JP2017127091A - 非接触送電装置及び非接触電力伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】小電力の送電時に小電源に生じる負荷を抑制することができる非接触送電装置及び非接触電力伝送システムを提供する。
【解決手段】送電装置１０は、交流電源１００から受けた電力を用いて生成される送電電力を、受電装置２０に含まれる蓄電装置３５０の充電のために非接触で送電する。この送電装置１０は、小電源１１０と、インバータ２２０と、送電部２４０と、電源ＥＣＵ２５０とを備える。小電源１１０は、交流電源１００よりも小さい電力を供給する。送電部２４０は、コイルとキャパシタとが直列接続された共振回路を含み、インバータ２２０から小電力を受けて受電装置２０へ非接触で送電する。電源ＥＣＵ２５０は、共振回路における共振周波数と異なる周波数の小電力を生成するようにインバータ２２０を制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、非接触送電装置及び非接触電力伝送システムに関し、特に、送電装置から受電装置に非接触で送電する技術に関する。

送電装置から受電装置に非接触で送電する非接触電力伝送システムが知られている（特許文献１〜６参照）。特許第５４１８５８３号公報（特許文献１）は、送電装置に対する車両（受電装置）の位置合わせにおける位置ずれを小さくすることができる非接触電力伝送システムを開示する。この非接触電力伝送システムにおいて、送電装置は、車両の位置合わせに用いられる位置合わせ用電力を車両に送電する。位置合わせ用電力は、車両に含まれる蓄電装置の充電のために送電される電力（充電電力）よりも小さい電力である。充電電力よりも小さい電力を以下では「小電力」とも称する。特許文献１に開示される車両は、位置合わせ用電力の受電状況に従って送電装置に対する位置合わせを行なうことができる（特許文献１参照）。

特許第５４１８５８３号公報 特開２０１３−１５４８１５号公報 特開２０１３−１４６１５４号公報 特開２０１３−１４６１４８号公報 特開２０１３−１１０８２２号公報 特開２０１３−１２６３２７号公報

上記特許文献１に開示されるような非接触電力伝送システムにおいて、送電装置は、車両の位置合わせの他、各種回路の動作確認等のために小電力を受電装置に送電し得る。この送電装置において、小電力が送電される場合には、充電電力が送電される場合に用いられる電源（系統電源）よりも小さい電力を生成する小電源が用いられ得る。

送電装置は、コイルとキャパシタとが直列接続された共振回路の共振現象を利用して送電し得る。送電装置がこのような共振回路を含む場合に、小電源により生成された小電力が共振回路の共振周波数で送電されるとすると、送電時のインピーダンスは最小となる。その結果、小電力の送電時に形成される閉回路に生じる電流は過大となる。したがって、小電力の送電のために印加される電圧が低いとしても、小電力の送電時に用いられる小電源に過大な負荷が生じ得る。小電源は、一般的には、充電電力の送電時に用いられる電源よりも小さい電流が流れることを想定して設計されているので、小電源に過大な電流が生じることは好ましくない。

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、小電力の送電時に小電源に生じる負荷を抑制することができる非接触送電装置及び非接触電力伝送システムを提供することである。

この発明のある局面に従う非接触送電装置は、系統電源から受けた電力を用いて生成される送電電力を、受電装置に含まれる蓄電装置の充電のために非接触で送電する。この非接触送電装置は、小電源と、インバータと、送電部と、制御装置とを備える。小電源は、系統電源よりも小さい電力を生成する。インバータは、小電源から受けた電力を用いて交流の小電力を生成する。送電部は、コイルとキャパシタとが直列接続された共振回路を含み、インバータから小電力を受けて受電装置へ非接触で送電する。制御装置は、共振回路の共振周波数と異なる周波数の小電力を生成するようにインバータを制御する。

この発明の別の局面に従う非接触電力伝送システムは、蓄電装置を含む受電装置と、系統電源から受けた電力を用いて生成される送電電力を蓄電装置の充電のために非接触で送電する送電装置とを備える。受電装置は、受電部をさらに含む。受電部は、送電装置から非接触で受電する。送電装置は、小電源と、インバータと、送電部と、制御装置とを含む。小電源は、系統電源よりも小さい電力を生成する。インバータは、小電源から受けた電力を用いて交流の小電力を生成する。送電部は、コイルとキャパシタとが直列接続された共振回路を有し、インバータから小電力を受けて受電部へ非接触で送電する。制御装置は、共振回路の共振周波数と異なる周波数の小電力を生成するようにインバータを制御する。

