JP2021065065A - Wireless power feeding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線給電装置に関する。 The present invention relates to a wireless power feeding device.
特許文献1には、送電装置と、複数の受電装置とを備える無線給電装置の一例が記載されている。各受電装置は、受電コイルと、可変リアクタンス回路とを有している。また、送電装置には、給電されると磁界を発生する複数の送電コイルと、複数の可変リアクタンス回路とを有している。上記無線給電装置によれば、各リアクタンス回路のリアクタンスを調整することにより、各受電装置の受電コイルで誘起電圧を効率よく発生させることができる。
上記の無線給電装置にあっては、複数の受電装置の受電コイルで誘起電圧を発生させることができるものの、送電装置に複数の送電コイルを設ける必要がある。そして、受電装置の数が多いほど、送電コイルの数が多くなってしまう。 In the above wireless power feeding device, although the induced voltage can be generated by the power receiving coils of a plurality of power receiving devices, it is necessary to provide a plurality of power transmitting coils in the power transmitting device. The larger the number of power receiving devices, the larger the number of power transmission coils.
上記課題を解決するための無線給電装置は、送電装置と複数の受電装置とを備えている。前記送電装置は、給電されると磁界を発生する送電コイルと、前記送電コイルを回転可能な状態で支持する支持台と、前記送電コイルを回転させる際の動力源であるアクチュエータと、前記送電コイルに給電する給電部と、前記アクチュエータの制御により前記送電コイルの回転角を調整する給電制御部と、を有している。複数の前記受電装置は、前記給電部から前記送電コイルへの給電に伴う磁界の発生によって誘起電圧を発生する受電コイルをそれぞれ有している。複数の前記受電装置のうちの第1受電装置の前記受電コイルで発生する誘起電圧の大きさが複数の前記受電装置のうちの前記第1受電装置以外の他の受電装置の前記受電コイルで発生する誘起電圧の大きさよりも大きくなる前記送電コイルの回転角の領域を第1回転角領域とする。複数の前記受電装置のうちの第2受電装置の前記受電コイルで発生する誘起電圧の大きさが複数の前記受電装置のうちの前記第2受電装置以外の他の受電装置の前記受電コイルで発生する誘起電圧の大きさよりも大きくなる前記送電コイルの回転角の領域を第2回転角領域とする。この場合、前記給電制御部は、前記第1受電装置の前記受電コイルで誘起電圧を発生させるときには前記送電コイルの回転角を前記第1回転角領域内の角度とし、前記第2受電装置の前記受電コイルで誘起電圧を発生させるときには前記送電コイルの回転角を前記第2回転角領域内の角度とする。 The wireless power feeding device for solving the above problems includes a power transmitting device and a plurality of power receiving devices. The power transmission device includes a power transmission coil that generates a magnetic field when power is supplied, a support base that supports the power transmission coil in a rotatable state, an actuator that is a power source for rotating the power transmission coil, and the power transmission coil. It has a power supply control unit that feeds power to the power transmission coil and a power supply control unit that adjusts the rotation angle of the power transmission coil by controlling the actuator. Each of the plurality of power receiving devices has a power receiving coil that generates an induced voltage by generating a magnetic field accompanying the power feeding from the power feeding unit to the power transmission coil. The magnitude of the induced voltage generated by the power receiving coil of the first power receiving device among the plurality of power receiving devices is generated by the power receiving coil of a power receiving device other than the first power receiving device among the plurality of power receiving devices. The region of the rotation angle of the power transmission coil that is larger than the magnitude of the induced voltage is defined as the first rotation angle region. The magnitude of the induced voltage generated by the power receiving coil of the second power receiving device among the plurality of power receiving devices is generated by the power receiving coil of a power receiving device other than the second power receiving device among the plurality of power receiving devices. The region of the rotation angle of the power transmission coil that is larger than the magnitude of the induced voltage is defined as the second rotation angle region. In this case, when the power supply control unit generates an induced voltage with the power receiving coil of the first power receiving device, the rotation angle of the power transmission coil is set to an angle within the first rotation angle region, and the second power receiving device is said to have an angle of rotation. When the induced voltage is generated by the power receiving coil, the rotation angle of the power transmission coil is defined as an angle within the second rotation angle region.
上記構成によれば、1つの送電コイルの回転角を調整することにより、第1受電装置の受電コイルで効率よく誘起電圧を発生させたり、第2受電装置の受電コイルで効率よく誘起電圧を発生させたりすることができる。すなわち、複数の受電装置を備える無線給電装置において、送電コイルの数の増大を抑制できる。 According to the above configuration, by adjusting the rotation angle of one power transmission coil, the power receiving coil of the first power receiving device efficiently generates an induced voltage, or the power receiving coil of the second power receiving device efficiently generates an induced voltage. Can be made to. That is, in a wireless power feeding device including a plurality of power receiving devices, an increase in the number of power transmission coils can be suppressed.
