JP5757269B2

JP5757269B2 - 非接触給電装置

Info

Publication number: JP5757269B2
Application number: JP2012091260A
Authority: JP
Inventors: 谷　恵亮; 恵亮谷; 旭神谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2032-04-12
Also published as: JP2013223258A

Description

本発明は、送電側パッドと受電側パッドを対向させた状態で、送電側パッドから受電側パッドに非接触で送電する非接触給電装置に関する。

従来、送電側パッドと受電側パッドを対向させた状態で、送電側パッドから受電側パッドに非接触で送電する非接触給電装置として、例えば特許文献１に開示されている給電システムがある。

この給電システムは、電源部と、送電部と、受電部と、伝送効率検出部と、判定部とを備えている。送電部及び受電部は、それぞれコイルで構成されている。給電ステーションの所定位置に車両を駐車すると、送電部と受電部が上下方向に所定の間隔をあけて対向する。この状態で、電源部は、送電部に交流電圧を印加する。交流電圧が印加され、コイルに交流電流が流れると、送電部は交番磁束を発生する。送電部の発生した磁束がコイルと鎖交することで、受電部は、電磁誘導によって誘導起電力を生じる。電磁誘導を利用した方式では、高周波磁界により金属性異物が発熱して高温となり、製品の安全性を確保できないという問題に対処するため、給電装置が高温になった場合に電力供給を自動的に停止するための装置が設けられている。そこで、伝送効率検出部は、送電部と受電部の間の電力伝送効率を検出する。判定部は、検出した電力伝送効率に基づいて、送電部と受電部の間の障害物の有無を判定する。具体的には、検出した電力伝送効率が予め設定されている基準値未満であれば、障害物があると判定する。

特開２０１０−１１９２４６号公報

電力伝送効率は、送電部と受電部の間の障害物の有無によって変化する。また、送電部と受電部の位置ずれによっても変化する。そのため、送電部と受電部の間に障害物がない場合であっても、送電部と受電部の位置ずれによって電力伝送効率が変化すると、障害物があると誤判定しまう可能性がある。

これに対して、コイルの位置を調整したり、コイルの駆動周波数を調整したりして、送電部と受電部の位置ずれによる影響を抑える構成が提案されている。しかし、この場合、構成が複雑になり、コストがアップしてしまう。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で、送電側パッドと受電側パッドの位置ずれによる影響を抑え、送電側パッドと受電側パッドの間の異物の有無を検出することができる非接触給電装置を提供することを目的とする。

本発明は、巻線を有する送電側パッドと、巻線を有し、送電側パッドと対向して配置され、送電側パッドから送電される電力を受電する受電側パッドと、外部電源と送電側パッドに接続され、外部電源から供給される電力を変換して送電側パッドに供給する送電回路と、受電側パッドと給電対象に接続され、受電側パッドから供給される電力を変換して給電対象に供給する受電回路と、送電側パッドと受電側パッドの間の異物の有無を判定する異物判定手段と、を備えた非接触給電装置において、異物判定手段は、対向して配置された送電側パッドと受電側パッドの等価回路における送電側パッドの等価抵抗、又は、等価抵抗に関連するパラメータに基づいて異物の有無を判定することを特徴とする。

対向して配置された送電側パッドと受電側パッドの等価回路における送電側パッドの等価抵抗は、送電側パッドと受電側パッドの間の異物の有無や大きさによって変化し、送電側パッドと受電側パッドの位置ずれによってはほとんど変化しないという特性を有している。この構成によれば、この特性を利用し、送電側パッドの等価抵抗、又は、等価抵抗に関連するパラメータに基づいて異物の有無を判定する。従来のように、巻線の位置を調整したり、巻線の駆動周波数を調整したりする必要もない。そのため、簡素な構成で、送電側パッドと受電側パッドの位置ずれによる影響を抑え、送電側パッドと受電側パッドの間の異物の有無を検出することができる。

第１実施形態における非接触給電装置の回路図である。対向して配置された送電側パッドと受電側パッドの等価回路図である。位置ずれと異物の大きさと等価抵抗の関係を示すグラフである。位置ずれと異物の大きさと結合係数の関係を示すグラフである。送電側パッドの入力電圧と入力電流の比に対する結合係数の関係を示す第１マップである。受電回路の出力電流と結合係数と基準入力電流の関係を示す第２マップである。送電回路の入力電流と基準入力電流の比に対する等価抵抗の関係を示す第３マップである。第１実施形態における非接触給電装置の動作を説明するためのフローチャートである。第２実施形態における非接触給電装置の動作を説明するためのフローチャートである。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る非接触給電装置を、電気自動車やハイブリッド車に搭載されたバッテリに非接触で送電する非接触給電装置に適用した例を示す。