これらの発明において、小電源から受けた電力を用いて生成された小電力は、共振回路における共振周波数と異なる周波数で送電される。したがって、送電時のインピーダンスは最小とはならない。その結果、小電力の送電時に形成される閉回路に生じる電流は過大とはならない。よって、これらの発明によれば、小電力の送電時に小電源に生じる負荷を抑制することができる。

この発明によれば、小電力の送電時に小電源に生じる負荷を抑制することができる非接触送電装置及び非接触電力伝送システムを提供することができる。

実施の形態１における電力伝送システムの全体構成図である。 送電部及び受電部の回路構成の一例を示した図である。 送電装置に対して車両が位置合わせ中である場合における送電装置の動作を示すフローチャートである。 送電装置に対して車両が位置合わせ中である場合における受電装置の動作を示すフローチャートである。 他の実施の形態（検査信号生成回路の有無）における電力伝送システムの全体構成図である。 他の実施の形態（電流センサの配置場所）における電力伝送システムの全体構成図である。 他の実施の形態（フィルタ回路の有無）における電力伝送システムの全体構成図である。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
［電力伝送システムの構成］
図１は、この発明の実施の形態１に係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から供給された電力を用いて走行可能な車両（不図示）に搭載される。受電装置２０の受電部３１０（後述）は、車両の底面に配置され得る。送電装置１０は、車両を停車可能な場所（駐車場等）に配置され得る。送電装置１０の送電部２４０（後述）と受電装置２０の受電部３１０との位置関係によって、送電装置１０から受電装置２０への送電効率が変化する。たとえば、送電部２４０と受電部３１０とが正対している場合には、高い送電効率を維持することができる。

受電装置２０が搭載される車両は、送電装置１０に対する受電装置２０の位置合わせを支援する機能を有する。具体的には、送電装置１０は、送電装置１０に対する車両の駐車動作時に、位置合わせ用電力を受電装置２０に送電する。位置合わせ用電力は、受電装置２０に含まれる蓄電装置３５０（後述）を充電するために送電装置１０が受電装置２０に送電する電力（充電電力）よりも小さい電力（小電力）である。受電装置２０が搭載される車両においては、送電装置１０から受電した位置合わせ用電力の受電状況に従って送電装置１０に対する受電装置２０の位置合わせが支援される。位置合わせ支援機能については後程詳しく説明する。

送電装置１０は、力率改善（ＰＦＣ（Power Factor Correction））回路２１０と、小電源１１０と、リレー回路１１５と、インバータ２２０と、検査信号生成回路１２０と、フィルタ回路２３０と、送電部２４０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２７４とをさらに含む。

ＰＦＣ回路２１０は、交流電源１００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。なお、交流電源１００は系統電源である。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。

小電源１１０は、位置合わせ用電力を生成するための直流電源である。小電源１１０は、ＰＦＣ回路２１０の出力電圧よりも低い電圧を出力する。たとえば、小電源１１０は、１２（Ｖ）電源である。

リレー回路１１５は、ＰＦＣ回路２１０及び小電源１１０のインバータ２２０（後述）に対する接続状態を変更するためのリレーである。リレー回路１１５がＰＦＣ回路２１０側の接点に閉成されると、インバータ２２０はＰＦＣ回路２１０と電気的に接続される。リレー回路１１５が小電源１１０側の接点に閉成されると、インバータ２２０は小電源１１０と電気的に接続される。また、リレー回路１１５は、ＰＦＣ回路２１０側の接点及び小電源１１０側の接点の何れにも閉成されない状態にもなり得る。なお、ＰＦＣ回路２１０及び小電源１１０のインバータ２２０に対する接続状態を変更するためのリレーの構成は、これに限定されない。たとえば、ＰＦＣ回路２１０とインバータ２２０との接続状態を変更する第１のリレーと、小電源１１０とインバータ２２０との接続状態を変更する第２のリレーとを設ける構成としてもよい。この場合には、第１及び第２のリレーの接続状態を制御することにより、ＰＦＣ回路２１０及び小電源１１０のインバータ２２０に対する接続状態を変更することができる。