(第1実施形態)
以下、無線給電装置の第1実施形態を図1〜図5に従って説明する。
図1には、本実施形態の無線給電装置30を搭載する車両10が図示されている。車両10は、複数の車輪12,13,14,15と、各車輪12〜15に対して個別に対応する複数の制動機構20A,20Bとを備えている。各制動機構20A,20Bは、対応する車輪12〜15と一体回転する回転体21に摩擦材22を押し付けることにより、車輪12〜15に摩擦制動力を付与することができる。図1に示す例では、4つの車輪12〜15のうち、車輪12及び車輪13に対しては制動機構20Aがそれぞれ設けられており、車輪14及び車輪15に対しては制動機構20Bがそれぞれ設けられている。各制動機構20Bは、電気モータ23の駆動量に応じた摩擦制動力を車輪14,15に付与する電動式制動機構である。そのため、各制動機構20Bには、電気モータ23を制御するモータ制御部24が設けられている。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the wireless power feeding device will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
FIG. 1 shows a
無線給電装置30は、送電装置31と、複数の受電装置40A,40Bとを備えている。図1及び図2に示すように、送電装置31は、車両10の車体11に固定されている支持台32と、支持台32に回転可能な状態で支持されている送電コイル34とを備えている。支持台32は、送電コイル34の中心軸線34bと直交する方向に延びる回転軸33を回転可能な状態で支持している。例えば、回転軸33は、車両上下方向に延びている。そして、回転軸33に送電コイル34が固定されている。そのため、送電コイル34は、回転軸33と一体回転する。つまり、送電コイル34の回転軸線34aは、送電コイル34の中心軸線34bと直交している。言い換えると、送電コイル34は、回転軸線34aに直交する仮想平面上で中心軸線34bが回転できるように支持台32に支持されている。
The wireless
送電装置31は、送電コイル34に給電する給電部35を備えている。給電部35は、車載のバッテリ16の直流電圧を交流電圧に変換する変換回路351を有している。そのため、送電コイル34には交流電流が流れる。このように送電コイル34に給電が行われると、送電コイル34への給電に応じた磁界が発生する。すると、図2に破線矢印で示すように、送電コイル34の内側を磁束が通るようになる。
The
また、送電装置31は、回転軸33及び回転軸33に固定されている送電コイル34を回転させる際の動力源であるアクチュエータ36と、アクチュエータ36の制御により送電コイル34の回転角θを調整する給電制御部37とを備えている。アクチュエータ36としては、例えば、電気モータを挙げることができる。給電制御部37が実行する処理内容については後述する。
Further, the
図3に示すように、各受電装置40A,40Bは、受電コイル41と、受電コイル41で発生した誘起電圧によって充電される充電部43とを有している。充電部43は、電力を蓄えたり、電力を電力供給対象に供給したりするものである。充電部43としては、例えば、コンデンサ及び二次電池を挙げることができる。
As shown in FIG. 3, each of the
受電コイル41では、給電部35から送電コイル34への給電に伴う磁界の発生によって誘起電圧が発生する。送電コイル34への給電時には、送電コイル34に交流電流が供給されるため、受電コイル41では交流電圧が誘起電圧として発生する。そこで、本実施形態では、各受電装置40A,40Bは、受電コイル41で発生した交流電圧を直流電圧に変換する整流回路42を有している。そして、整流回路42によって交流から直流に変換された電圧に基づき、充電部43が充電される。
In the
なお、図1に示すように、受電装置40A,40Bは、制動機構20Bに設けられている。すなわち、充電部43は、制動機構20Bの電源として機能する。そして、各制動機構20Bでは、充電部43からの給電によってモータ制御部24を動作させたり、電気モータ23を駆動させたりすることができる。図1に示す例では、車輪14用の制動機構20Bに第1受電装置40Aが設けられており、車輪15用の制動機構20Bに第2受電装置40Bが設けられている。よって、車輪14が「第1車輪」に相当し、車輪15が「第2車輪」に相当する。
As shown in FIG. 1, the
無線給電の方式としては、電磁誘導方式及び磁界共鳴方式などを挙げることができる。ここでは、電磁誘導方式で受電装置40A,40Bの受電コイル41に誘起電圧を発生させる場合について説明する。
Examples of the wireless power feeding method include an electromagnetic induction method and a magnetic field resonance method. Here, a case where an induced voltage is generated in the
電磁誘導方式では、送電コイル34への給電によって発生した磁束を受電コイル41の内側を通過させることにより、受電コイル41で誘起電圧を発生させることができる。送電コイル34への給電によって発生した磁束を受電コイル41の内側を通過させるには、送電コイル34の中心軸線34bと、受電コイル41の中心軸線41aとの位置合わせを行う必要がある。
In the electromagnetic induction method, the induced voltage can be generated in the
無線給電の方式として電磁誘導方式を採用する場合、送電コイル34と各受電コイル41とを図4に示すように配置することが好ましい。図4では、受電コイル41の中心軸線41aが一点鎖線で示されている。そして、送電コイル34の回転軸線34aが、各受電コイル41の中心軸線41aと直交している。また、各受電コイル41の中心軸線41aが交差する点を規定点P1とした場合、送電コイル34の回転軸線34aが規定点P1上に位置している。さらに、回転軸線34aに直交する上記仮想平面に中心軸線34b,41aが沿うように、送電コイル34及び各受電コイル41がそれぞれ配置されている。