（第１実施形態）
まず、図１〜図７を参照して第１実施形態の非接触給電装置の構成について説明する。なお、図中における前後方向及び上下方向は、車両における方向を示すものである。

図１に示すように、非接触給電装置１は、車両の外部に設置された外部電源ＰＳから車両に搭載されたバッテリＢ１に非接触で送電し、バッテリＢ１（給電対象）を充電する装置である。ここで、バッテリＢ１は、車両の走行のための駆動力を発生するモータに電力を供給する、直流高電圧の充放電可能な電源である。非接触給電装置１は、送電側パッド１００と、受電側パッド１０１と、送電回路１０２と、電圧センサ１０３と、電流センサ１０４と、電圧センサ１０５と、電流センサ１０６と、送電側制御装置１０７と、受電回路１０８と、電圧センサ１０９と、電流センサ１１０と、受電側制御装置１１１とを備えている。

送電側パッド１００は、駐車スペース内に車両を駐車したときに車両の底部に設置された受電側パッド１０１と対向する駐車スペース内の地表面の所定位置（車両の外部）に設置され、電流が流れることで磁束を発生する装置である。送電側パッド１００は、巻線を備えている。送電側パッド１００の巻線の両端は、送電回路１０２にそれぞれ接続されている。

受電側パッド１０１は、車両の底部に設置され、駐車スペースに車両を駐車したときに上下方向に所定の間隔をあけて送電側パッド１００と対向し、送電側パッド１００の発生した磁束が鎖交することで電磁誘導によって誘導起電力を生じる装置である。受電側パッド１０１は、巻線を備えている。受電側パッド１０１の巻線の両端は、受電回路１０８にそれぞれ接続されている。

ここで、対向して配置された送電側パッド１００と受電側パッド１０１の等価回路は、図２に示すように、送電側パッド１００の等価抵抗Ｒ１及び漏れインダクタンスｌ１、受電側パッド１０１の等価抵抗Ｒ２及び漏れインダクタンスｌ２、並びに、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の間の相互インダクタンスＭ１２によって表される。この等価回路において、結合係数ｋは、数１に示すように、漏れインダクタンスｌ１、ｌ２、及び、相互インダクタンスＭ１２によって決まる。

等価回路における送電側パッド１００の等価抵抗Ｒ１は、図３に示すように、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の間の異物の大きさによって変化する。具体的には、異物の大きさが大きくなるに従って大きくなる。しかし、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の位置ずれによってはほとんど変化しない。

これに対し、結合係数ｋは、図４に示すように、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の位置ずれによって変化する。具体的には、位置ずれが大きくなるに従って小さくなる。しかし、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の間の異物の大きさによってはほとんど変化しない。

送電回路１０２は、外部電源ＰＳから供給される電力を変換して送電側パッド１００に供給する回路である。具体的には、外部電源ＰＳの出力する電圧を高周波の交流電圧に変換し、送電側パッド１００に印加する回路である。送電回路１０２は、車両の外部に設置されている。送電回路１０２の入力端子は外部電源ＰＳに、出力端子は送電側パッド１００の巻線の両端にそれぞれ接続されている。

電圧センサ１０３は、送電回路１０２の入力電圧を検出し、検出結果を出力する素子である。電圧センサ１０３の入力端子は、送電回路１０２の入力端子にそれぞれ接続されている。また、出力端子は、送電側制御装置１０７に接続されている。

電流センサ１０４は、送電回路１０２の入力電流を検出し、検出結果を出力する素子である。電流センサ１０４は、外部電源ＰＳと送電回路１０２を接続する配線に、配線をクランプするように設けられている。電流センサ１０４の出力端子は、送電側制御装置１０７に接続されている。

電圧センサ１０５は、送電側パッド１００の入力電圧を検出し、検出結果を出力する素子である。電圧センサ１０５の入力端子は、送電回路１０２の出力端子にそれぞれ接続されている。また、出力端子は、送電側制御装置１０７に接続されている。