インバータ２２０は、リレー回路１１５がＰＦＣ回路２１０側の接点に閉成されている場合に、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充電電力に変換する。インバータ２２０によって生成された充電電力は、フィルタ回路２３０を通じて送電部２４０へ供給される。また、インバータ２２０は、リレー回路１１５が小電源１１０側の接点に閉成されている場合に、小電源１１０から受ける直流電力を、位置合わせ用電力に変換する。インバータ２２０によって生成された位置合わせ用電力は、フィルタ回路２３０を通じて送電部２４０へ供給される。インバータ２２０は、電圧形インバータであり、インバータ２２０を構成する各スイッチング素子に逆並列に還流ダイオードが接続されている。インバータ２２０は、たとえば単相フルブリッジ回路によって構成される。

検査信号生成回路１２０は、スイープ信号を生成する回路である。スイープ信号とは、予め定められた範囲内で周波数が時間的に変化する信号である。検査信号生成回路１２０は、内部に駆動電源（不図示）を含む。この駆動電源の電圧は、小電源１１０の電圧よりも低い。したがって、検査信号生成回路１２０により生成されるスイープ信号の電力は、位置合わせ用電力よりも小さい。スイープ信号は、送電部２４０（後述）に含まれる共振回路の共振周波数を推定するために用いられる。共振回路の共振周波数を推定する趣旨及び方法については後程詳しく説明する。

フィルタ回路２３０は、インバータ２２０と送電部２４０との間に設けられ、インバータ２２０から発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路２３０は、たとえば、インダクタ及びキャパシタを含むＬＣフィルタによって構成される。

送電部２４０は、伝送周波数を有する交流電力をインバータ２２０からフィルタ回路２３０を通じて受け、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、リレー回路１１５がＰＦＣ回路２１０側の接点に閉成している場合には、ＰＦＣ回路２１０から受けた電力に基づいて生成された充電電力を送電し、リレー回路１１５が小電源１１０側の接点に閉成している場合には、小電源１１０から受けた電力に基づいて生成された位置合わせ用電力を送電する。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る。

電圧センサ２７０は、インバータ２２０の出力電圧（Ｖ０）を検出し、その検出値を電源ＥＣＵ２５０へ出力する。電流センサ２７４は、送電部２４０に流れる電流（Ｉｓ）を検出し、その検出値を電源ＥＣＵ２５０へ出力する。電圧Ｖ０及び電流Ｉｓに基づいて、インバータ２２０から送電部２４０に供給される電力が検出される。

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。一例として、電源ＥＣＵ２５０は、受電装置２０が搭載された車両の駐車動作時に、リレー回路１１５が小電源１１０側の接点に閉成するようにリレー回路１１５を制御する。その後、電源ＥＣＵ２５０は、インバータ２２０が位置合わせ用電力を生成するようにインバータ２２０のスイッチング制御を行なう。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。電源ＥＣＵ２５０により実現される主要な機能として、位置合わせ用電力の伝送周波数の決定機能がある。位置合わせ用電力の伝送周波数がどのように決定されるかについては後程詳しく説明する。

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から送信される充電電力の目標値（目標電力）を受信するほか、受電装置２０の送電装置１０に対する位置合わせの開始指示や完了通知を受信する。

一方、受電装置２０は、受電部３１０と、フィルタ回路３２０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、モニタ３９０とをさらに含む。

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、たとえば、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る。受電部３１０は、受電した電力をフィルタ回路３２０を通じて整流部３３０へ出力する。

フィルタ回路３２０は、受電部３１０と整流部３３０との間に設けられ、受電時に発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路３２０は、たとえば、インダクタ及びキャパシタを含むＬＣフィルタによって構成される。整流部３３０は、受電部３１０によって受電された交流電力を整流して蓄電装置３５０へ出力する。

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図示しない負荷駆動装置等へ供給する。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。

