JP5962613B2 - Non-contact power receiving device - Google Patents

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Description

本発明は、非接触受電装置に関し、より具体的には、受電経路の故障を特定する技術に関する。   The present invention relates to a non-contact power receiving apparatus, and more specifically to a technique for identifying a failure in a power receiving path.

従来より、電気自動車やハイブリッド自動車などに搭載された蓄電装置を、非接触電力伝送システムを利用して充電することが提案されている。非接触電力システムにおいて、電源からの電力は、送電装置に含まれるコイルと受電装置に含まれるコイルとの間の電磁界を利用することにより、送電装置から受電装置へ非接触で伝送される。   Conventionally, it has been proposed to charge a power storage device mounted on an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like using a non-contact power transmission system. In a contactless power system, power from a power source is transmitted from a power transmission device to a power reception device in a contactless manner by using an electromagnetic field between a coil included in the power transmission device and a coil included in the power reception device.

非接触電力伝送システムは、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両に搭載された蓄電装置の充電にも利用され得る。その場合、一般に、送電装置は地上に設けられ、受電装置は車両に設けられる。   The non-contact power transmission system can also be used for charging a power storage device mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. In that case, generally, the power transmission device is provided on the ground, and the power reception device is provided on the vehicle.

非接触電力伝送システムを利用して車両に搭載された蓄電装置を充電するためには、送電装置に含まれるコイルと受電装置に含まれるコイルとの位置合わせが必要になる。位置合わせは、たとえば、送電装置に含まれるコイルと受電装置に含まれるコイルとの距離（以下、単に「電力伝送距離」という場合がある）を検出して調節することによって行なわれ得る。特開２０１３−５６１５号公報は、電力伝送距離を判定するために、受電装置に含まれる抵抗を利用して受電電圧をモニタすることを開示する。   In order to charge the power storage device mounted on the vehicle using the non-contact power transmission system, it is necessary to align the coil included in the power transmission device and the coil included in the power reception device. The alignment can be performed, for example, by detecting and adjusting a distance between a coil included in the power transmission apparatus and a coil included in the power reception apparatus (hereinafter, simply referred to as “power transmission distance”). Japanese Patent Laying-Open No. 2013-5615 discloses that a received voltage is monitored using a resistance included in a power receiving apparatus in order to determine a power transmission distance.

特開２０１３−５６１５号公報JP 2013-5615 A 特開２０１１−２５４６３３号公報JP 2011-254633 A

電力伝送距離の判定に用いられる抵抗（距離検出抵抗）は、リレー（距離検出リレー）とともに受電装置に含まれる。電力伝送距離の調節が行なわれる際、送電装置から受電装置に送られる電力によって距離検出抵抗の両端に電位差が生じるように、距離検出リレーが切り換えられる。一方、電力伝送距離の調節が完了した後は、距離検出抵抗の両端に電位差が生じないように、検出リレーが切り換えられる。   A resistor (distance detection resistor) used for determining the power transmission distance is included in the power receiving apparatus together with a relay (distance detection relay). When the power transmission distance is adjusted, the distance detection relay is switched so that a potential difference is generated between both ends of the distance detection resistor by the power transmitted from the power transmission device to the power reception device. On the other hand, after the adjustment of the power transmission distance is completed, the detection relay is switched so that there is no potential difference between both ends of the distance detection resistor.

距離検出リレーが故障すると、距離検出リレーを切り替えることができなくなる。その場合、距離検出抵抗の両端に電位差が生じないために電力伝送距離の調節ができなくなったり、あるいは、距離検出リレーに電圧が印加され続けてしまうといった問題が生じる。   If the distance detection relay fails, the distance detection relay cannot be switched. In such a case, there is a problem that the power transmission distance cannot be adjusted because there is no potential difference between both ends of the distance detection resistor, or a voltage is continuously applied to the distance detection relay.

本発明の目的は、非接触電力伝送システムにおいて、電力伝送距離を調節するために用いられる距離検出リレーの故障をチェックすることが可能な非接触受電装置を提供する。   An object of the present invention is to provide a contactless power receiving device capable of checking a failure of a distance detection relay used for adjusting a power transmission distance in a contactless power transmission system.

本発明の一局面に係る非接触受電装置は、蓄電装置を充電するための非接触受電装置であって、非接触受電装置の外部の一次コイルから非接触で電力を受電する二次コイルと、二次コイルが受電した電力を整流する整流器と、整流器が整流した電力を入力端子で受けて、出力端子から蓄電装置へ電圧および電流を出力するコンバータと、一次コイルと二次コイルとの距離を検出するために用いられ、コンバータの出力する電圧および電流を受ける距離検出抵抗と、整流器とコンバータの入力端子とを接続するための接続リレーと、整流器が整流した電力をコンバータを介さずにコンバータの出力端子に送るためのバイパスリレーと、コンバータの出力端子と距離検出抵抗とを接続する距離検出リレーと、コンバータの出力端子と蓄電装置とを接続する充電リレーと、充電リレーのコンバータ側の電圧を検出する第１電圧センサと、距離検出抵抗に印加される電圧を検出する第２電圧センサと、充電リレーが非導通状態であって二次コイルが一次コイルから電力を受電しているときに、接続リレーおよびバイパスリレーがともに正常であると判断したうえで距離検出リレーへの切り替え指示と第２電圧センサの検出する電圧とに基づいて距離検出リレーの故障を判断する判断部とを備える。   A non-contact power receiving device according to one aspect of the present invention is a non-contact power receiving device for charging a power storage device, and a secondary coil that receives power in a non-contact manner from a primary coil outside the non-contact power receiving device; The rectifier that rectifies the power received by the secondary coil, the converter that receives the power rectified by the rectifier at the input terminal, and outputs voltage and current from the output terminal to the power storage device, and the distance between the primary coil and the secondary coil. The distance detection resistor used to detect and receive the voltage and current output from the converter, the connection relay for connecting the rectifier and the input terminal of the converter, the power rectified by the rectifier without passing through the converter A bypass relay for sending to the output terminal, a distance detection relay for connecting the output terminal of the converter and the distance detection resistor, an output terminal of the converter and a power storage device; A charging relay that continues, a first voltage sensor that detects a voltage on the converter side of the charging relay, a second voltage sensor that detects a voltage applied to the distance detection resistor, and the charging relay is in a non-conductive state and is secondary When the coil is receiving power from the primary coil, it is determined that both the connection relay and the bypass relay are normal, and the distance is determined based on the switching instruction to the distance detection relay and the voltage detected by the second voltage sensor. And a determination unit for determining a failure of the detection relay.

