装置２８０が制御されて送電部２４０の高さが図２に示される状態から下げられる。これにより、コイル間距離が大きくなることによってコイル間の結合係数ｋが低下し、その結果、インバータ２２０の出力電圧不足が解消する。したがって、インバータ２２０の出力不足を回避して受電装置２０において定格の受電電力を確保することができる。   FIG. 5 is a diagram showing how the distance between the coils is adjusted by the lifting device 280. FIG. 5 corresponds to FIG. 2 described above. Referring to FIG. 5, when rated power reception cannot be obtained in power reception device 20 even if the output of inverter 220 is maximized, lifting device 280 is controlled and the height of power transmission unit 240 is shown in FIG. 2. It is lowered from the state that is. Thereby, the coupling coefficient k between coils falls by the distance between coils becoming large, As a result, the shortage of the output voltage of the inverter 220 is eliminated. Therefore, insufficient output of inverter 220 can be avoided and rated received power can be secured in power receiving device 20.

図６は、図１に示した電源ＥＣＵ２５０によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。図６を参照して、まず、送電装置１０に対する車両３０の位置合わせが実行される（ステップＳ１０）。電源ＥＣＵ２５０は、この位置合わせの実行時、送電部２４０から位置合わせ用の電力（微弱電力）が出力されるようにインバータ２２０を制御する。   FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of processing executed by power supply ECU 250 shown in FIG. Referring to FIG. 6, first, alignment of vehicle 30 with respect to power transmission device 10 is executed (step S10). The power supply ECU 250 controls the inverter 220 so that power for alignment (weak power) is output from the power transmission unit 240 during the alignment.

車両３０の位置合わせが終了すると、電源ＥＣＵ２５０は、昇降装置２８０を制御することによって、送電部２４０（送電コイル２４２）を地面４０の待機位置から受電装置２０の受電部３１０へ向けて上昇させる（ステップＳ２０）。そして、送電部２４０の上昇が完了すると、電源ＥＣＵ２５０は、送電部２４０から受電部３１０へ送電電力を出力するようにインバータ２２０を駆動する（ステップＳ３０）。   When the alignment of the vehicle 30 is completed, the power supply ECU 250 controls the lifting device 280 to raise the power transmission unit 240 (power transmission coil 242) from the standby position of the ground 40 toward the power reception unit 310 of the power reception device 20 ( Step S20). When raising of power transmission unit 240 is completed, power supply ECU 250 drives inverter 220 so as to output the transmitted power from power transmission unit 240 to power reception unit 310 (step S30).

インバータ２２０が駆動されて送電部２４０から受電部３１０への送電が開始されると、電源ＥＣＵ２５０は、送電部２４０と受電部３１０との間の距離（すなわち、送電コイル２４２と受電コイル３１２との間のコイル間距離）を調整するための処理を実行する（ステップＳ４０）。   When inverter 220 is driven and power transmission from power transmission unit 240 to power reception unit 310 is started, power supply ECU 250 determines the distance between power transmission unit 240 and power reception unit 310 (that is, between power transmission coil 242 and power reception coil 312. A process for adjusting the inter-coil distance is executed (step S40).

図７は、図６に示したステップＳ４０において実行される処理の手順を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、所定時間毎又は所定条件の成立時にメインルーチンから呼び出されて実行される。   FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of processing executed in step S40 shown in FIG. The process shown in this flowchart is called from the main routine and executed every predetermined time or when a predetermined condition is satisfied.