When the electromagnetic induction method is adopted as the wireless power feeding method, it is preferable to arrange the
これにより、図4に示すように、送電コイル34の回転角θを第1回転角θ1とすることにより、第1受電装置40Aの受電コイル41の中心軸線41aの延長線上に、送電コイル34の中心軸線34bを配置することができる。また、送電コイル34の回転角θを第2回転角θ2とすることにより、第2受電装置40Bの受電コイル41の中心軸線41aの延長線上に、送電コイル34の中心軸線34bを配置することができる。
As a result, as shown in FIG. 4, by setting the rotation angle θ of the
図4に示す第1回転角領域R1とは、第1回転角θ1を含む送電コイル34の回転角θの領域である。回転角θが第1回転角領域R1内の回転角である状況下で送電コイル34に給電が行われた場合では、第1受電装置40Aの受電コイル41で発生する誘起電圧の大きさが第1受電装置40A以外の他の受電装置の受電コイル41で発生する誘起電圧の大きさよりも大きくなる。なお、第1回転角領域R1の上限となる回転角及び下限となる回転角の双方は、実験やシミュレーションなどによって予め設定される。
The first rotation angle region R1 shown in FIG. 4 is a region of the rotation angle θ of the
また、図4に示す第2回転角領域R2とは、第2回転角θ2を含む送電コイル34の回転角θの領域である。回転角θが第2回転角領域R2内の回転角である状況下で送電コイル34に給電が行われた場合では、第2受電装置40Bの受電コイル41で発生する誘起電圧の大きさが第2受電装置40B以外の他の受電装置の受電コイル41で発生する誘起電圧の大きさよりも大きくなる。なお、第2回転角領域R2の上限となる回転角及び下限となる回転角の双方は、実験やシミュレーションなどによって予め設定される。
The second rotation angle region R2 shown in FIG. 4 is a region of the rotation angle θ of the
次に、図5を参照し、各受電装置40A,40Bの少なくとも1つで充電部43に充電させる際に送電装置31の給電制御部37が実行する処理の流れについて説明する。
まずはじめに、ステップS11において、充電対象となる充電部43を有する受電装置40A,40Bが決定される。以降の記載において、充電対象となる充電部43を有する受電装置のことを、「対象受電装置」ともいう。対象受電装置が決定されると、次のステップS12において、対象受電装置と送電装置31との間で無線給電を行うための準備処理が実行される。すなわち、アクチュエータ36の駆動を通じて送電コイル34を回転させることにより、送電コイル34の回転角θが、対象受電装置に応じた角度に調整される。例えば対象受電装置が第1受電装置40Aである場合、送電コイル34の回転角θが、第1回転角領域R1内の角度とされる。この際、回転角θは、第1回転角領域R1内の角度であれば第1回転角θ1と等しくなくてもよい。しかし、最良の形態は、回転角θを第1回転角θ1と等しくすることである。
Next, with reference to FIG. 5, a flow of processing executed by the power
First, in step S11, the
準備処理が終了されると、処理が次のステップS13に移行される。ステップS13において、対象受電装置の充電部43を充電させる無線充電処理が実行される。すなわち、無線充電処理では、送電コイル34に給電が行われる。無線充電処理の終了条件が成立すると、無線充電処理が終了される。そして、一連の処理が終了される。
When the preparatory process is completed, the process proceeds to the next step S13. In step S13, a wireless charging process for charging the charging
なお、無線充電処理の終了条件としては、例えば、送電コイル34への給電の継続時間が所定時間以上になったこと、及び、対象受電装置の充電部43の充電量が所定充電量以上になったことを挙げることができる。
The conditions for ending the wireless charging process include, for example, that the duration of power supply to the
次に、本実施形態の無線給電装置の使用例について説明する。
第1使用例では、対象受電装置が順番に変更される。例えば、第1受電装置40Aを対象受電装置とし、無線充電処理が実行される。すると、送電装置31では、給電部35によって送電コイル34に交流電流が流れるようになる。その結果、第1受電装置40Aでは、受電コイル41に誘起電圧が発生する。これにより、第1受電装置40Aの充電部43が充電される。そして、第1受電装置40Aに対する無線充電処理の終了条件が成立すると、送電コイル34への給電が終了され、対象受電装置が第2受電装置40Bに変更される。そして、無線充電処理が実行される。すると、送電装置31では、給電部35によって送電コイル34に交流電流が流れるようになるため、第2受電装置40Bでは、受電コイル41に誘起電圧が発生する。これにより、第2受電装置40Bの充電部43が充電される。そして、第2受電装置40Bに対する無線充電処理の終了条件が成立すると、送電コイル34への給電が終了され、対象受電装置が第1受電装置40Aに変更される。こうした処理が繰り返し実行される。
Next, an example of using the wireless power feeding device of this embodiment will be described.