本発明によると、非接触電力伝送システムにおいて、電力伝送距離を調節するために用いられる距離検出リレーの故障をチェックすることが可能になる。   According to the present invention, it is possible to check a failure of a distance detection relay used for adjusting a power transmission distance in a contactless power transmission system.

この発明の実施の形態に従う車両給電システム（非接触給電システム）１０の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a vehicle power supply system (non-contact power supply system) 10 according to an embodiment of the present invention. 送電装置２００から車両１００への電力伝送時の等価回路図である。3 is an equivalent circuit diagram when power is transmitted from the power transmission device 200 to the vehicle 100. FIG. 電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。It is a figure which shows the simulation model of an electric power transmission system. 送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the shift | offset | difference of the natural frequency of a power transmission part and a power receiving part, and electric power transmission efficiency. 固有周波数ｆ０を固定した状態で、エアギャップＡＧを変化させたときの電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the power transmission efficiency when the air gap AG is changed and the frequency f3 of the current supplied to the power transmission unit 220 with the natural frequency f0 fixed. 電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the distance from an electric current source (magnetic current source), and the intensity | strength of an electromagnetic field. 図１に示した車両１００の詳細を示す構成図である。It is a block diagram which shows the detail of the vehicle 100 shown in FIG. 実施の形態における距離検出リレー１４６の故障の判断を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the failure determination of the distance detection relay 146 in embodiment.

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。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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

［非接触給電システムの構成］
図１は、この発明の実施の形態に従う車両給電システム（非接触給電システム）１０の全体構成図である。図１を参照して、車両給電システム１０は、車両１００と、送電装置２００とを備える。車両１００は、受電部１１０と、カメラ１２０と、通信ユニット１３０とを含む。また、送電装置２００は、電源装置２１０と、送電部２２０と、通信ユニット２３０とを含む。 [Configuration of wireless power supply system]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle power supply system (non-contact power supply system) 10 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, vehicle power feeding system 10 includes a vehicle 100 and a power transmission device 200. Vehicle 100 includes a power reception unit 110, a camera 120, and a communication unit 130. The power transmission device 200 includes a power supply device 210, a power transmission unit 220, and a communication unit 230.

受電部１１０は、たとえば車体底面に設置され、送電装置２００の送電部２２０から出力される高周波の交流電力を、電磁界を介して非接触で受電する。なお、受電部１１０の詳細な構成については、送電部２２０の構成、ならびに送電部２２０から受電部１１０への電力伝送とともに、後ほど説明する。通信ユニット１３０は、車両１００が送電装置２００と通信を行なうための通信インターフェースである。   The power receiving unit 110 is installed on the bottom surface of the vehicle body, for example, and receives high-frequency AC power output from the power transmitting unit 220 of the power transmitting device 200 in a contactless manner via an electromagnetic field. The detailed configuration of power reception unit 110 will be described later together with the configuration of power transmission unit 220 and power transmission from power transmission unit 220 to power reception unit 110. Communication unit 130 is a communication interface for vehicle 100 to communicate with power transmission device 200.

カメラ１２０は、車両が後退する場合に車両後方を撮影する。撮影された画像は、ディスプレイによって運転者に示されたり、駐車の誘導処理のために使用されたりする。   The camera 120 captures the rear of the vehicle when the vehicle moves backward. The captured image is shown to the driver by a display or used for a parking guidance process.

電源装置２１０は、所定の周波数を有する交流電力を発生する。一例として、電源装置２１０は、図示されない系統電源から電力を受けて高周波の交流電力を発生し、その発生した交流電力を送電部２２０へ供給する。   The power supply device 210 generates AC power having a predetermined frequency. As an example, the power supply device 210 receives power from a system power supply (not shown), generates high-frequency AC power, and supplies the generated AC power to the power transmission unit 220.

送電部２２０は、たとえば駐車場の床面に設置され、電源装置２１０から高周波の交流電力の供給を受ける。そして、送電部２２０は、送電部２２０の周囲に発生する電磁界を介して車両１００の受電部１１０へ非接触で電力を出力する。なお、送電部２２０の詳細な構成についても、受電部１１０の構成、ならびに送電部２２０から受電部１１０への電力伝送とともに、後ほど説明する。通信ユニット２３０は、送電装置２００が車両１００と通信を行なうための通信インターフェースである。   The power transmission unit 220 is installed, for example, on the floor of a parking lot and receives supply of high-frequency AC power from the power supply device 210. Then, power transmission unit 220 outputs electric power in a non-contact manner to power reception unit 110 of vehicle 100 via an electromagnetic field generated around power transmission unit 220. The detailed configuration of the power transmission unit 220 will be described later together with the configuration of the power reception unit 110 and the power transmission from the power transmission unit 220 to the power reception unit 110. Communication unit 230 is a communication interface for power transmission device 200 to communicate with vehicle 100.

車両給電システム１０においては、送電装置２００の送電部２２０から車両１００の受電部１１０へ非接触で電力が伝送される。   In the vehicle power supply system 10, power is transmitted in a non-contact manner from the power transmission unit 220 of the power transmission device 200 to the power reception unit 110 of the vehicle 100.