図７を参照して、電源ＥＣＵ２５０は、インバータ２２０の出力が最大であり、かつ、受電装置２０において受電電力（検出値）が定格電力（目標値）よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１１０）。なお、インバータ２２０の出力が最大であるか否かについては、インバータ２２０の出力電圧のデューティが最大（０．５）となっているか否かによって判定される。また、受電電力（検出値）が定格電力（目標値）よりも小さいか否かについては、受電電力の検出値及び定格受電電力の情報を受電装置２０から受信して電源ＥＣＵ２５０において判定してもよいし、受電装置２０において判定された結果を受電装置２０から受信してもよい。   Referring to FIG. 7, power supply ECU 250 determines whether or not output of inverter 220 is the maximum and received power (detected value) is lower than rated power (target value) in power receiving device 20 (step). S110). Note that whether or not the output of the inverter 220 is maximum is determined by whether or not the duty of the output voltage of the inverter 220 is maximum (0.5). Whether or not the received power (detected value) is smaller than the rated power (target value) can be determined by the power supply ECU 250 by receiving the received power detected value and the rated received power information from the power receiving device 20. The result determined in the power receiving device 20 may be received from the power receiving device 20.

ステップＳ１１０において、インバータ２２０の出力は最大ではない、又は、受電電力（検出値）が定格電力（目標値）以上であると判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、電源ＥＣＵ２５０は、以降の処理を実行することなくステップＳ１４０へ処理を移行する。   If it is determined in step S110 that the output of inverter 220 is not the maximum, or the received power (detected value) is greater than or equal to the rated power (target value) (NO in step S110), power supply ECU 250 performs the subsequent processing. The process proceeds to step S140 without executing.

ステップＳ１１０において、インバータ２２０の出力が最大であり、かつ、受電装置２０において受電電力（検出値）が定格電力（目標値）よりも小さいと判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、電源ＥＣＵ２５０は、昇降装置２８０による送電部２４０（送電コイル２４２）の高さは最低状態であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。送電部２４０の高さが最低状態であるとは、送電部２４０が地面の待機位置まで降下した状態である。   When it is determined in step S110 that the output of inverter 220 is the maximum and power reception device 20 determines that the received power (detected value) is smaller than the rated power (target value) (YES in step S110), power supply ECU 250 Then, it is determined whether or not the height of the power transmission unit 240 (power transmission coil 242) by the lifting device 280 is in the minimum state (step S120). That the height of the power transmission unit 240 is in the minimum state is a state where the power transmission unit 240 is lowered to the standby position on the ground.

そして、ステップＳ１２０において送電部２４０の高さは最低状態ではないと判定されると（ステップＳ１２０においてＮＯ）、電源ＥＣＵ２５０は、昇降装置２８０を制御することによって、送電部２４０（送電コイル２４２）の高さを所定量だけ下げる（ステップＳ１３０）。なお、所定量は、コイル待機位置（地面）から受電部３１０までの距離に比べて十分に小さい量であり、送電部２４０を段階的に下げるために設定されるものである。   Then, when it is determined in step S120 that the height of power transmission unit 240 is not the minimum state (NO in step S120), power supply ECU 250 controls lifting device 280 to control power transmission unit 240 (power transmission coil 242). The height is lowered by a predetermined amount (step S130). The predetermined amount is sufficiently smaller than the distance from the coil standby position (ground) to the power reception unit 310, and is set to lower the power transmission unit 240 step by step.

なお、ステップＳ１２０において送電部２４０の高さは最低状態であると判定されると（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、それ以上送電部２４０を下降させることはできないので、電源ＥＣＵ２５０は、ステップＳ１４０へ処理を移行する。   If it is determined in step S120 that the height of power transmission unit 240 is in the minimum state (YES in step S120), power transmission unit 240 cannot be lowered any further, and power supply ECU 250 proceeds to step S140. Transition.

以上のように、この実施の形態１においては、インバータ２２０の出力を最大にしても受電装置２０において定格の受電電力が得られないとき、送電コイル２４２と受電コイル３１２との間の距離（コイル間距離）が大きくなる方向に昇降装置２８０が制御される。これにより、コイル間の結合係数が低下し、インバータ２２０の出力電圧不足が解消する。したがって、この実施の形態１によれば、インバータ２２０の出力不足を回避して受電装置２０において定格の受電電力を確保することができる。   As described above, in the first embodiment, even when the output of the inverter 220 is maximized, the rated power received by the power receiving device 20 cannot be obtained, and the distance between the power transmitting coil 242 and the power receiving coil 312 (coil The lifting / lowering device 280 is controlled in a direction in which the (distance between) increases. As a result, the coupling coefficient between the coils decreases, and the shortage of the output voltage of the inverter 220 is resolved. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to avoid a shortage of the output of the inverter 220 and ensure the rated received power in the power receiving device 20.