In the first use example, the target power receiving device is changed in order. For example, the wireless charging process is executed with the first
なお、各充電部43における蓄電量を監視することができる場合、第1使用例ではなく、以下に示す第2使用例を採用してもよい。第2使用例では、蓄電量が閾値未満となった充電部43がある場合、当該充電部43を有する受電装置が対象受電装置に決定される。そして、当該受電装置と送電装置31との間で無線給電が行われ、ひいては当該受電装置の充電部43の充電が行われる。この場合、蓄電量が閾値未満となる充電部43がないときには、図5に示した一連の処理が実行されないこととなる。
If the amount of electricity stored in each charging
本実施形態の作用及び効果について説明する。
(1)本実施形態では、1つの送電コイル34の回転角θを調整することにより、第1受電装置40Aの充電部43を充電させたり、第2受電装置40Bの充電部43を充電させたりすることができる。すなわち、第1受電装置40Aの充電部43を充電させる場合、送電コイル34の回転角θが第1回転角領域R1内の角度とされ、その上で送電コイル34に給電が行われる。これにより、第1受電装置40Aの受電コイル41で誘起電圧が発生し、当該誘起電圧に基づいて充電部43が充電される。なお、この際、第2受電装置40Bの受電コイル41でも誘起電圧が発生することがある。しかし、この場合、第2受電装置40Bでの誘起電圧の大きさは、第1受電装置40Aでの誘起電圧の大きさよりも小さいため、第2受電装置40Bの充電部43の充電量は第1受電装置40Aの充電部43の充電量よりも少ない。
The operation and effect of this embodiment will be described.
(1) In the present embodiment, by adjusting the rotation angle θ of one
一方、第2受電装置40Bの充電部43を充電させる場合、送電コイル34の回転角θが第2回転角領域R2内の角度とされ、その上で送電コイル34に給電が行われる。これにより、第2受電装置40Bの受電コイル41で誘起電圧が発生し、当該誘起電圧によって充電部43が充電される。なお、この際、第1受電装置40Aの受電コイル41でも誘起電圧が発生することがある。しかし、この場合、第1受電装置40Aでの誘起電圧の大きさは、第2受電装置40Bでの誘起電圧の大きさよりも小さいため、第1受電装置40Aの充電部43の充電量は第2受電装置40Bの充電部43の充電量よりも少ない。
On the other hand, when charging the charging
したがって、無線給電装置30を複数の受電装置40A,40Bを備える構成にしても、送電コイル34の数の増大を抑制できる。より詳しくは、1つの送電コイル34でもって複数の受電装置40A,40Bで充電を行わせることができる。
Therefore, even if the wireless
(2)送電コイル34の回転軸線34aは、送電コイル34の中心軸線34b及び各受電コイル41の中心軸線41aと直交している。そのため、回転角θを調整することにより、受電コイル41の中心軸線41a上に送電コイル34の中心軸線34bを重ねやすくなる。すなわち、対象受電装置の受電コイル41において効率よく誘起電圧を発生させることができ、ひいては対象受電装置の充電部43を効率よく充電させることができる。
(2) The
(3)本実施形態では、送電コイル34を回転させることにより、第1受電装置40Aの充電部43を充電させたり、第2受電装置40Bの充電部43を充電させたりしている。すなわち、送電コイル34を車両10内でスライド移動させたりするわけではない。そのため、車両10という限られたスペース内でも、充電対象となる充電部43を適宜切り替えることができる。
(3) In the present embodiment, the charging
(第2実施形態)
次に、無線給電装置の第2実施形態を図6に従って説明する。以下の説明においては、第1実施形態と相違している部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the wireless power feeding device will be described with reference to FIG. In the following description, the parts that are different from the first embodiment will be mainly described, and the same or corresponding member configurations as those in the first embodiment will be designated by the same reference numerals and duplicate description will be omitted. To do.