受電部１１０と送電部２２０の位置関係によって、送電効率は変化する。したがって、受電部１１０と送電部２２０の位置合わせを行なう必要がある。カメラ１２０は、車両が後退する場合に車両後方を撮影する。撮影された画像は、ディスプレイによって運転者に示されたり、駐車の誘導処理のために使用されたりする。画像認識の結果に基づいて送電部２２０と車両との位置および向きが認識され、その認識結果に基づいて送電部２２０へ車両が誘導される。   The power transmission efficiency varies depending on the positional relationship between the power receiving unit 110 and the power transmitting unit 220. Therefore, it is necessary to align the power receiving unit 110 and the power transmitting unit 220. The camera 120 captures the rear of the vehicle when the vehicle moves backward. The captured image is shown to the driver by a display or used for a parking guidance process. Based on the image recognition result, the position and orientation of the power transmission unit 220 and the vehicle are recognized, and the vehicle is guided to the power transmission unit 220 based on the recognition result.

しかし、画像で行なうことができる位置合わせでは、充電効率が最適となる位置に位置合わせを行なうほど精度を高くすることは難しい。したがって、粗い位置合わせについては画像認識等で行ない、細かい位置合わせについては、微弱電力をテスト送電しながら充電効率が高い位置を探索することが現実的である。なお、粗い位置合わせについては、駐車の駐車支援装置による誘導処理を使用せずに、運転者が目視で駐車枠に車両を移動させても良い。   However, in the alignment that can be performed on the image, it is difficult to increase the accuracy as the alignment is performed at a position where the charging efficiency is optimal. Therefore, it is realistic to perform coarse alignment by image recognition or the like, and for fine alignment, it is realistic to search for a position where charging efficiency is high while performing weak power transmission. In addition, about rough alignment, a driver | operator may move a vehicle to a parking frame visually without using the guidance process by the parking assistance apparatus of parking.

［電力伝送の原理］
図２は、送電装置２００から車両１００への電力伝送時の等価回路図である。図２を参照して、送電装置２００の送電部２２０は、共振コイル２２１と、キャパシタ２２２と、二次コイル２２３とを含む。 [Principle of power transmission]
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram when power is transmitted from power transmission device 200 to vehicle 100. Referring to FIG. 2, power transmission unit 220 of power transmission device 200 includes a resonance coil 221, a capacitor 222, and a secondary coil 223.

二次コイル２２３は、共振コイル２２１と所定の間隔をおいて、たとえば共振コイル２２１と略同軸上に設けられる。二次コイル２２３は、電磁誘導により共振コイル２２１と磁気的に結合し、電源装置２１０から供給される高周波電力を電磁誘導により共振コイル２２１へ供給する。   The secondary coil 223 is provided, for example, substantially coaxially with the resonance coil 221 at a predetermined interval from the resonance coil 221. The secondary coil 223 is magnetically coupled to the resonance coil 221 by electromagnetic induction, and supplies high frequency power supplied from the power supply device 210 to the resonance coil 221 by electromagnetic induction.

共振コイル２２１は、キャパシタ２２２とともにＬＣ共振回路を形成する。なお、後述するように、車両１００の受電部１１０においてもＬＣ共振回路が形成される。共振コイル２２１およびキャパシタ２２２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数と、受電部１１０のＬＣ共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±１０％以下である。そして、共振コイル２２１は、二次コイル２２３から電磁誘導により電力を受け、車両１００の受電部１１０へ非接触で送電する。   The resonance coil 221 forms an LC resonance circuit together with the capacitor 222. As will be described later, an LC resonance circuit is also formed in the power receiving unit 110 of the vehicle 100. The difference between the natural frequency of the LC resonant circuit formed by the resonant coil 221 and the capacitor 222 and the natural frequency of the LC resonant circuit of the power receiving unit 110 is ± 10% or less of the natural frequency of the former or the latter. The resonance coil 221 receives electric power from the secondary coil 223 by electromagnetic induction, and transmits the electric power to the power receiving unit 110 of the vehicle 100 in a non-contact manner.

なお、二次コイル２２３は、電源装置２１０から共振コイル２２１への給電を容易にするために設けられるものであり、二次コイル２２３を設けずに共振コイル２２１に電源装置２１０を直接接続してもよい。また、キャパシタ２２２は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、共振コイル２２１の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ２２２を設けない構成としてもよい。   The secondary coil 223 is provided to facilitate power feeding from the power supply device 210 to the resonance coil 221. The power supply device 210 is directly connected to the resonance coil 221 without providing the secondary coil 223. Also good. The capacitor 222 is provided to adjust the natural frequency of the resonance circuit. When a desired natural frequency is obtained using the stray capacitance of the resonance coil 221, the capacitor 222 is not provided. Also good.

車両１００の受電部１１０は、共振コイル１１１と、キャパシタ１１２と、二次コイル１１３とを含む。共振コイル１１１は、キャパシタ１１２とともにＬＣ共振回路を形成する。上述のように、共振コイル１１１およびキャパシタ１１２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数と、送電装置２００の送電部２２０における、共振コイル２２１およびキャパシタ２２２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±１０％である。そして、共振コイル１１１は、送電装置２００の送電部２２０から非接触で受電する。   Power receiving unit 110 of vehicle 100 includes a resonance coil 111, a capacitor 112, and a secondary coil 113. The resonance coil 111 and the capacitor 112 form an LC resonance circuit. As described above, the natural frequency of the LC resonance circuit formed by the resonance coil 111 and the capacitor 112 and the natural frequency of the LC resonance circuit formed by the resonance coil 221 and the capacitor 222 in the power transmission unit 220 of the power transmission device 200. The difference is ± 10% of the former natural frequency or the latter natural frequency. The resonance coil 111 receives power from the power transmission unit 220 of the power transmission device 200 in a non-contact manner.