［実施の形態２］
実施の形態１では、送電装置１０に昇降装置２８０が設けられ、昇降装置２８０によって送電部２４０を昇降させるものとしたが、この実施の形態２では、受電装置２０に昇降装置が設けられ、受電装置２０の受電部３１０が昇降可能とされる。 [Embodiment 2]
In the first embodiment, the lifting device 280 is provided in the power transmission device 10, and the power transmission unit 240 is lifted and lowered by the lifting device 280. However, in this second embodiment, the lifting device is provided in the power receiving device 20, and The power receiving unit 310 of the device 20 can be raised and lowered.

図８は、実施の形態２による電力伝送システムの全体構成図である。図８を参照して、この電力伝送システムは、送電装置１０Ａと、受電装置２０Ａとを備える。送電装置１０Ａは、図１に示した送電装置１０において、昇降装置２８０を備えない構成から成る。送電装置１０Ａのその他の構成は、送電装置１０と同じである。   FIG. 8 is an overall configuration diagram of the power transmission system according to the second embodiment. Referring to FIG. 8, the power transmission system includes a power transmission device 10A and a power reception device 20A. The power transmission device 10 </ b> A has a configuration in which the lifting device 280 is not provided in the power transmission device 10 illustrated in FIG. 1. Other configurations of the power transmission device 10 </ b> A are the same as those of the power transmission device 10.

一方、受電装置２０Ａは、図１に示した受電装置２０の構成において、昇降装置３９０をさらに含み、充電ＥＣＵ３６０に代えて充電ＥＣＵ３６０Ａを含む。昇降装置３９０は、受電部３１０を上下方向に移動（昇降）させることによって、受電部３１０の受電コイル３１２を上下方向に移動させる。昇降装置３９０は、充電ＥＣＵ３６０Ａによって制御され、受電部３１０（受電コイル３１２）を移動させることによって、送電装置１０Ａの送電コイル２４２と受電部３１０の受電コイル３１２との間の距離（コイル間距離）を調整することができる。   On the other hand, power receiving device 20A further includes an elevating device 390 in the configuration of power receiving device 20 shown in FIG. 1, and includes charging ECU 360A instead of charging ECU 360. The lifting device 390 moves the power receiving coil 312 of the power receiving unit 310 in the vertical direction by moving (lifting) the power receiving unit 310 in the vertical direction. The elevating device 390 is controlled by the charging ECU 360A and moves the power receiving unit 310 (power receiving coil 312) to move the distance between the power transmitting coil 242 of the power transmitting device 10A and the power receiving coil 312 of the power receiving unit 310 (intercoil distance). Can be adjusted.

なお、この実施の形態２では、昇降装置３９０は、受電部３１０を車体下面に対して上下方向に移動（昇降）するように構成されるが、受電部３１０を上下方向に移動（昇降）するとともに車体下面に沿って平面的に移動可能なものであってもよい。昇降装置３９０の具体的な機構については、公知の種々の構成を採用し得る。   In the second embodiment, the lifting device 390 is configured to move (elevate) the power receiving unit 310 in the vertical direction with respect to the lower surface of the vehicle body, but moves (elevates) the power receiving unit 310 in the vertical direction. In addition, it may be movable in a plane along the lower surface of the vehicle body. As a specific mechanism of the lifting device 390, various known configurations can be adopted.

充電ＥＣＵ３６０Ａは、送電装置１０Ａに対する車両の位置合わせが終了すると、受電部３１０が車体下面の待機位置から送電装置１０Ａの送電部２４０に向けて下降するように昇降装置３９０を制御する。   When the positioning of the vehicle with respect to power transmission device 10A ends, charging ECU 360A controls lifting device 390 so that power reception unit 310 descends from the standby position on the lower surface of the vehicle body toward power transmission unit 240 of power transmission device 10A.