電流センサ１０６は、送電側パッド１００の入力電流を検出し、検出結果を出力する素子である。電流センサ１０６は、送電回路１０２と送電側パッド１００を接続する配線に、配線をクランプするように設けられている。電流センサ１０６の出力端子は、送電側制御装置１０７に接続されている。

送電側制御装置１０７は、受電側制御装置１１１との間で無線通信によって情報を送受信し、受信した情報に基づいて送電回路１０２を制御する装置である。また、電圧センサ１０３、１０５及び電流センサ１０４、１０６の検出結果、並びに、受信した情報に基づいて、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の間の異物の有無を判定する装置でもある。具体的には、等価回路における送電側パッド１００の等価抵抗に基づいて、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の間の異物の有無を判定する。より具体的には、まず、等価回路における結合係数を求める。そして、求めた結合係数に基づいて、異物がない場合における送電回路１０２の入力電流である基準入力電流を求める。その後、求めた基準入力電流に基づいて送電側パッド１００の等価抵抗を求め、この等価抵抗と予め設定されている基準抵抗の比較結果に基づいて異物の有無を判定する。送電側制御装置１０７は、電圧センサ１０３、１０５及び電流センサ１０４、１０６の出力端子にそれぞれ接続されている。また、送電回路１０２に接続されている。さらに、充電開始を指示する充電開始スイッチＳＷ１に接続されている。

送電側制御装置１０７には、異物の有無を判定する際に必要とされる、図５に示す、送電側パッド１００の入力電圧と入力電流の比に対する結合係数の関係を示す第１マップ、図６に示す、受電回路１０８の出力電流と結合係数と基準入力電流の関係を示す第２マップ、及び、図７に示す、送電回路１０２の入力電流と基準入力電流の比に対する送電側パッド１００の等価抵抗の関係を示す第３マップが予め設定されている。

図５に示す第１マップは、等価回路において、結合係数を変化させ、その際の送電側パッド１００の入力電圧と入力電流をシミュレーションによって求め、それらの関係をまとめたものである。送電側パッド１００に対する受電側パッド１０１の位置をずらして結合係数を変化させ、その際の送電側パッド１００の入力電圧と入力電流を実測によって求め、それらの関係をまとめてもよい。

図６に示す第２マップは、異物がない状態の等価回路において、結合係数を変化させ、その際の受電回路１０８の出力電流と送電回路１０２の入力電流をシミュレーションによって求め、それらの関係をまとめたものである。異物がない状態において、送電側パッド１００に対する受電側パッド１０１の位置をずらして結合係数を変化させ、その際の受電回路１０８の出力電流と送電回路１０２の入力電流を実測によって求め、それらの関係をまとめてもよい。

図７に示す第３マップは、等価回路において送電側パッド１００の等価抵抗を変化させ、その際の送電回路１０２の入力電流をシミュレーションによって求め、基準入力電流との比をとり、それらの関係をまとめたものである。送電側パッド１００と受電側パッド１０１の間の異物の大きさを変化させ、その際の送電回路１０２の入力電流を実測によって求め、基準入力電流との比をとり、それらの関係をまとめてもよい。

基準抵抗は、異物がない場合における送電側パッド１００の等価抵抗より大きい値に設定されている。

図１に示す受電回路１０８は、受電側パッド１０１から供給される電力を変換してバッテリＢ１に供給する回路である。具体的には、受電側パッド１０１の出力する交流電圧を直流電圧に変換し、バッテリＢ１を充電する回路である。受電回路１０８は、車両に搭載されている。受電回路１０８の入力端子は受電側パッド１０１の巻線の両端に、出力端子はバッテリＢ１の両端にそれぞれ接続されている。

電圧センサ１０９は、受電回路１０８の出力電圧を検出し、検出結果を出力する素子である。電圧センサ１０９の入力端子は、受電回路１０８の出力端子にそれぞれ接続されている。また、出力端子は、受電側制御装置１１１に接続されている。

電流センサ１１０は、受電回路１０８の出力電流を検出し、検出結果を出力する素子である。電流センサ１１０は、受電回路１０８とバッテリＢ１を接続する配線に、配線をクランプするように設けられている。電流センサ１１０の出力端子は、受電側制御装置１１１に接続されている。