二次コイル１１３は、共振コイル１１１と所定の間隔をおいて、たとえば共振コイル１１１と略同軸上に設けられる。二次コイル１１３は、電磁誘導により共振コイル１１１と磁気的に結合し、共振コイル１１１によって受電された電力を電磁誘導により取出して電気負荷装置１１８へ出力する。なお、電気負荷装置１１８は、受電部１１０によって受電された電力を利用する電気機器であり、具体的には、整流器１４０（図７）以降の電気機器を包括的に表わしたものである。   The secondary coil 113 is provided, for example, substantially coaxially with the resonance coil 111 at a predetermined interval from the resonance coil 111. The secondary coil 113 is magnetically coupled to the resonance coil 111 by electromagnetic induction, takes out the electric power received by the resonance coil 111 by electromagnetic induction, and outputs it to the electric load device 118. The electrical load device 118 is an electrical device that uses the power received by the power receiving unit 110, and specifically represents the electrical devices after the rectifier 140 (FIG. 7).

なお、二次コイル１１３は、共振コイル１１１からの電力の取出しを容易にするために設けられるものであり、二次コイル１１３を設けずに共振コイル１１１に整流器１４０を直接接続してもよい。また、キャパシタ１１２は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、共振コイル１１１の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ１１２を設けない構成としてもよい。   Note that the secondary coil 113 is provided to facilitate the extraction of power from the resonance coil 111, and the rectifier 140 may be directly connected to the resonance coil 111 without providing the secondary coil 113. The capacitor 112 is provided to adjust the natural frequency of the resonance circuit. When a desired natural frequency is obtained using the stray capacitance of the resonance coil 111, the capacitor 112 is not provided. Also good.

送電装置２００において、電源装置２１０から二次コイル２２３へ高周波の交流電力が供給され、二次コイル２２３を用いて共振コイル２２１へ電力が供給される。そうすると、共振コイル２２１と車両１００の共振コイル１１１との間に形成される磁界を通じて共振コイル２２１から共振コイル１１１へエネルギ（電力）が移動する。共振コイル１１１へ移動したエネルギ（電力）は、二次コイル１１３を用いて取出され、車両１００の電気負荷装置１１８へ伝送される。   In power transmission device 200, high-frequency AC power is supplied from power supply device 210 to secondary coil 223, and power is supplied to resonance coil 221 using secondary coil 223. Then, energy (electric power) moves from the resonance coil 221 to the resonance coil 111 through a magnetic field formed between the resonance coil 221 and the resonance coil 111 of the vehicle 100. The energy (electric power) moved to the resonance coil 111 is taken out using the secondary coil 113 and transmitted to the electric load device 118 of the vehicle 100.

上述のように、この電力伝送システムにおいては、送電装置２００の送電部２２０の固有周波数と、車両１００の受電部１１０の固有周波数との差は、送電部２２０の固有周波数または受電部１１０の固有周波数の±１０％以下である。このような範囲に送電部２２０および受電部１１０の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができる。一方、上記の固有周波数の差が±１０％よりも大きくなると、電力伝送効率が１０％よりも小さくなり、電力伝送時間が長くなるなどの弊害が生じる可能性がある。   As described above, in this power transmission system, the difference between the natural frequency of power transmission unit 220 of power transmission device 200 and the natural frequency of power reception unit 110 of vehicle 100 is the natural frequency of power transmission unit 220 or the specific frequency of power reception unit 110. It is ± 10% or less of the frequency. By setting the natural frequencies of the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 in such a range, the power transmission efficiency can be increased. On the other hand, if the difference between the natural frequencies is larger than ± 10%, there is a possibility that the power transmission efficiency becomes smaller than 10% and the power transmission time becomes longer.

なお、送電部２２０（受電部１１０）の固有周波数とは、送電部２２０（受電部１１０）を構成する電気回路（共振回路）が自由振動する場合の振動周波数を意味する。なお、送電部２２０（受電部１１０）を構成する電気回路（共振回路）において、制動力または電気抵抗を実質的に零としたときの固有周波数は、送電部２２０（受電部１１０）の共振周波数とも呼ばれる。   In addition, the natural frequency of the power transmission unit 220 (power reception unit 110) means a vibration frequency when the electric circuit (resonance circuit) constituting the power transmission unit 220 (power reception unit 110) freely vibrates. In the electric circuit (resonance circuit) constituting the power transmission unit 220 (power reception unit 110), the natural frequency when the braking force or the electrical resistance is substantially zero is the resonance frequency of the power transmission unit 220 (power reception unit 110). Also called.

図３および図４を用いて、固有周波数の差と電力伝送効率との関係とを解析したシミュレーション結果について説明する。図３は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。また、図４は、送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。   A simulation result obtained by analyzing the relationship between the natural frequency difference and the power transmission efficiency will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a diagram illustrating a simulation model of the power transmission system. FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the deviation of the natural frequencies of the power transmission unit and the power reception unit and the power transmission efficiency.

図３を参照して、電力伝送システム８９は、送電部９０と、受電部９１とを備える。送電部９０は、第１コイル９２と、第２コイル９３とを含む。第２コイル９３は、共振コイル９４と、共振コイル９４に設けられたキャパシタ９５とを含む。受電部９１は、第３コイル９６と、第４コイル９７とを備える。第３コイル９６は、共振コイル９９とこの共振コイル９９に接続されたキャパシタ９８とを含む。   With reference to FIG. 3, the power transmission system 89 includes a power transmission unit 90 and a power reception unit 91. The power transmission unit 90 includes a first coil 92 and a second coil 93. The second coil 93 includes a resonance coil 94 and a capacitor 95 provided in the resonance coil 94. The power receiving unit 91 includes a third coil 96 and a fourth coil 97. The third coil 96 includes a resonance coil 99 and a capacitor 98 connected to the resonance coil 99.