また、送電装置１０Ａから受電装置２０Ａへの電力伝送の実行時に、充電ＥＣＵ３６０Ａは、送電装置１０Ａにおいてインバータ２２０の出力が最大（インバータ出力電圧のデューティが最大）となるようにインバータ２２０が制御されても定格の受電電力が得られない場合、送電部２４０と受電部３１０との間の距離（コイル間距離）が大きくなるように昇降装置３９０を制御する。すなわち、充電ＥＣＵ３６０Ａは、昇降装置３９０を制御することによって受電部３１０を所定量上昇させる。これにより、送電装置１０Ａにおいてインバータ２２０の出力電圧不足が解消され、受電装置２０Ａにおいて定格の受電電力が確保される。   In addition, when executing power transmission from the power transmission device 10A to the power reception device 20A, the charging ECU 360A controls the inverter 220 so that the output of the inverter 220 is maximum (the duty of the inverter output voltage is maximum) in the power transmission device 10A. If rated received power cannot be obtained, the lifting device 390 is controlled so that the distance between the power transmission unit 240 and the power reception unit 310 (distance between the coils) is increased. That is, charging ECU 360A raises power reception unit 310 by a predetermined amount by controlling lifting device 390. As a result, the shortage of the output voltage of the inverter 220 is resolved in the power transmission device 10A, and the rated received power is secured in the power reception device 20A.

なお、充電ＥＣＵ３６０Ａのその他の機能は、実施の形態１における充電ＥＣＵ３６０と同じである。   The other functions of charge ECU 360A are the same as those of charge ECU 360 in the first embodiment.

図９は、図８に示した昇降装置３９０により受電部３１０を下降させた様子を示した図である。図９を参照して、車両３０Ａは、図１に示した受電装置２０Ａを搭載する。送電装置１０Ａに対する車両３０Ａの位置合わせが完了すると、昇降装置３９０によって受電部３１０が車体下面の待機位置から送電部２４０へ向けて下降する。基本的には、受電部３１０は、送電部２４０に接するまで下降する。   FIG. 9 is a diagram illustrating a state where the power reception unit 310 is lowered by the lifting device 390 illustrated in FIG. 8. Referring to FIG. 9, vehicle 30A includes power receiving device 20A shown in FIG. When the alignment of the vehicle 30A with respect to the power transmission device 10A is completed, the power receiving unit 310 is lowered from the standby position on the lower surface of the vehicle body toward the power transmission unit 240 by the lifting device 390. Basically, the power reception unit 310 moves down until it contacts the power transmission unit 240.

図９に示されるように、昇降装置３９０により受電部３１０を下降させて受電部３１０が送電部２４０に接するまでに受電部３１０と送電部２４０とを近接させると、受電コイル３１２と送電コイル２４２との結合係数ｋが大きくなり、インバータ２２０の負荷インピーダンスＺｉｎが大きくなる（式（１））。これにより、受電装置２０Ａにおいて定格の受電電力を得るための送電電力をインバータ２２０が出力するに際し、インバータ２２０の出力電圧が不足する（上限にかかる）可能性がある。   As shown in FIG. 9, when the power reception unit 310 is lowered by the elevating device 390 and the power reception unit 310 comes close to the power transmission unit 240 until the power reception unit 310 contacts the power transmission unit 240, the power reception coil 312 and the power transmission coil 242 are disposed. And the load coefficient Zin of the inverter 220 increases (equation (1)). Thereby, when the inverter 220 outputs the transmission power for obtaining the rated received power in the power receiving device 20A, the output voltage of the inverter 220 may be insufficient (approach to the upper limit).

そこで、この実施の形態２に従う電力伝送システムでは、インバータ２２０の出力を最大にしても受電装置２０Ａにおいて定格の受電電力が得られない場合には、送電コイル２４２と受電コイル３１２との間の距離（コイル間距離）が大きくなるように受電装置２０Ａの昇降装置３９０が制御される。   Therefore, in the power transmission system according to the second embodiment, when rated power reception cannot be obtained in power reception device 20A even if the output of inverter 220 is maximized, the distance between power transmission coil 242 and power reception coil 312. The elevating device 390 of the power receiving device 20A is controlled so that the (distance between the coils) is increased.