図6に示すように、本実施形態の無線給電装置30は、送電装置31、第1受電装置40A及び第2受電装置40Bに加え、第3受電装置40Cと中継装置50とを備えている。例えば、第3受電装置40Cは、送電装置31から見て第1受電装置40A及び第2受電装置40Bよりも離れた位置に配置されている。なお、第3受電装置40Cの構成は第1受電装置40A及び第2受電装置40Bの構成と略同等であるため、第3受電装置40Cの構成についての説明は割愛する。
As shown in FIG. 6, the wireless
中継装置50は、中継コイル51を有している。中継コイル51は、給電部35から送電コイル34への給電に伴う磁界の発生によって誘起電圧を発生することができるものである。中継コイル51の中心軸線51aは、送電装置31の送電コイル34の回転軸線34aと直交している。また、中継コイル51は、第3受電装置40Cの受電コイル41との間で無線給電が可能な状態で配置されている。すなわち、中継コイル51に電流が流れることによって磁界が発生したときに、当該磁界の影響によって第3受電装置40Cの受電コイル41で誘起電圧が発生するように、中継コイル51が配置されている。
The
なお、本実施形態では、送電コイル34の回転角θを第3回転角θ3とすることにより、中継コイル51の中心軸線51aの延長線上に、送電コイル34の中心軸線34bを配置することができる。図6に示す第3回転角領域R3とは、第3回転角θ3を含む送電コイル34の回転角θの領域である。回転角θが第3回転角領域R3内の回転角である状況下で送電コイル34に給電が行われた場合、第3受電装置40Cの受電コイル41で発生する誘起電圧の大きさが、第1受電装置40Aの受電コイル41で発生する誘起電圧の大きさ及び第2受電装置40Bの受電コイル41で発生する誘起電圧の大きさの双方よりも大きくできる。なお、第3回転角領域R3の上限となる回転角及び下限となる回転角の双方は、実験やシミュレーションなどによって予め設定される。
In the present embodiment, by setting the rotation angle θ of the
そのため、図5に示した一連の処理において、ステップS11で対象受電装置として第3受電装置40Cが決定された場合、次のステップS12では、準備処理によって、送電コイル34の回転角θが第3回転角領域R3の角度とされる。この際、回転角θは、第3回転角領域R3内の角度であれば第3回転角θ3と等しくなくてもよい。しかし、最良の形態は、回転角θを第3回転角θ3と等しくすることである。
Therefore, in the series of processes shown in FIG. 5, when the third
準備処理が終了すると、次のステップS13において、無線充電処理によって、送電コイル34に給電が行われる。すると、送電コイル34への給電に伴う磁束が中継コイル51の内側を通るため、中継コイル51で誘起電圧が発生する。これにより、中継コイル51に電流が流れるため、中継コイル51に電流が流れることに起因する磁界が発生する。すると、こうした磁界の発生によって第3受電装置40Cの受電コイル41の内側を磁束が通るようになり、第3受電装置40Cの受電コイル41で誘起電圧が発生する。その結果、第3受電装置40Cでは、受電コイル41で発生した誘起電圧に基づいて充電部43が充電される。すなわち、送電コイル34の回転角θを調整することにより、送電装置31と第3受電装置40Cとの間でも中継コイル51を経由した無線給電を行うことができる。
When the preparatory process is completed, power is supplied to the
(変更例)
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
(Change example)
Each of the above embodiments can be modified and implemented as follows. Each of the above embodiments and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・上記第2実施形態において、中継コイル51を、以下に示す2つの条件(A),(B)のうち何れか一方の条件を満たすように配置してもよい。
(A)回転角θが第3回転角領域R3内の回転角である状況下で送電コイル34に給電が行われた場合、第3受電装置40Cの受電コイル41で発生する誘起電圧の大きさを、第1受電装置40Aの受電コイル41で発生する誘起電圧の大きさよりも大きく、第2受電装置40Bの受電コイル41で発生する誘起電圧の大きさ以下とすること。
(B)回転角θが第3回転角領域R3内の回転角である状況下で送電コイル34に給電が行われた場合、第3受電装置40Cの受電コイル41で発生する誘起電圧の大きさを、第2受電装置40Bの受電コイル41で発生する誘起電圧の大きさよりも大きく、第1受電装置40Aの受電コイル41で発生する誘起電圧の大きさ以下とすること。
-In the second embodiment, the
(A) When power is supplied to the
(B) When power is supplied to the
なお、条件(A)を満たすように中継コイル51を配置する場合、第3回転角領域R3の少なくとも一部が第2回転角領域R2と重複してもよい。一方、条件(B)を満たすように中継コイル51を配置する場合、第3回転角領域R3の少なくとも一部が第1回転角領域R1と重複してもよい。