共振コイル９４のインダクタンスをインダクタンスＬｔとし、キャパシタ９５のキャパシタンスをキャパシタンスＣ１とする。また、共振コイル９９のインダクタンスをインダクタンスＬｒとし、キャパシタ９８のキャパシタンスをキャパシタンスＣ２とする。このように各パラメータを設定すると、第２コイル９３の固有周波数ｆ１は、下記の式（１）によって示され、第３コイル９６の固有周波数ｆ２は下記の式（２）によって示される。   The inductance of the resonance coil 94 is defined as an inductance Lt, and the capacitance of the capacitor 95 is defined as a capacitance C1. Further, the inductance of the resonance coil 99 is an inductance Lr, and the capacitance of the capacitor 98 is a capacitance C2. When each parameter is set in this way, the natural frequency f1 of the second coil 93 is represented by the following equation (1), and the natural frequency f2 of the third coil 96 is represented by the following equation (2).

ｆ１＝１／｛２π（Ｌｔ×Ｃ１）1/2｝ … （１）
ｆ２＝１／｛２π（Ｌｒ×Ｃ２）1/2｝ … （２）
ここで、インダクタンスＬｒおよびキャパシタンスＣ１，Ｃ２を固定して、インダクタンスＬｔのみを変化させた場合において、第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を図５に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共振コイル９４および共振コイル９９の相対的な位置関係は固定とし、さらに、第２コイル９３に供給される電流の周波数は一定である。 f1 = 1 / {2π (Lt × C1) 1/2 } (1)
f2 = 1 / {2π (Lr × C2) 1/2 } (2)
Here, when the inductance Lr and the capacitances C1 and C2 are fixed and only the inductance Lt is changed, the relationship between the deviation of the natural frequency of the second coil 93 and the third coil 96 and the power transmission efficiency is shown in FIG. Show. In this simulation, the relative positional relationship between the resonance coil 94 and the resonance coil 99 is fixed, and the frequency of the current supplied to the second coil 93 is constant.

図４に示すグラフのうち、横軸は固有周波数のズレ（％）を示し、縦軸は一定周波数の電流における電力伝送効率（％）を示す。固有周波数のズレ（％）は、下記の式（３）によって示される。   In the graph shown in FIG. 4, the horizontal axis indicates the deviation (%) of the natural frequency, and the vertical axis indicates the power transmission efficiency (%) at a constant frequency current. The deviation (%) in natural frequency is expressed by the following equation (3).

（固有周波数のズレ）＝｛（ｆ１−ｆ２）／ｆ２｝×１００（％） … （３）
図４から明らかなように、固有周波数のズレ（％）が０％の場合には、電力伝送効率は１００％近くとなる。固有周波数のズレ（％）が±５％の場合には、電力伝送効率は４０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１０％の場合には、電力伝送効率は１０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１５％の場合には、電力伝送効率は５％程度となる。すなわち、固有周波数のズレ（％）の絶対値（固有周波数の差）が、第３コイル９６の固有周波数の１０％以下の範囲となるように第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を実用的なレベルに高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ（％）の絶対値が第３コイル９６の固有周波数の５％以下となるように第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数を設定すると、電力伝送効率をさらに高めることができるのでより好ましい。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア（ＪＭＡＧ（登録商標）：株式会社ＪＳＯＬ製）を採用している。 (Deviation of natural frequency) = {(f1−f2) / f2} × 100 (%) (3)
As is clear from FIG. 4, when the deviation (%) in the natural frequency is 0%, the power transmission efficiency is close to 100%. When the deviation (%) in natural frequency is ± 5%, the power transmission efficiency is about 40%. When the deviation (%) in natural frequency is ± 10%, the power transmission efficiency is about 10%. When the deviation (%) in natural frequency is ± 15%, the power transmission efficiency is about 5%. That is, the natural frequencies of the second coil 93 and the third coil 96 are set so that the absolute value (natural frequency difference) of the deviation (%) of the natural frequency falls within the range of 10% or less of the natural frequency of the third coil 96. It can be seen that the power transmission efficiency can be increased to a practical level by setting. Furthermore, when the natural frequency of the second coil 93 and the third coil 96 is set so that the absolute value of the deviation (%) of the natural frequency is 5% or less of the natural frequency of the third coil 96, the power transmission efficiency is further increased. This is more preferable. The simulation software employs electromagnetic field analysis software (JMAG (registered trademark): manufactured by JSOL Corporation).

再び図２を参照して、送電装置２００の送電部２２０および車両１００の受電部１１０は、送電部２２０と受電部１１０との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する磁界と、送電部２２０と受電部１１０との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、非接触で電力を授受する。送電部２２０と受電部１１０との結合係数κはたとえば０．３以下であり、０．１以下がより好ましい、送電部２２０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２２０から受電部１１０へ電力が伝送される。   Referring again to FIG. 2, power transmission unit 220 of power transmission device 200 and power reception unit 110 of vehicle 100 are formed between power transmission unit 220 and power reception unit 110, and a magnetic field that vibrates at a specific frequency and power transmission Power is exchanged in a non-contact manner through at least one of an electric field that is formed between the unit 220 and the power receiving unit 110 and vibrates at a specific frequency. The coupling coefficient κ between the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 is, for example, 0.3 or less, and more preferably 0.1 or less. The power transmission unit 220 and the power reception unit 110 are resonated (resonated) by an electromagnetic field. Power is transmitted from unit 220 to power receiving unit 110.