図１０は、受電装置２０Ａの昇降装置３９０によりコイル間距離が調整される様子を示した図である。この図１０は、上記の図９に対応するものである。図１０を参照して、インバータ２２０の出力を最大にしても受電装置２０Ａにおいて定格の受電電力が得られない場合には、昇降装置３９０が制御されて受電部３１０の高さが図９に示される状態から上げられる。これにより、コイル間距離が大きくなることによってコイル間の結合係数ｋが低下し、その結果、インバータ２２０の出力電圧不足が解消する。したがって、インバータ２２０の出力不足を回避して受電装置２０Ａにおいて定格の受電電力を確保することができる。   FIG. 10 is a diagram illustrating how the distance between the coils is adjusted by the lifting device 390 of the power receiving device 20A. FIG. 10 corresponds to FIG. 9 described above. Referring to FIG. 10, when rated power reception cannot be obtained in power reception device 20 </ b> A even when the output of inverter 220 is maximized, lifting device 390 is controlled and the height of power reception unit 310 is shown in FIG. 9. Raised from the state. Thereby, the coupling coefficient k between coils falls by the distance between coils becoming large, As a result, the shortage of the output voltage of the inverter 220 is eliminated. Therefore, insufficient output of inverter 220 can be avoided and rated received power can be secured in power receiving device 20A.

図１１は、図８に示した充電ＥＣＵ３６０Ａによって実行される処理の手順を示すフローチャートである。図１１を参照して、まず、充電ＥＣＵ３６０Ａは、送電装置１０Ａに対する車両３０Ａの位置合わせを実行する（ステップＳ２１０）。ここでは、送電装置１０Ａの送電部２４０から位置合わせ用の電力（微弱電力）が出力され、充電ＥＣＵ３６０Ａは、受電電力（受電電圧でもよい）の変化に基づいて車両３０Ａの位置合わせを実行する。   FIG. 11 is a flowchart showing a procedure of processing executed by charging ECU 360A shown in FIG. Referring to FIG. 11, first, charging ECU 360A executes alignment of vehicle 30A with respect to power transmission device 10A (step S210). Here, positioning power (weak power) is output from power transmission unit 240 of power transmission device 10A, and charging ECU 360A executes alignment of vehicle 30A based on a change in received power (or received voltage).

車両３０Ａの位置合わせが終了すると、充電ＥＣＵ３６０Ａは、昇降装置３９０を制御することによって、受電部３１０（受電コイル３１２）を車体下面の待機位置から送電装置１０Ａの送電部２４０へ向けて下降させる（ステップＳ２２０）。そして、受電部３１０の下降が完了すると、充電ＥＣＵ３６０Ａは、送電部２４０から受電部３１０への送電の開始を指示する指令を送電装置１０Ａへ送信する（ステップＳ２３０）。   When the alignment of the vehicle 30A is completed, the charging ECU 360A controls the lifting device 390 to lower the power reception unit 310 (power reception coil 312) from the standby position on the lower surface of the vehicle body toward the power transmission unit 240 of the power transmission device 10A ( Step S220). When the lowering of power reception unit 310 is completed, charging ECU 360A transmits a command for instructing the start of power transmission from power transmission unit 240 to power reception unit 310 to power transmission device 10A (step S230).

上記の送電開始指令に応じて送電部２４０から受電部３１０への送電が開始されると、充電ＥＣＵ３６０Ａは、送電部２４０と受電部３１０との間の距離（すなわち、送電コイル２４２と受電コイル３１２との間のコイル間距離）を調整するための処理を実行する（ステップＳ２４０）。   When power transmission from power transmission unit 240 to power reception unit 310 is started in response to the above power transmission start command, charging ECU 360A determines the distance between power transmission unit 240 and power reception unit 310 (that is, power transmission coil 242 and power reception coil 312). The process for adjusting the distance between the coils) is executed (step S240).