When the
・上記第2実施形態では、送電装置31と第3受電装置40Cとの間では、1つの中継コイル51を経由して無線給電が行われる。しかし、送電装置31と第3受電装置40Cとの間では、2つ以上の中継コイル51を経由して無線給電が行われるようにしてもよい。
-In the second embodiment, wireless power supply is performed between the
・上記第2実施形態では、第3受電装置40Cの充電部43を充電させるために中継装置50を、受電装置40A,40Bとは別途設けている。しかし、第1受電装置40A及び第2受電装置40Bのうちの何れか一方を中継装置として機能させるようにしてもよい。例えば第1受電装置40Aを中継装置として機能させる場合、第1受電装置40Aの受電コイル41が中継コイルとして機能することとなる。この場合、第1受電装置40Aの受電コイル41で磁束を発生させることにより、第3受電装置40Cの受電コイル41で誘起電圧が発生するように、第1受電装置40Aと第3受電装置40Cとを配置する必要がある。
-In the second embodiment, the
・上記各実施形態では、送電コイル34の中心軸線34bが回転する仮想平面を第1仮想平面とした場合、各受電装置の受電コイル41の中心軸線41aを第1仮想平面上に沿うようにしている。しかし、各受電装置のうちの少なくとも1つの受電装置の受電コイル41の中心軸線41aを、送電コイル34の回転軸線34aと直交させることができるのであれば、第1仮想平面に沿っていなくてもよい。すなわち、各受電装置のうちの少なくとも1つの受電装置の受電コイル41の中心軸線41aの車両上下方向の位置が、送電コイル34の中心軸線34bの車両上下方向の位置とは多少ずれていてもよい。
-In each of the above embodiments, when the virtual plane on which the
・受電装置40A,40Bの充電部43の電力を、モータ制御部24に供給するのであれば、電気モータ23に供給しなくてもよい。この場合、充電部43とは別の電源からの給電によって電気モータ23を駆動させることになる。
-If the electric power of the charging
・受電装置は、電力を必要とする装置であれば、制動機構20B以外の他の車載装置に設けてもよい。例えば、他の車載装置としては、例えば、パワーウィンドウ装置を挙げることができる。また、受電装置を、車載の電子制御装置に設けてもよい。この場合、受電装置の充電部43を、電子制御装置の電源とすることが可能となる。
-The power receiving device may be provided in an in-vehicle device other than the braking mechanism 20B as long as it is a device that requires electric power. For example, as another in-vehicle device, for example, a power window device can be mentioned. Further, the power receiving device may be provided in an in-vehicle electronic control device. In this case, the charging
・車両の動力源となる駆動モータがホイールに設けられるインホイールモータ方式が駆動方式として採用される車両に、無線給電装置30を適用してもよい。この場合、受電装置の充電部43を、駆動モータを制御するモータ制御装置の電源として利用したり、駆動モータの電源として利用したりすることができる。
-The wireless
・車両以外の他の装置に、無線給電装置30を設けてもよい。
・上記各実施形態では、1つの軸を中心に送電コイル34を回転させるようにしている。しかし、2軸で送電コイル34を回転させるようにしてもよいし、3軸で送電コイル34を回転させるようにしてもよい。これにより、受電装置の配置の自由度を高くできる。
-The wireless
-In each of the above embodiments, the
・無線給電装置は、2つ以上の受電装置を備えるのであれば、3つ以上の任意数の受電装置を備えるものであってもよい。
・無線給電装置30を構成する複数の受電装置のうち、少なくとも一つの受電装置は、充電部43を有していなくてもよい。充電部43を有さない受電装置を、規定充電装置という。規定充電装置を備える車載装置において、無線給電装置30による給電によって動作するものを給電対象部という。そして、規定充電装置を備える車載装置では、規定受電装置の受電コイル41で誘起電圧が発生しているときに限って給電対象部を動作させることができる。そのため、規定充電装置を備える車載装置の給電対象部を動作させるときに、規定充電装置の受電コイル41で誘起電圧を発生させることができるように、送電コイル34の回転角θを調整することが好ましい。
-The wireless power feeding device may be provided with any number of three or more power receiving devices as long as it is provided with two or more power receiving devices.