ここで、送電部２２０の周囲に形成される特定の周波数の磁界について説明する。「特定の周波数の磁界」は、典型的には、電力伝送効率と送電部２２０に供給される電流の周波数と関連性を有する。そこで、まず、電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数との関係について説明する。送電部２２０から受電部１１０に電力を伝送するときの電力伝送効率は、送電部２２０および受電部１１０間の距離などの様々な要因よって変化する。たとえば、送電部２２０および受電部１１０の固有周波数（共振周波数）をｆ０とし、送電部２２０に供給される電流の周波数をｆ３とし、送電部２２０および受電部１１０の間のエアギャップをエアギャップＡＧとする。   Here, a magnetic field having a specific frequency formed around the power transmission unit 220 will be described. The “magnetic field of a specific frequency” typically has a relationship with the power transmission efficiency and the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220. First, the relationship between the power transmission efficiency and the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 will be described. The power transmission efficiency when power is transmitted from the power transmission unit 220 to the power reception unit 110 varies depending on various factors such as the distance between the power transmission unit 220 and the power reception unit 110. For example, the natural frequency (resonance frequency) of the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 is f0, the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 is f3, and the air gap between the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 is the air gap AG. And

図５は、固有周波数ｆ０を固定した状態で、エアギャップＡＧを変化させたときの電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を示すグラフである。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the power transmission efficiency when the air gap AG is changed and the frequency f3 of the current supplied to the power transmission unit 220 with the natural frequency f0 fixed.

図５を参照して、横軸は、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３を示し、縦軸は、電力伝送効率（％）を示す。効率曲線Ｌ１は、エアギャップＡＧが小さいときの電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を模式的に示す。この効率曲線Ｌ１に示すように、エアギャップＡＧが小さい場合には、電力伝送効率のピークは周波数ｆ４，ｆ５（ｆ４＜ｆ５）において生じる。エアギャップＡＧを大きくすると、電力伝送効率が高くなるときの２つのピークは、互いに近づくように変化する。そして、効率曲線Ｌ２に示すように、エアギャップＡＧを所定距離よりも大きくすると、電力伝送効率のピークは１つとなり、送電部２２０に供給される電流の周波数が周波数ｆ６のときに電力伝送効率がピークとなる。エアギャップＡＧを効率曲線Ｌ２の状態よりもさらに大きくすると、効率曲線Ｌ３に示すように電力伝送効率のピークが小さくなる。   Referring to FIG. 5, the horizontal axis indicates the frequency f3 of the current supplied to the power transmission unit 220, and the vertical axis indicates the power transmission efficiency (%). The efficiency curve L1 schematically shows the relationship between the power transmission efficiency when the air gap AG is small and the frequency f3 of the current supplied to the power transmission unit 220. As shown in the efficiency curve L1, when the air gap AG is small, the peak of power transmission efficiency occurs at frequencies f4 and f5 (f4 <f5). When the air gap AG is increased, the two peaks when the power transmission efficiency is increased change so as to approach each other. As shown in the efficiency curve L2, when the air gap AG is larger than the predetermined distance, the power transmission efficiency has one peak, and the power transmission efficiency is obtained when the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 is the frequency f6. Becomes a peak. When the air gap AG is further increased from the state of the efficiency curve L2, the peak of power transmission efficiency is reduced as shown by the efficiency curve L3.

たとえば、電力伝送効率の向上を図るため手法として次のような手法が考えられる。第１の手法としては、エアギャップＡＧにあわせて、送電部２２０に供給される電流の周波数を一定として、キャパシタ２２２やキャパシタ１１２のキャパシタンスを変化させることで、送電部２２０と受電部１１０との間での電力伝送効率の特性を変化させる手法が考えられる。具体的には、送電部２２０に供給される電流の周波数を一定とした状態で、電力伝送効率がピークとなるように、キャパシタ２２２およびキャパシタ１１２のキャパシタンスを調整する。この手法では、エアギャップＡＧの大きさに関係なく、送電部２２０および受電部１１０に流れる電流の周波数は一定である。なお、電力伝送効率の特性を変化させる手法としては、整合器（図示せず）を利用する手法や、車両１００において整流器と蓄電装置との間に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータを利用する手法などを採用することも可能である。   For example, the following method can be considered as a method for improving the power transmission efficiency. As a first technique, the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 is made constant in accordance with the air gap AG, and the capacitance of the capacitor 222 or the capacitor 112 is changed, so that the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 can be changed. It is conceivable to change the power transmission efficiency characteristics between the two. Specifically, the capacitances of the capacitor 222 and the capacitor 112 are adjusted so that the power transmission efficiency reaches a peak in a state where the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 is constant. In this method, the frequency of the current flowing through the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 is constant regardless of the size of the air gap AG. As a method for changing the characteristics of the power transmission efficiency, a method using a matching device (not shown), a method using a DC / DC converter provided between the rectifier and the power storage device in the vehicle 100, or the like. It is also possible to adopt.

また、第２の手法としては、エアギャップＡＧの大きさに基づいて、送電部２２０に供給される電流の周波数を調整する手法である。たとえば、電力伝送特性が効率曲線Ｌ１となる場合には、周波数ｆ４またはｆ５の電流を送電部２２０に供給する。周波数特性が効率曲線Ｌ２，Ｌ３となる場合には、周波数ｆ６の電流を送電部２２０に供給する。この場合においては、エアギャップＡＧの大きさに合わせて送電部２２０および受電部１１０に流れる電流の周波数を変化させることになる。   The second method is a method of adjusting the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 based on the size of the air gap AG. For example, when the power transmission characteristic is the efficiency curve L1, a current having a frequency f4 or f5 is supplied to the power transmission unit 220. When the frequency characteristic is the efficiency curves L2 and L3, the current having the frequency f6 is supplied to the power transmission unit 220. In this case, the frequency of the current flowing through power transmission unit 220 and power reception unit 110 is changed in accordance with the size of air gap AG.