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の充電時に閉成される。また、受電装置２０の位置合わせ時（位置合わせ用電力受電時）には、リレー回路３４０は開放される。リレー回路３４０が開放された状態で、電圧センサ３８０（後述）と蓄電装置３５０とを接続する正極線と負極線との間が不図示の回路により短絡される。充電ＥＣＵ３６０（後述）は、不図示の回路による短絡が生じた状態で、電圧センサ３８０の出力を参照することにより、位置合わせ用電力の受電状況を認識することができる。

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による受電電力を検出することができる。

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。

充電ＥＣＵ３６０により実行される主要な機能として、送電装置１０に対する受電装置２０の位置合わせを支援する機能（位置合わせ支援機能）がある。位置合わせ支援機能とは、受電装置２０が搭載された車両の駐車動作中に、送電装置１０と受電装置２０との位置関係の変化をユーザに通知する機能である。充電ＥＣＵ３６０は、たとえば、受電装置２０が送電装置１０から高効率で受電できる範囲に進入したか否かを示す画像（支援画像）をモニタ３９０（後述）に表示させる。ユーザは、支援画像を参照しながら車両を停止させることで、受電装置２０の送電装置１０に対する位置合わせを容易に行なうことができる。

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充電電力の目標値（目標電力）を送電装置１０へ送信するほか、受電装置２０の送電装置１０に対する位置合わせの開始指示や完了通知を送信する。

モニタ３９０は、受電装置２０が搭載される車両内に配置される。モニタ３９０は、たとえば、カーナビゲーションシステムのディスプレイやＭＩＤ（Multi Information Display）である。モニタ３９０は、上述の支援画像等を表示することができる。

図２は、図１に示した送電部２４０及び受電部３１０の回路構成の一例を示した図である。図２を参照して、送電部２４０は、コイル２４２と、キャパシタ２４４とを含む。キャパシタ２４４は、充電電力の力率を補償するために設けられ、コイル２４２に直列に接続される。受電部３１０は、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、コイル３１２に直列に接続される。

再び図１を参照して、この電力伝送システムにおいては、リレー回路１１５がＰＦＣ回路２１０側の接点に閉成されている場合には、インバータ２２０からフィルタ回路２３０を通じて送電部２４０へ充電電力（交流）が供給される。送電部２４０及び受電部３１０の各々は、コイルとキャパシタとを含み、伝送周波数において共振するように設計されている。送電部２４０及び受電部３１０の共振強度を示すＱ値は、１００以上であることが好ましい。

送電装置１０において、インバータ２２０から送電部２４０へ充電電力が供給されると、送電部２４０のコイルと受電部３１０のコイルとの間に形成される電磁界を通じて、送電部２４０から受電部３１０へエネルギー（電力）が移動する。受電部３１０へ移動したエネルギー（電力）は、フィルタ回路３２０及び整流部３３０を通じて蓄電装置３５０へ供給される。

［位置合わせ用電力の伝送周波数］
以上のような構成の電力伝送システムにおいて、送電装置１０は、受電装置２０の位置合わせ時に位置合わせ用電力（小電力）を受電装置２０に送電する。送電装置１０において、位置合わせ用電力が送電される場合には、交流電源１００よりも小さい電力を生成する小電源１１０が用いられる。

送電装置１０は、共振回路の共振現象を利用して送電する。この共振回路においては、コイル２４２とキャパシタ２４４とが直列接続されている。したがって、位置合わせ用電力が共振回路の共振周波数で送電されると、送電時のインピーダンスは最小となる。その結果、位置合わせ用電力の送電時に形成される閉回路に生じる電流は過大となる。よって、位置合わせ用電力の送電のために印加される電圧が低いとしても、位置合わせ用電力の送電時に用いられる小電源１１０に過大な負荷が生じ得る。小電源１１０は、交流電源１００よりも小さい電流が流れることを想定して設計されているため、小電源１１０に過大な電流が生じることは好ましくない。

この実施の形態１に従う電力伝送システムに含まれる送電装置１０において電源ＥＣＵ２５０は、送電部２４０に含まれる共振回路の共振周波数と異なる周波数の位置合わせ用電力を生成するようにインバータ２２０を制御する。したがって、送電時のインピーダンスは最小とはならない。その結果、位置合わせ用電力の送電時に形成される閉回路に生じる電流は過大とはならない。よって、この実施の形態１に従う電力伝送システムによれば、位置合わせ用電力の送電時に小電源１１０に生じる負荷を抑制することができる。以下、送電装置１０に対する受電装置２０の位置合わせ時の送電装置１０の動作、及び受電装置２０が搭載された車両の動作について順に説明する。