図１２は、図１１に示したステップＳ２４０において実行される処理の手順を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、所定時間毎又は所定条件の成立時にメインルーチンから呼び出されて実行される。   FIG. 12 is a flowchart showing a procedure of processing executed in step S240 shown in FIG. The process shown in this flowchart is called from the main routine and executed every predetermined time or when a predetermined condition is satisfied.

図１２を参照して、充電ＥＣＵ３６０Ａは、送電装置１０Ａにおいてインバータ２２０の出力が最大であり、かつ、受電装置２０Ａにおいて受電電力（検出値）が定格電力（目標値）よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３１０）。インバータ２２０の出力が最大であるか否かについては、送電装置１０Ａにおいて判定され、その判定結果が受電装置２０Ａへ送信される。   Referring to FIG. 12, charging ECU 360A determines whether or not the output of inverter 220 is maximum in power transmission device 10A, and whether the received power (detected value) is smaller than the rated power (target value) in power receiving device 20A. Determination is made (step S310). Whether or not the output of inverter 220 is maximum is determined in power transmission device 10A, and the determination result is transmitted to power reception device 20A.

ステップＳ３１０において、インバータ２２０の出力は最大ではない、又は、受電電力（検出値）が定格電力（目標値）以上であると判定されると（ステップＳ３１０においてＮＯ）、充電ＥＣＵ３６０Ａは、以降の処理を実行することなくステップＳ３４０へ処理を移行する。   If it is determined in step S310 that the output of inverter 220 is not the maximum, or the received power (detected value) is greater than or equal to the rated power (target value) (NO in step S310), charging ECU 360A performs the following processing. The process proceeds to step S340 without executing.

ステップＳ３１０において、インバータ２２０の出力が最大であり、かつ、受電装置２０Ａにおいて受電電力（検出値）が定格電力（目標値）よりも小さいと判定されると（ステップＳ３１０においてＹＥＳ）、充電ＥＣＵ３６０Ａは、昇降装置３９０による受電部３１０（受電コイル３１２）の高さは最高状態であるか否かを判定する（ステップＳ３２０）。受電部３１０の高さが最高状態であるとは、受電部３１０が車体下面の待機位置まで上昇した状態である。   When it is determined in step S310 that the output of inverter 220 is the maximum and received power (detected value) is smaller than rated power (target value) in power receiving device 20A (YES in step S310), charging ECU 360A Then, it is determined whether or not the height of the power reception unit 310 (power reception coil 312) by the elevating device 390 is in the maximum state (step S320). The height of the power receiving unit 310 being the maximum state is a state in which the power receiving unit 310 is raised to the standby position on the lower surface of the vehicle body.

そして、ステップＳ３２０において、受電部３１０の高さは最高状態ではないと判定されると（ステップＳ３２０においてＮＯ）、充電ＥＣＵ３６０Ａは、昇降装置３９０を制御することによって、受電部３１０（受電コイル３１２）の高さを所定量だけ上げる（ステップＳ３３０）。なお、所定量は、コイル待機位置（車体下面）から送電部２４０までの距離に比べて十分に小さい量であり、受電部３１０を段階的に上げるために設定されるものである。   In step S320, when it is determined that the height of power reception unit 310 is not the highest state (NO in step S320), charging ECU 360A controls lifting device 390, thereby receiving power reception unit 310 (power reception coil 312). Is increased by a predetermined amount (step S330). The predetermined amount is an amount sufficiently smaller than the distance from the coil standby position (the lower surface of the vehicle body) to the power transmission unit 240, and is set to raise the power reception unit 310 step by step.

なお、ステップＳ３２０において受電部３１０の高さは最高状態であると判定されると（ステップＳ３２０においてＹＥＳ）、それ以上受電部３１０を上昇させることはできないので、充電ＥＣＵ３６０Ａは、ステップＳ３４０へ処理を移行する。   If it is determined in step S320 that the height of power reception unit 310 is in the maximum state (YES in step S320), power reception unit 310 cannot be raised any further, and charging ECU 360A proceeds to step S340. Transition.