受電側制御装置１１１は、送電側制御装置１０７との間で無線通信によって情報を送受信し、受信した情報に基づいて受電回路１０８を制御する装置である。受電側制御装置１１１は、電圧センサ１０９及び電流センサ１１０の出力端子にそれぞれ接続されている。また、受電回路１０８に接続されている。

次に、図１、図５〜図８を参照して非接触給電装置の動作について説明する。

図１に示すように、駐車スペースに車両を駐車すると、送電側パッド１００と受電側パッド１０１が上下方向に所定の間隔をあけて対向する。送電側制御装置１０７は、図８に示すように、充電開始スイッチがオンしたか否かを判定する（Ｓ１００）。

ステップＳ１００において、充電開始スイッチがオンしていないと判定すると、充電開始スイッチがオンするまでステップＳ１００を繰り返す。

一方、ステップＳ１００において、充電開始スイッチがオンしていると判定すると、図１に示す非接触給電装置１は、バッテリＢ１への送電を開始する（Ｓ１０１）。

図１に示す送電側制御装置１０７と受電側制御装置１１１は、無線通信によって情報を送受信する。送電側制御装置１０７は、受信した情報に基づいて送電回路１０２を制御する。送電回路１０２は、外部電源ＰＳの出力する電圧を高周波の交流電圧に変換して送電側パッド１００に印加する。交流電圧が印加され、巻線に交流電流が流れると、送電側パッド１００は交番磁束を発生する。送電側パッド１００の発生した磁束が巻線と鎖交することで、受電側パッド１０１は、電磁誘導によって誘導起電力を生じる。受電側制御装置１１１は、受信した情報に基づいて受電回路１０８を制御する。受電回路１０８は、受電側パッド１０１の出力する交流電圧を直流高電圧に変換してバッテリＢ１を充電する。

図８に示すように、送電側制御装置１０７は、電圧センサ１０５及び電流センサ１０６を介して、送電側パッド１００の入力電圧及び入力電流を検出する（Ｓ１０２）。そして、検出した送電側パッド１００の入力電圧と入力電流の比に対応する結合係数を、予め設定されている、図５に示す第１マップから求める（Ｓ１０３）。その後、電圧センサ１０３及び電流センサ１０４を介して、送電回路１０２の入力電圧及び入力電流を検出する（Ｓ１０４）。

受電側制御装置１１１は、電圧センサ１０９及び電流センサ１１０を介して、受電回路１０８の出力電圧及び出力電流を検出する（Ｓ１０５）。そして、検出した受電回路１０８の出力電圧及び出力電流の情報を送電側制御装置１０７に送信する。

送電側制御装置１０７は、検出した受電回路１０８の出力電流と求めた結合係数に対応する基準入力電流を、予め設定されている、図６に示す第２マップから求める（Ｓ１０６）。そして、検出した送電回路１０２の入力電流と求めた基準入力電流の比に対応する送電側パッド１００の等価抵抗を、予め設定されている、図７に示す第３マップから求める（Ｓ１０７）。その後、求めた等価抵抗と予め設定されている基準抵抗の比較結果に基づいて異物の有無を判定する（Ｓ１０８）。具体的には、求めた等価抵抗が、予め設定されている基準抵抗より大きいか否かを判定する。

ステップＳ１０８において、送電側パッド１００の等価抵抗が基準抵抗より大きいとき、送電側制御装置１０７は、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の間に異物があると判定し、送電回路１０２を停止させ送電を中止するとともに、外部に報知する（Ｓ１０９）。

一方、ステップＳ１０８において、等価抵抗が基準抵抗未満のとき、送電側制御装置１０７は、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の間に異物がないと判定し、ステップＳ１０１に戻り同様の動作を繰り返す。

次に、効果について説明する。

対向して配置された送電側パッド１００と受電側パッド１０１の等価回路における送電側パッド１００の等価抵抗は、図３に示すように、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の間の異物の有無や大きさによって変化するが、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の位置ずれによってはほとんど変化しないという特性を有している。第１実施形態によれば、送電側制御装置１０７は、この特性を利用し、送電側パッド１００の等価抵抗に基づいて異物の有無を判定する。従来のように、巻線の位置を調整したり、巻線の駆動周波数を調整したりする必要もない。そのため、車両の外部に設置された送電側パッド１００と、車両に搭載された受電側パッド１０１を備え、車両の外部から車両に非接触で送電する非接触給電装置１において、簡素な構成で、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の位置ずれによる影響を抑え、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の間の異物の有無を検出することができる。