［位置合わせ時の送電装置動作］
図３は、送電装置１０に対して車両が位置合わせ中（駐車動作中）である場合における電源ＥＣＵ２５０の処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、位置合わせ動作の開始指示を通信部３７０，２６０を通じて電源ＥＣＵ２５０が受信した場合に実行される。なお、このフローチャートに示される処理の開始時に、電源ＥＣＵ２５０は、リレー回路１１５が開放状態（ＰＦＣ回路２１０の接点及び小電源１１０の接点の何れにも閉成されない状態）となるようにリレー回路１１５を制御する。

電源ＥＣＵ２５０は、スイープ信号の出力を開始するように検査信号生成回路１２０を制御する（ステップＳ１００）。また、電源ＥＣＵ２５０は、併せて、スイープ信号の出力中に、スイープ信号の各周波数における電圧センサ２７０及び電流センサ２７４の出力変化を監視する。

その後、電源ＥＣＵ２５０は、既定範囲におけるスイープ信号の周波数変化が完了したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。既定範囲としては、送電部２４０に含まれる共振回路の共振周波数を含み得る範囲が設定される。スイープ信号の周波数変化が完了していないと判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、電源ＥＣＵ２５０は、スイープ信号の周波数変化を継続するように検査信号生成回路１２０を制御する。なお、上述の通り、スイープ信号の電力は位置合わせ用電力よりも小さい。したがって、スイープ信号が共振周波数で送電されたとしても、位置合わせ用電力が共振周波数で送電される場合よりも小さい電流しか回路内には生じないため、大きな問題とはならない。

スイープ信号の周波数変化が完了したと判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、電源ＥＣＵ２５０は、送電部２４０に含まれる共振回路の共振周波数を推定する（ステップＳ１２０）。スイープ信号の出力中における電圧Ｖ０と電流Ｉ２との積（電力）は、スイープ信号の周波数が共振周波数であるときに最大となる。したがって、電源ＥＣＵ２５０は、電圧Ｖ０と電流Ｉ２との積が最大となる時のスイープ信号の周波数を共振周波数と推定する。

電源ＥＣＵ２５０は、リレー回路１１５が小電源１１０側の接点に閉成するようにリレー回路１１５を制御し、その後、送電部２４０に含まれる共振回路の共振周波数と異なる周波数の位置合わせ用電力をインバータ２２０が生成するようにインバータ２２０を制御する（ステップＳ１３０）。たとえば、電源ＥＣＵ２５０は、位置合わせ用電力の大きさが共振時の半分以下となるように、位置合わせ用電力の伝送周波数を共振周波数と異ならせる。仮に、共振周波数の位置合わせ用電力が送電されると、小電源１１０を含む閉回路に大電流が生じる可能性があり、小電源１１０に過大な負荷が生じ得る。しかしながら、この実施の形態１に従う送電装置１０においては、共振周波数と異なる周波数の位置合わせ用電力が送電されるため、小電源１１０を含む閉回路に生じる電流が抑制され、その結果、小電源１１０に生じる負担が抑制される。

その後、電源ＥＣＵ２５０は、通信部３７０，２６０を通じて、位置合わせの完了通知を受信したか否かを判定する（ステップＳ１４０）。位置合わせの具体的な制御については後程詳しく説明する。位置合わせの完了通知を受信していないと判定されると（ステップＳ１４０においてＮＯ）、電源ＥＣＵ２５０は、インバータ２２０が位置合わせ用電力の生成を継続するようにインバータ２２０を制御する。位置合わせの完了通知を受信したと判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、電源ＥＣＵ２５０は、インバータ２２０が位置合わせ用電力の生成を停止するようにインバータ２２０を制御する（ステップＳ１５０）。なお、位置合わせ用電力の送電停止後、リレー回路１１５はＰＦＣ回路２１０の接点に閉成され、電源ＥＣＵ２５０は、ＰＦＣ回路２１０から電力供給を受けてインバータ２２０が充電電力を生成するようにインバータ２２０を制御する。これにより、この電力伝送システムにおける蓄電装置３５０の充電のための非接触電力伝送が開始される。