以上のように、この実施の形態２においては、送電装置１０Ａにおいてインバータ２２０の出力を最大にしても受電装置２０Ａにおいて定格の受電電力が得られないとき、送電コイル２４２と受電コイル３１２との間の距離（コイル間距離）が大きくなる方向に受電装置２０の昇降装置３９０が制御される。これにより、コイル間の結合係数が低下し、送電装置１０Ａにおけるインバータ２２０の出力電圧不足が解消する。したがって、この実施の形態２によれば、送電装置１０Ａにおけるインバータ２２０の出力不足を回避して受電装置２０Ａにおいて定格の受電電力を確保することができる。   As described above, in the second embodiment, when rated power reception cannot be obtained in the power receiving device 20A even when the output of the inverter 220 is maximized in the power transmission device 10A, between the power transmission coil 242 and the power receiving coil 312. The lifting / lowering device 390 of the power receiving device 20 is controlled in the direction in which the distance (distance between coils) increases. Thereby, the coupling coefficient between coils falls and the shortage of the output voltage of the inverter 220 in the power transmission apparatus 10A is solved. Therefore, according to the second embodiment, it is possible to avoid a shortage of the output of inverter 220 in power transmission device 10A and to secure rated received power in power reception device 20A.

なお、上記の各実施の形態１，２において、送電装置１０，１０Ａのインバータ２２０と送電部２４０との間にトランス特性を有するノイズフィルタ回路（たとえば４次のＬＣフィルタ）を設けてもよい。また、受電装置２０，２０Ａにおいても、受電部３１０と整流部３３０との間にノイズフィルタ回路を設けてもよい。   In the first and second embodiments, a noise filter circuit (for example, a fourth-order LC filter) having a transformer characteristic may be provided between the inverter 220 and the power transmission unit 240 of the power transmission devices 10 and 10A. In the power receiving devices 20 and 20A, a noise filter circuit may be provided between the power receiving unit 310 and the rectifying unit 330.

また、昇降装置２８０を備える実施の形態１の送電装置１０と、昇降装置３９０を備える実施の形態２の受電装置２０Ａとを組合わせて、送電部２４０及び受電部３１０の双方を昇降可能な電力伝送システムを構成してもよい。   Further, the power transmission device 10 according to the first embodiment including the lifting device 280 and the power receiving device 20A according to the second embodiment including the lifting device 390 can be combined to power up and down both the power transmission unit 240 and the power reception unit 310. A transmission system may be configured.

なお、上記において、昇降装置２８０は、この発明における「送電コイルを移動させることによって送電コイルと受電コイルとの間の距離を調整するように構成された調整装置」の一実施例に対応する。また、電源ＥＣＵ２５０は、この発明における「インバータ及び調整装置を制御する制御装置」の一実施例に対応する。   In the above, the lifting device 280 corresponds to an embodiment of the “adjustment device configured to adjust the distance between the power transmission coil and the power reception coil by moving the power transmission coil” in the present invention. The power supply ECU 250 corresponds to an embodiment of “a control device for controlling the inverter and the adjusting device” in the present invention.

さらに、昇降装置３９０は、この発明における「受電コイルを移動させることによって受電コイルと送電コイルとの間の距離を調整するように構成された調整装置」の一実施例に対応する。また、充電ＥＣＵ３６０Ａは、この発明における「調整装置を制御する制御装置」の一実施例に対応する。   Further, the lifting device 390 corresponds to an example of “an adjusting device configured to adjust the distance between the power receiving coil and the power transmitting coil by moving the power receiving coil” in the present invention. Charging ECU 360A corresponds to an example of “a control device for controlling the adjusting device” in the present invention.