第１の手法では、送電部２２０を流れる電流の周波数は、固定された一定の周波数となり、第２の手法では、送電部２２０を流れる周波数は、エアギャップＡＧによって適宜変化する周波数となる。第１の手法や第２の手法などによって、電力伝送効率が高くなるように設定された特定の周波数の電流が送電部２２０に供給される。送電部２２０に特定の周波数の電流が流れることで、送電部２２０の周囲には、特定の周波数で振動する磁界（電磁界）が形成される。受電部１１０は、受電部１１０と送電部２２０との間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界を通じて送電部２２０から電力を受電している。したがって、「特定の周波数で振動する磁界」とは、必ずしも固定された周波数の磁界とは限らない。なお、上記の例では、エアギャップＡＧに着目して、送電部２２０に供給される電流の周波数を設定するようにしているが、電力伝送効率は、送電部２２０および受電部１１０の水平方向のズレ等のように他の要因によっても変化するものであり、当該他の要因に基づいて、送電部２２０に供給される電流の周波数を調整する場合がある。   In the first method, the frequency of the current flowing through the power transmission unit 220 is a fixed constant frequency, and in the second method, the frequency flowing through the power transmission unit 220 is a frequency that changes as appropriate depending on the air gap AG. A current having a specific frequency set so as to increase the power transmission efficiency is supplied to the power transmission unit 220 by the first method, the second method, or the like. When a current having a specific frequency flows through the power transmission unit 220, a magnetic field (electromagnetic field) that vibrates at a specific frequency is formed around the power transmission unit 220. The power receiving unit 110 receives power from the power transmitting unit 220 through a magnetic field that is formed between the power receiving unit 110 and the power transmitting unit 220 and vibrates at a specific frequency. Therefore, the “magnetic field oscillating at a specific frequency” is not necessarily a magnetic field having a fixed frequency. In the above example, focusing on the air gap AG, the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 is set, but the power transmission efficiency is the horizontal direction of the power transmission unit 220 and the power reception unit 110. The frequency changes due to other factors such as a deviation, and the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 may be adjusted based on the other factors.

なお、上記の説明では、共振コイルとしてヘリカルコイルを採用した例について説明したが、共振コイルとして、メアンダラインなどのアンテナなどを採用した場合には、送電部２２０に特定の周波数の電流が流れることで、特定の周波数の電界が送電部２２０の周囲に形成される。そして、この電界を通して、送電部２２０と受電部１１０との間で電力伝送が行なわれる。   In the above description, an example in which a helical coil is used as the resonance coil has been described. However, when an antenna such as a meander line is used as the resonance coil, a current having a specific frequency flows in the power transmission unit 220. Thus, an electric field having a specific frequency is formed around the power transmission unit 220. And electric power transmission is performed between the power transmission part 220 and the power receiving part 110 through this electric field.

この電力伝送システムにおいては、電磁界の「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用することで、送電および受電効率の向上が図られている。   In this power transmission system, power transmission and power reception efficiency are improved by using a near field (evanescent field) in which the “electrostatic magnetic field” of the electromagnetic field is dominant.

図６は、電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図６を参照して、電磁界は３つの成分から成る。曲線ｋ１は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電磁界」と称される。曲線ｋ２は、波源からの距離の２乗に反比例した成分であり、「誘導電磁界」と称される。また、曲線ｋ３は、波源からの距離の３乗に反比例した成分であり、「静電磁界」と称される。なお、電磁界の波長を「λ」とすると、「輻射電磁界」と「誘導電磁界」と「静電磁界」との強さが略等しくなる距離は、λ／２πと表わすことができる。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the distance from the current source (magnetic current source) and the intensity of the electromagnetic field. Referring to FIG. 6, the electromagnetic field is composed of three components. The curve k1 is a component that is inversely proportional to the distance from the wave source, and is referred to as a “radiated electromagnetic field”. A curve k2 is a component inversely proportional to the square of the distance from the wave source, and is referred to as an “induction electromagnetic field”. The curve k3 is a component inversely proportional to the cube of the distance from the wave source, and is referred to as an “electrostatic magnetic field”. When the wavelength of the electromagnetic field is “λ”, the distance at which the strengths of “radiation electromagnetic field”, “induction electromagnetic field”, and “electrostatic magnetic field” are substantially equal can be expressed as λ / 2π.

「静電磁界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、この実施の形態に係る電力伝送システムでは、この「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギ（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、「静電磁界」が支配的な近接場において、近接する固有周波数を有する送電部２２０および受電部１１０（たとえば一対のＬＣ共振コイル）を共鳴させることにより、送電部２２０から他方の受電部１１０へエネルギ（電力）を伝送する。この「静電磁界」は遠方にエネルギを伝播しないので、遠方までエネルギを伝播する「輻射電磁界」によってエネルギ（電力）を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギ損失で送電することができる。   The “electrostatic magnetic field” is a region where the intensity of the electromagnetic wave suddenly decreases with the distance from the wave source. In the power transmission system according to this embodiment, the near field (evanescent field) in which the “electrostatic magnetic field” is dominant. ) Is used to transmit energy (electric power). That is, in the near field where the “electrostatic magnetic field” is dominant, by resonating the power transmitting unit 220 and the power receiving unit 110 (for example, a pair of LC resonance coils) having adjacent natural frequencies, the power receiving unit 220 and the other power receiving unit are resonated. Energy (electric power) is transmitted to 110. Since this “electrostatic magnetic field” does not propagate energy far away, the resonance method transmits power with less energy loss than electromagnetic waves that transmit energy (electric power) by “radiant electromagnetic field” that propagates energy far away. be able to.