第１実施形態によれば、送電側制御装置１０７は、まず、等価回路における結合係数を求める。そして、求めた結合係数に基づいて、異物がない場合における送電回路１０２の入力電流である基準入力電流を求める。その後、送電側制御装置１０７は、求めた基準入力電流に基づいて送電側パッド１００の等価抵抗を求める。これにより、送電側パッド１００の等価抵抗を確実に求めることができる。そして、この等価抵抗と基準抵抗の比較結果に基づいて異物の有無を判定する。そのため、送電側パッド１００と受電側パッドの間に異物の有無を確実に判定することができる。

第１実施形態によれば、送電側制御装置１０７は、送電側パッド１００の入力電圧と入力電流を検出し、検出した送電側パッド１００の入力電圧と入力電流の比に対応する結合係数を、予め設定されている、図５に示す、送電側パッド１００の入力電圧と入力電流の比に対する結合係数の関係を示す第１マップから求める。そのため、結合係数を確実に求めることができる。

第１実施形態によれば、送電側制御装置１０７は、受電回路１０８の出力電流を検出し、検出した受電回路１０８の出力電流と求めた結合係数に対応する基準入力電流を、予め設定されている、図６に示す、受電回路１０８の出力電流と結合係数と基準入力電流の関係を示す第２マップから求める。そのため、基準入力電流を確実に求めることができる。

第１実施形態によれば、送電側制御装置１０７は、送電回路１０２の入力電流を検出し、検出した送電回路１０２の入力電流と求めた基準入力電流の比に対応する送電側パッド１００の等価抵抗を、予め設定されている、図７に示す、送電回路１０２の入力電流と求めた基準入力電流の比に対する送電側パッド１００の等価抵抗の関係を示す第３マップから求める。そのため、送電側パッド１００の等価抵抗を確実に求めることができる。

図３に示すように、送電側パッド１００の等価抵抗は、異物が大きくなるに従って大きくなる。第１実施形態によれば、送電側制御装置１０７は、求めた送電側パッド１００の等価抵抗が予め設定されている基準抵抗より大きいとき、異物があると判定する。そのため、異物の有無を判定することができる。パッドの等価抵抗は、巻線の形状等によって決まるパッドの型式毎の固有値であるため、第１実施形態のように、異物の有無を判定する基準パラメータをパッドの等価抵抗にすることで、基準抵抗はパッドの型式毎に設定すればよく、送電回路や受電回路やパッド等の組合せ毎に設定する必要がない。そのため、基準パラメータの管理を簡易化することができる。

第１実施形態によれば、基準抵抗は、異物がない場合における送電側パッド１００の等価抵抗より大きい値に設定されている。そのため、異物の有無を確実に判定することができる。

なお、第１実施形態では、送電側制御装置１０７が異物の有無を判定する例を挙げているが、これに限られるものではない。判定に必要な情報及びマップを受電側制御装置１１１に集め、受電側制御装置１１１が異物の有無を判定するようにしてもよい。

また、第１実施形態では、外部電源ＰＳの出力電圧の形態が特に規定されていないが、外部電源ＰＳは、交流電源であってもよいし、直流電源であってもよい。

さらに、第１実施形態では、送電側パッド１００が駐車スペースの地表面に、受電側パッド１０１が車両の底部にそれぞれ設置されている例を挙げているが、これに限られるものではない。送電側パッドは、道路の路面、建物の床面、及び、地中に設置されていてもよい。また、建物の壁面や天井に設置されていてもよい。その場合、受電側パッドが、車両の側面や天井面に設置されていれば同様に送電することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の非接触給電装置について説明する。第２実施形態の非接触給電装置は、第１実施形態の非接触給電装置が送電側パッドの等価抵抗に基づいて異物の有無を判定するのに対して、この等価抵抗に関連するパラメータに基づいて異物の有無を判定するようにしたものである。