-Of the plurality of power receiving devices constituting the wireless
・車両10には、複数の無線給電装置30を搭載してもよい。
・上記各実施形態では、電磁誘導方式での無線給電の例を説明している。しかし、無線給電の方式として、電磁誘導方式以外の他の方式を採用してもよい。他の方式としては、例えば磁気共鳴方式を挙げることができる。この場合、送電装置31と第1受電装置40Aとの間で無線給電を行う場合の第1回転角領域R1として、磁気共鳴方式に対応した回転角θの領域が設定されることになる。同様に、送電装置31と第2受電装置40Bとの間で無線給電を行う場合の第2回転角領域R2として、磁気共鳴方式に対応した回転角θの領域が設定されることになる。
-The
-In each of the above embodiments, an example of wireless power feeding by the electromagnetic induction method is described. However, as the wireless power supply method, a method other than the electromagnetic induction method may be adopted. As another method, for example, a magnetic resonance method can be mentioned. In this case, a region having a rotation angle θ corresponding to the magnetic resonance method is set as the first rotation angle region R1 when wireless power is supplied between the
・給電制御部37は、コンピュータプログラムに従って動作する1つ以上のプロセッサ、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェアなどの1つ以上の専用のハードウェア回路又はこれらの組み合わせを含む回路として構成し得る。専用のハードウェアとしては、例えば、特定用途向け集積回路であるASICを挙げることができる。プロセッサは、CPU並びに、RAM及びROMなどのメモリを含み、メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわち記憶媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
The power
10…車両、11…車体、12〜15…車輪、20A,20B…制動機構、23…電気モータ、30…無線給電装置、31…送電装置、32…支持台、34…送電コイル、34a…回転軸線、34b…中心軸線、35…給電部、36…アクチュエータ、37…給電制御部、40A…第1受電装置、40B…第2受電装置、40C…第3受電装置、41…受電コイル、43…充電部、50…中継装置、51…中継コイル。 10 ... Vehicle, 11 ... Body, 12 to 15 ... Wheels, 20A, 20B ... Braking mechanism, 23 ... Electric motor, 30 ... Wireless power supply device, 31 ... Power transmission device, 32 ... Support stand, 34 ... Power transmission coil, 34a ... Rotation Axial line, 34b ... Central axis, 35 ... Power supply unit, 36 ... Actuator, 37 ... Power supply control unit, 40A ... 1st power receiving device, 40B ... 2nd power receiving device, 40C ... 3rd power receiving device, 41 ... Power receiving coil, 43 ... Charging unit, 50 ... relay device, 51 ... relay coil.
Claims (6)
前記送電装置は、給電されると磁界を発生する送電コイルと、前記送電コイルを回転可能な状態で支持する支持台と、前記送電コイルを回転させる際の動力源であるアクチュエータと、前記送電コイルに給電する給電部と、前記アクチュエータの制御により前記送電コイルの回転角を調整する給電制御部と、を有し、
複数の前記受電装置は、前記給電部から前記送電コイルへの給電に伴う磁界の発生によって誘起電圧を発生する受電コイルをそれぞれ有し、
複数の前記受電装置のうちの第1受電装置の前記受電コイルで発生する誘起電圧の大きさが複数の前記受電装置のうちの前記第1受電装置以外の他の受電装置の前記受電コイルで発生する誘起電圧の大きさよりも大きくなる前記送電コイルの回転角の領域を第1回転角領域とし、複数の前記受電装置のうちの第2受電装置の前記受電コイルで発生する誘起電圧の大きさが複数の前記受電装置のうちの前記第2受電装置以外の他の受電装置の前記受電コイルで発生する誘起電圧の大きさよりも大きくなる前記送電コイルの回転角の領域を第2回転角領域とした場合、
前記給電制御部は、前記第1受電装置の前記受電コイルで誘起電圧を発生させるときには前記送電コイルの回転角を前記第1回転角領域内の角度とし、前記第2受電装置の前記受電コイルで誘起電圧を発生させるときには前記送電コイルの回転角を前記第2回転角領域内の角度とする
無線給電装置。 Equipped with a power transmission device and multiple power receiving devices,
The power transmission device includes a power transmission coil that generates a magnetic field when power is supplied, a support base that supports the power transmission coil in a rotatable state, an actuator that is a power source for rotating the power transmission coil, and the power transmission coil. It has a power feeding unit that feeds power to the power transmission coil and a power feeding control unit that adjusts the rotation angle of the power transmission coil by controlling the actuator.