［位置合わせ時の受電装置動作］
図４は、送電装置１０に対して車両が位置合わせ中（駐車動作中）である場合における充電ＥＣＵ３６０の処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、位置合わせ動作の開始指示を通信部３７０，２６０を通じて充電ＥＣＵ３６０が電源ＥＣＵ２５０に送信した後に実行される。

受電部３１０が送電部２４０から位置合わせ用電力の受電を開始し、充電ＥＣＵ３６０は、受電部３１０による受電状況の監視を開始する（ステップＳ２００）。具体的には、リレー回路３４０が開放された状態であり、かつ、電圧センサ３８０と蓄電装置３５０とを接続する正極線と負極線との間が不図示の回路により短絡された状態で、充電ＥＣＵ３６０は、電圧センサ３８０及び電流センサ３８２の出力を監視することにより、受電部３１０による受電状況を監視する。その後、充電ＥＣＵ３６０は、受電部３１０による受電状況に従って、モニタ３９０が支援画像を表示するようにモニタ３９０を制御する（ステップＳ２１０）。たとえば、充電ＥＣＵ３６０は、受電部３１０による受電効率が予め定められた効率以上となった場合に、受電装置２０と送電装置１０との距離が予め定められた範囲内となったことをユーザに示すために、モニタ３９０に表示させる支援画像の色を変化させる。ユーザは、モニタ３９０に表示される支援画像の色変化を参照することで、送電装置１０に対する受電装置２０の位置合わせを容易に行なうことができる。

その後、充電ＥＣＵ３６０は、ユーザにより車両のシャットダウン指示（Ｒｅａｄｙ Ｏｆｆ指示）が行なわれたか否かを判定する（ステップＳ２２０）。車両のシャットダウン指示が行なわれていないと判定されると（ステップＳ２２０においてＮＯ）、処理はステップＳ２１０に戻る。車両のシャットダウン指示が行なわれたと判定されると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、充電ＥＣＵ３６０は、位置合わせが完了したと判定し、位置合わせの完了通知を通信部３７０，２６０を通じて電源ＥＣＵ２５０に送信する（ステップＳ２３０）。なお、位置合わせが完了したか否かの判定は、必ずしもユーザによる車両のシャットダウン指示の有無により行なわれる必要はない。たとえば、充電ＥＣＵ３６０は、不図示のシフトレバーがパーキングポジションに設定されているか否かにより、位置合わせが完了したか否かを判定してもよい。

以上のように、この実施の形態１に従う電力伝送システムに含まれる送電装置１０において電源ＥＣＵ２５０は、送電部２４０に含まれる共振回路の共振周波数と異なる周波数の位置合わせ用電力を生成するようにインバータ２２０を制御する。したがって、この電力伝送システムによれば、位置合わせ用電力の送電時に小電源１１０に生じる負荷を抑制することができる。

（他の実施の形態）
以上のように、この発明の実施の形態として実施の形態１を説明した。しかしながら、この発明は必ずしもこの実施の形態１に限定されない。ここでは、他の実施の形態の一例について説明する。

実施の形態１においては、位置合わせ用電力が共振周波数と異なる周波数で送電されることとしたが、この技術の適用範囲はこれに限定されない。たとえば、送電装置１０及び受電装置２０の動作確認のために、送電装置１０から受電装置２０に小電力を送電する場合であってもこの技術を適用することができる。この場合には、送電装置１０及び受電装置２０の動作確認のために、送電部２４０内の共振回路の共振周波数と異なる周波数の小電力が送電装置１０から受電装置２０に送電される。

また、実施の形態１においては、検査信号生成回路１２０がスイープ信号を出力することにより、送電部２４０に含まれる共振回路の共振周波数が推定された。しかしながら、共振周波数の推定方法はこれに限定されない。たとえば、既定の周波数範囲を探索するために十分なスペクトルを有するノイズ信号（たとえば、ホワイトノイズ）の電圧を検査信号生成回路１２０が出力し、電源ＥＣＵ２５０が電流センサ２７４の検知結果の周波数特性を分析することにより共振周波数を推定してもよい。この場合においても、ノイズ信号の電力は位置合わせ用電力よりも小さいことが好ましい。