送電側制御装置以外は、第１実施形態の非接触給電装置と同一構成である。そのため、送電側制御装置以外は、必要な場合を除いて説明を省略する。

まず、第１実施形態と同一の図１を参照して非接触給電装置の構成について説明する。

送電側制御装置１０７は、等価回路における送電側パッド１００の等価抵抗に関連するパラメータに基づいて、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の間の異物の有無を判定する。具体的には、送電回路１０２の入力電流に基づいて異物の有無を判定する。より具体的には、まず、等価回路における結合係数を求める。そして、求めた結合係数に基づいて、基準入力電流を求める。その後、検出した送電回路１０２の入力電流と求めた基準入力電流の比較結果に基づいて異物の有無を判定する。

送電側制御装置１０７には、第１実施形態と同様に、図５に示す第１マップと、図６に示す第２マップが予め設定されている。しかし、判定に際して等価抵抗は不要であるので、第１実施形態と異なり、図７に示す第３マップは設定されていない。

次に、図９を参照して非接触給電装置の動作について説明する。

図９に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２００〜Ｓ２０６は、第１実施形態におけるステップＳ１００〜Ｓ１０６と同一の動作である。

送電側制御装置１０７は、検出した送電回路１０２の入力電流と求めた基準入力電流の比較結果に基づいて異物の有無を判定する。具体的には、検出した送電回路１０２の入力電流が求めた基準入力電流より大きいとき、異物があると判定する（Ｓ２０７）。

ステップＳ２０７において、送電回路１０２の入力電流が基準入力電流より大きいとき、送電側制御装置１０７は、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の間に異物があると判定し、送電回路１０２を停止させ送電を中止するとともに、外部に報知する（Ｓ２０８）。

一方、ステップＳ２０７において、送電回路１０２の入力電流が基準入力電流未満のとき、送電側制御装置１０７は、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の間に異物がないと判定し、ステップＳ２０１に戻り同様の動作を繰り返す。

次に、効果について説明する。

対向して配置された送電側パッド１００と受電側パッド１０１の等価回路における送電側パッド１００の等価抵抗は、図３に示すように、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の間の異物の有無や大きさによって変化するが、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の位置ずれによってはほとんど変化しないという特性を有している。第２実施形態によれば、送電側制御装置１０７は、この特性を利用し、送電側パッド１００の等価抵抗に関連するパラメータである送電回路１０２の入力電流に基づいて異物の有無を判定する。従来のように、巻線の位置を調整したり、巻線の駆動周波数を調整したりする必要もない。そのため、第１実施形態と同様に、簡素な構成で、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の位置ずれによる影響を抑え、送電側パッド１００と受電側パッド１０１の間の異物の有無を検出することができる。

第２実施形態によれば、送電側制御装置１０７は、まず、等価回路における結合係数を求める。そして、求めた結合係数に基づいて、基準入力電流を求める。そのため、基準入力電流を確実に求めることができる。その後、送電側制御装置１０７は、検出した送電回路１０２の入力電流と求めた基準入力電流の比較結果に基づいて異物の有無を判定する。従って、送電側パッド１００と受電側パッドの間に異物の有無を確実に判定することができる。

第２実施形態によれば、送電側制御装置１０７は、第１実施形態同様に、送電側パッド１００の入力電圧と入力電流を検出し、検出した送電側パッドの入力電圧と入力電流の比に対応する結合係数を、第１マップから求める。そのため、第１実施形態と同様に、結合係数を確実に求めることができる。

第２実施形態によれば、送電側制御装置１０７は、第１実施形態と同様に、受電回路の出力電流を検出し、検出した受電回路の出力電流と求めた結合係数に対応する基準入力電流を、第２マップから求める。そのため、第１実施形態と同様に、基準入力電流を確実に求めることができる。

図３に示すように、送電側パッド１００の等価抵抗は、異物が大きくなるに従って大きくなる。送電側パッド１００の等価抵抗に関連するパラメータである送電回路１０２の入力電流も、異物が大きくなるに従って大きくなる。第２実施形態によれば、送電側制御装置１０７は、検出した送電回路１０２の入力電流が、異物がない場合における送電回路１０２の入力電流である基準入力電流より大きいとき、異物があると判定する。そのため、異物の有無を確実に判定することができる。

なお、第２実施形態では、送電側パッド１００の等価抵抗に関連するパラメータとして送電回路１０２の入力電流を用いて異物の有無を判定する例を挙げているが、これに限られるものではない。送電側パッド１００の等価抵抗に関連するパラメータであれば、送電回路１０２の入力電流以外のものを用いて異物の有無を判定してもよい。