Each of the plurality of power receiving devices has a power receiving coil that generates an induced voltage by generating a magnetic field accompanying the power feeding from the power feeding unit to the power transmission coil.
The magnitude of the induced voltage generated by the power receiving coil of the first power receiving device among the plurality of power receiving devices is generated by the power receiving coil of a power receiving device other than the first power receiving device among the plurality of power receiving devices. The region of the rotation angle of the power transmission coil that is larger than the magnitude of the induced voltage is defined as the first rotation angle region, and the magnitude of the induced voltage generated in the power receiving coil of the second power receiving device among the plurality of power receiving devices is The region of the rotation angle of the power transmission coil, which is larger than the magnitude of the induced voltage generated in the power receiving coil of the power receiving device other than the second power receiving device among the plurality of power receiving devices, is defined as the second rotation angle region. If,
When the power supply control unit generates an induced voltage with the power receiving coil of the first power receiving device, the rotation angle of the power transmitting coil is set to an angle within the first rotation angle region, and the power receiving coil of the second power receiving device sets the rotation angle. A wireless power feeding device in which the rotation angle of the transmission coil is an angle within the second rotation angle region when an induced voltage is generated.
請求項1に記載の無線給電装置。 The wireless power feeding device according to claim 1, wherein the rotating axis of the power transmission coil is orthogonal to the central axis of the power transmission coil.
請求項1又は請求項2に記載の無線給電装置。 The wireless power feeding device according to claim 1 or 2, wherein the power transmitting device and the plurality of power receiving devices are provided in the vehicle, respectively.
前記第1受電装置は、前記車輪のうちの第1車輪用の前記電動式制動機構に設けられ、前記第2受電装置は、前記車輪のうちの第2車輪用の前記電動式制動機構に設けられ、前記送電装置の前記支持台は、前記車両の車体に固定されている
請求項3に記載の無線給電装置。 The vehicle is provided with an electric braking mechanism that applies a friction braking force corresponding to a driving amount of an electric motor to the wheels as a braking mechanism for adjusting the friction braking force with respect to the wheels.
The first power receiving device is provided in the electric braking mechanism for the first wheel of the wheels, and the second power receiving device is provided in the electric braking mechanism for the second wheel of the wheels. The wireless power supply device according to claim 3, wherein the support base of the power transmission device is fixed to the vehicle body of the vehicle.
前記中継装置は、前記中継コイルに電流が流れるときには、当該中継コイルに電流が流れることに起因して磁界を発生させるとともに、当該磁界の発生によって複数の前記受電装置のうちの第3受電装置の前記受電コイルに誘起電圧を発生させるものであり、
前記給電部から前記送電コイルに給電された際に、前記第3受電装置の前記受電コイルで発生する誘起電圧の大きさが、前記第1受電装置の前記受電コイルで発生する誘起電圧の大きさ及び前記第2受電装置の前記受電コイルで発生する誘起電圧の大きさの少なくとも一方よりも大きくなる前記送電コイルの回転角の領域を第3回転角領域とした場合、
前記給電制御部は、前記第3受電装置の前記受電コイルで誘起電圧を発生させるときには前記送電コイルの回転角を前記第3回転角領域内の角度とする
請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の無線給電装置。 A relay device having a relay coil that generates an induced voltage by generating a magnetic field accompanying the power supply from the power feeding unit to the power transmission coil is provided.
When a current flows through the relay coil, the relay device generates a magnetic field due to the current flowing through the relay coil, and the generation of the magnetic field causes the third power receiving device among the plurality of power receiving devices. It generates an induced voltage in the power receiving coil.
The magnitude of the induced voltage generated by the power receiving coil of the third power receiving device when the power is supplied from the feeding unit to the power transmitting coil is the magnitude of the induced voltage generated by the power receiving coil of the first power receiving device. And when the region of the rotation angle of the power transmission coil, which is larger than at least one of the magnitudes of the induced voltage generated by the power receiving coil of the second power receiving device, is defined as the third rotation angle region.
Any of claims 1 to 4, wherein the power supply control unit sets the rotation angle of the power transmission coil as an angle within the third rotation angle region when the power receiving coil of the third power receiving device generates an induced voltage. The wireless power supply device according to item 1.
請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の無線給電装置。 The wireless power supply according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the plurality of power receiving devices has a charging unit that is charged based on an induced voltage generated by the power receiving coil. apparatus.
Priority Applications (2)
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JP2019189994A JP2021065065A (en) | 2019-10-17 | 2019-10-17 | Wireless power feeding device |
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WO2018150678A1 (en) * | 2017-02-17 | 2018-08-23 | 国立大学法人東京工業大学 | Contactless power supply system |
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2020
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