また、実施の形態１においては、インバータ２２０とは別に検査信号生成回路１２０が設けられた。しかしながら、送電装置１０の構成は必ずしもこれに限定されない。図５は、他の実施の形態における電力伝送システムの全体構成図である。図５を参照して、たとえば、検査信号生成回路１２０（図１）が設けられずに、小電源１１０の電圧を可変とし、位置合わせ用電力の送電時よりも低い電圧を小電源１１０がインバータ２２０に印加しつつ、インバータ２２０を制御することによりスイープ信号を生成する構成としてもよい。この場合には、電源ＥＣＵ２５０Ａは、電圧センサ２７０及び電流センサ２７４の検知結果を監視しつつ、小電源１１０Ａ及びインバータ２２０を制御する。

また、実施の形態１においては、リレー回路１１５により、インバータ２２０が、ＰＦＣ回路２１０と接続されるか小電源１１０と接続されるかが切り替えられた。しかしながら、これらの接続を切り替える構成はこれに限定されない。たとえば、リレー回路１１５が設けられず、ＰＦＣ回路２１０側から小電源１１０側に電流が流れないようにダイオードが設けられ、ＰＦＣ回路２１０がイネーブル制御されるような構成としてもよい。この場合には、イネーブル制御によりＰＦＣ回路２１０が駆動されるときに充電電力が送電され、ＰＦＣ回路２１０が駆動されないときに位置合わせ用電力が送電される。

また、実施の形態１においては、電流センサ２７４は、フィルタ回路２３０と送電部２４０との間に配置されたが、電流センサ２７４の配置はこれに限定されない。図６は、他の実施の形態における電力伝送システムの全体構成図である。図６を参照して、たとえば、フィルタ回路２３０の入力部のインピーダンスが共振時に最小となる場合には、電流センサ２７４Ａがインバータ２２０とフィルタ回路２３０との間に設けられてもよい。図７は、他の実施の形態における電力伝送システムの全体構成図である。図７を参照して、たとえば、フィルタ回路２３０（図１）が取り外された構成としてもよい。また、たとえば、電圧センサ２７０（図１）がフィルタ回路２３０と送電部２４０との間に接続される構成としてもよい。

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説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 送電装置、２０ 受電装置、１００ 交流電源、１１０ 小電源、１１５，３４０ リレー回路、１２０ 検査信号生成回路、２１０ ＰＦＣ回路、２２０ インバータ、２３０，３２０ フィルタ回路、２４０ 送電部、２４２，３１２ 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、２７４，３８２ 電流センサ、３１０ 受電部、３３０ 整流部、３５０ 蓄電装置、３６０ 充電ＥＣＵ、３９０ モニタ。

Claims (2)

1. 系統電源から受けた電力を用いて生成される送電電力を、受電装置に含まれる蓄電装置の充電のために非接触で送電する非接触送電装置であって、
   前記系統電源よりも小さい電力を生成する小電源と、
   前記小電源から受けた電力を用いて交流の小電力を生成するインバータと、
   コイルとキャパシタとが直列接続された共振回路を含み、前記インバータから前記小電力を受けて前記受電装置へ非接触で送電する送電部と、
   前記共振回路の共振周波数と異なる周波数の前記小電力を生成するように前記インバータを制御する制御装置とを備える、非接触送電装置。
2. 蓄電装置を含む受電装置と、系統電源から受けた電力を用いて生成される送電電力を前記蓄電装置の充電のために非接触で送電する送電装置とを備える非接触電力伝送システムであって、
   前記受電装置は、前記送電装置から非接触で受電する受電部をさらに含み、
   前記送電装置は、
   前記系統電源よりも小さい電力を生成する小電源と、
   前記小電源から受けた電力を用いて交流の小電力を生成するインバータと、
   コイルとキャパシタとが直列接続された共振回路を有し、前記インバータから前記小電力を受けて前記受電部へ非接触で送電する送電部と、
   前記共振回路の共振周波数と異なる周波数の前記小電力を生成するように前記インバータを制御する制御装置とを含む、非接触電力伝送システム。

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