１・・・非接触給電装置、１００・・・送電側パッド、１０１・・・受電側パッド、１０２・・・送電回路、１０３・・・電圧センサ、１０４・・・電流センサ、１０５・・・電圧センサ、１０６・・・電流センサ、１０７・・・送電側制御装置、１０８・・・受電回路、１０９・・・電圧センサ、１１０・・・電流センサ、１１１・・・受電側制御装置

Claims

巻線を有する送電側パッド（１００）と、
巻線を有し、前記送電側パッドと対向して配置され、前記送電側パッドから送電される電力を受電する受電側パッド（１０１）と、
外部電源と前記送電側パッドに接続され、前記外部電源から供給される電力を変換して前記送電側パッドに供給する送電回路（１０２）と、
前記受電側パッドと給電対象に接続され、前記受電側パッドから供給される電力を変換して前記給電対象に供給する受電回路（１０８）と、
前記送電側パッドと前記受電側パッドの間の異物の有無を判定する異物判定手段と、
を備えた非接触給電装置において、
前記異物判定手段は、対向して配置された前記送電側パッドと前記受電側パッドの等価回路における前記送電側パッドの等価抵抗、又は、前記等価抵抗に関連するパラメータに基づいて異物の有無を判定することを特徴とする非接触給電装置。
前記異物判定手段は、
前記等価回路における結合係数を求める結合係数取得手段と、
求めた前記結合係数に基づいて、異物がない場合における前記送電回路の入力電流である基準入力電流を求める基準入力電流取得手段と、
求めた前記基準入力電流に基づいて前記等価抵抗を求める等価抵抗取得手段と、
求めた前記等価抵抗と基準抵抗の比較結果に基づいて異物の有無を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
前記結合係数取得手段は、前記送電側パッドの入力電圧と入力電流を検出し、検出した前記送電側パッドの入力電圧と入力電流の比に対応する前記結合係数を、予め設定されている前記送電側パッドの入力電圧と入力電流の比に対する前記結合係数の関係を示すマップから求めることを特徴とする請求項２に記載の非接触給電装置。
前記基準入力電流取得手段は、前記受電回路の出力電流を検出し、検出した前記受電回路の出力電流と求めた前記結合係数に対応する前記基準入力電流を、予め設定されている前記受電回路の出力電流と前記結合係数と前記基準入力電流の関係を示すマップから求めることを特徴とする請求項２又は３に記載の非接触給電装置。
前記等価抵抗取得手段は、前記送電回路の入力電流を検出し、検出した前記送電回路の入力電流と求めた前記基準入力電流の比に対応する前記等価抵抗を、予め設定されている前記送電回路の入力電流と前記基準入力電流の比に対する前記等価抵抗の関係を示すマップから求めることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
前記判定手段は、求めた前記等価抵抗が前記基準抵抗より大きいとき、異物があると判定することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
前記基準抵抗は、異物がない場合における前記等価抵抗より大きい値に設定されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
前記等価抵抗に関連するパラメータは、前記送電回路の入力電流であり、
前記異物判定手段は、
前記等価回路における結合係数を求める結合係数取得手段と、
求めた前記結合係数に基づいて、基準入力電流を求める基準入力電流取得手段と、
検出した前記送電回路の入力電流と求めた前記基準入力電流の比較結果に基づいて異物の有無を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
前記結合係数取得手段は、前記送電側パッドの入力電圧と入力電流を検出し、検出した前記送電側パッドの入力電圧と入力電流の比に対応する前記結合係数を、予め設定されている前記送電側パッドの入力電圧と入力電流の比に対する前記結合係数の関係を示すマップから求めることを特徴とする請求項８に記載の非接触給電装置。
前記基準入力電流取得手段は、前記受電回路の出力電流を検出し、検出した前記受電回路の出力電流と求めた前記結合係数に対応する前記基準入力電流を、予め設定されている前記受電回路の出力電流と前記結合係数と前記基準入力電流の関係を示すマップから求めることを特徴とする請求項８又は９に記載の非接触給電装置。
前記判定手段は、検出した前記送電回路の入力電流が求めた前記基準入力電流より大きいとき、異物があると判定することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
前記送電側パッドは、車両の外部に設置され、
前記受電側パッドは、前記車両に搭載され、
前記車両の外部から前記車両に非接触で送電することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の非接触給電装置。