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及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 embodiment but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１０，１０Ａ 送電装置、２０，２０Ａ 受電装置、３０，３０Ａ 車両、４０ 地面、１００ 交流電源、２１０ ＰＦＣ回路、２２０ インバータ、２４０ 送電部、２４２ 送電コイル、２４４，３１４ キャパシタ、２５０ 電源ＥＣＵ、２６０，３７０ 通信部、２７０，３８０ 電圧センサ、２７２，３８２ 電流センサ、２８０，３９０ 昇降装置、３１０ 受電部、３３０ 整流部、３４０ リレー回路、３５０ 蓄電装置、３６０，３６０Ａ 充電ＥＣＵ、３８５ 等価抵抗。   10, 10A power transmission device, 20, 20A power reception device, 30, 30A vehicle, 40 ground, 100 AC power supply, 210 PFC circuit, 220 inverter, 240 power transmission unit, 242 power transmission coil, 244, 314 capacitor, 250 power supply ECU, 260, 370 Communication unit, 270, 380 Voltage sensor, 272, 382 Current sensor, 280, 390 Lifting device, 310 Power receiving unit, 330 Rectifier, 340 Relay circuit, 350 Power storage device, 360, 360A Charge ECU, 385 Equivalent resistance

Claims (3)

受電装置の受電コイルへ非接触で送電するように構成された送電コイルと、
前記送電コイルへ電力を供給するインバータと、
前記送電コイルを移動させることによって前記送電コイルと前記受電コイルとの間の距離を調整するように構成された調整装置と、
前記インバータ及び前記調整装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記インバータの出力が最大となるように前記インバータを制御した場合に前記受電装置において定格の受電電力が得られないとき、前記距離が大きくなる方向に前記調整装置を制御する、送電装置。 A power transmission coil configured to transmit power to the power reception coil of the power reception device in a contactless manner;
An inverter for supplying power to the power transmission coil;
An adjustment device configured to adjust the distance between the power transmission coil and the power receiving coil by moving the power transmission coil;
A control device for controlling the inverter and the adjustment device;
The control device controls the adjustment device in a direction in which the distance increases when rated power reception cannot be obtained in the power receiving device when the inverter is controlled so that the output of the inverter becomes maximum. Power transmission device. 送電装置の送電コイルから非接触で受電するように構成された受電コイルと、
前記受電コイルを移動させることによって前記受電コイルと前記送電コイルとの間の距離を調整するように構成された調整装置と、
前記調整装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記送電装置において前記送電コイルへ電力を供給するインバータの出力が最大となるように前記インバータが制御されている場合に定格の受電電力が得られないとき、前記距離が大きくなる方向に前記調整装置を制御する、受電装置。 A power receiving coil configured to receive power from the power transmitting coil of the power transmitting device in a contactless manner;
An adjusting device configured to adjust a distance between the power receiving coil and the power transmitting coil by moving the power receiving coil;
A control device for controlling the adjustment device,
The control apparatus increases the distance when rated received power cannot be obtained when the inverter is controlled so that the output of the inverter that supplies power to the power transmission coil in the power transmission apparatus is maximized. A power receiving device that controls the adjusting device in a direction. 非接触で電力を送受するように構成された送電コイル及び受電コイルと、
前記送電コイルへ電力を供給するインバータと、
前記送電コイル及び前記受電コイルの少なくとも一方を移動させることによって前記送電コイルと前記受電コイルとの間の距離を調整するように構成された調整装置と、
前記インバータ及び前記調整装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記インバータの出力が最大となるように前記インバータを制御した場合に受電装置において定格の受電電力が得られないとき、前記距離が大きくなる方向に前記調整装置を制御する、電力伝送システム。 A power transmission coil and a power reception coil configured to transmit and receive power in a contactless manner;
An inverter for supplying power to the power transmission coil;
An adjustment device configured to adjust a distance between the power transmission coil and the power reception coil by moving at least one of the power transmission coil and the power reception coil;
A control device for controlling the inverter and the adjustment device;
The control device controls the adjustment device in a direction in which the distance increases when a rated received power cannot be obtained in the power receiving device when the inverter is controlled so that the output of the inverter is maximized. Transmission system.
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