このように、この電力伝送システムにおいては、送電部２２０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２２０と受電部１１０との間で非接触によって電力が伝送される。そして、送電部２２０と受電部１１０との間の結合係数（κ）は、たとえば、０．３以下程度であり、好ましくは、０．１以下である。当然のことながら、結合係数（κ）を０．１〜０．３程度の範囲も採用することができる。結合係数（κ）は、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。   As described above, in this power transmission system, power is transmitted in a non-contact manner between the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 by causing the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 to resonate with each other by an electromagnetic field. . And the coupling coefficient ((kappa)) between the power transmission part 220 and the power receiving part 110 is about 0.3 or less, for example, Preferably, it is 0.1 or less. As a matter of course, a coupling coefficient (κ) in the range of about 0.1 to 0.3 can also be adopted. The coupling coefficient (κ) is not limited to such a value, and may take various values that improve power transmission.

なお、電力伝送における、上記のような送電部２２０と受電部１１０との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電磁界（電磁場）共振結合」、「電界（電場）共振結合」等という。「電磁界（電磁場）共振結合」は、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電界（電場）共振結合」のいずれも含む結合を意味する。   Note that the coupling between the power transmitting unit 220 and the power receiving unit 110 in the power transmission is, for example, “magnetic resonance coupling”, “magnetic field (magnetic field) resonance coupling”, “electromagnetic field (electromagnetic field) resonant coupling”, “ Electric field (electric field) resonance coupling ". The “electromagnetic field (electromagnetic field) resonance coupling” means a coupling including any of “magnetic resonance coupling”, “magnetic field (magnetic field) resonance coupling”, and “electric field (electric field) resonance coupling”.

送電部２２０と受電部１１０とが上記のようにコイルによって形成される場合には、送電部２２０と受電部１１０とは、主に磁界（磁場）によって結合し、「磁気共鳴結合」または「磁界（磁場）共鳴結合」が形成される。なお、送電部２２０と受電部１１０とに、たとえば、メアンダライン等のアンテナを採用することも可能であり、この場合には、送電部２２０と受電部１１０とは、主に電界（電場）によって結合し、「電界（電場）共鳴結合」が形成される。   When the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 are formed by coils as described above, the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 are mainly coupled by a magnetic field (magnetic field), and are referred to as “magnetic resonance coupling” or “magnetic field”. (Magnetic field) resonance coupling "is formed. For example, an antenna such as a meander line may be employed for the power transmission unit 220 and the power reception unit 110. In this case, the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 are mainly based on an electric field (electric field). The “electric field (electric field) resonance coupling” is formed.

［非接触受電装置の構成］
図７は、図１に示した車両１００の詳細を示す構成図である。 [Configuration of non-contact power receiving device]
FIG. 7 is a configuration diagram showing details of the vehicle 100 shown in FIG. 1.

図７を参照して、車両１００は、蓄電装置１５０と、システムメインリレーＳＭＲ１と、昇圧コンバータ１６２と、インバータ１６４，１６６と、モータジェネレータ１７２，１７４と、エンジン１７６と、動力分割装置１７７と、駆動輪１７８とを含む。   Referring to FIG. 7, vehicle 100 includes a power storage device 150, a system main relay SMR1, a boost converter 162, inverters 164, 166, motor generators 172, 174, an engine 176, a power split device 177, Drive wheel 178.

車両１００は、さらに、非接触で外部から電力を受ける非接触受電装置１０１を含む。非接触受電装置１０１は、受電部１１０と、整流器１４０と、充電器１４２と、平滑コンデンサ１４１と、切替リレーＲＹ１と、システムメインリレーＳＭＲ２と、電圧検出部１４４と、距離検出リレー１４６と、充電電圧センサ１９０と、電流センサ１９３とを含む。受電部１１０は、共振コイル１１１と、二次コイル１１３と、キャパシタ１１２と、リレー１１４とを含む。   Vehicle 100 further includes a non-contact power receiving apparatus 101 that receives electric power from the outside in a non-contact manner. The non-contact power receiving apparatus 101 includes a power receiving unit 110, a rectifier 140, a charger 142, a smoothing capacitor 141, a switching relay RY1, a system main relay SMR2, a voltage detection unit 144, a distance detection relay 146, and a charge. A voltage sensor 190 and a current sensor 193 are included. Power reception unit 110 includes a resonance coil 111, a secondary coil 113, a capacitor 112, and a relay 114.

車両１００は、さらに、制御装置１８０と、カメラ１２０と、通信ユニット１３０と、給電ボタン１２２とを含む。制御装置１８０は、非接触受電装置１０１の一部でもある。   Vehicle 100 further includes a control device 180, a camera 120, a communication unit 130, and a power supply button 122. The control device 180 is also a part of the non-contact power receiving device 101.

この車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４を動力源として搭載する。エンジン１７６およびモータジェネレータ１７２，１７４は、動力分割装置１７７に連結される。そして、車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４の少なくとも一方が発生する駆動力によって走行する。エンジン１７６が発生する動力は、動力分割装置１７７によって２経路に分割される。すなわち、一方は駆動輪１７８へ伝達される経路であり、もう一方はモータジェネレータ１７２へ伝達される経路である。   The vehicle 100 is equipped with an engine 176 and a motor generator 174 as power sources. Engine 176 and motor generators 172 and 174 are connected to power split device 177. Vehicle 100 travels with a driving force generated by at least one of engine 176 and motor generator 174. The power generated by the engine 176 is divided into two paths by the power split device 177. That is, one is a path transmitted to the drive wheel 178 and the other is a path transmitted to the motor generator 172.

モータジェネレータ１７２は、交流回転電機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機を含む。モータジェネレータ１７２は、動力分割装置１７７によって分割されたエンジン１７６の運動エネルギーを用いて発電する。たとえば、蓄電装置１５０の充電状態（「ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）」とも称される。）が予め定められた値よりも低くなると、エンジン１７６が始動してモータジェネレータ１７２により発電が行なわれ、蓄電装置１５０が充電される。   Motor generator 172 is an AC rotating electric machine, and includes, for example, a three-phase AC synchronous motor in which a permanent magnet is embedded in a rotor. Motor generator 172 generates power using the kinetic energy of engine 176 divided by power split device 177. For example, when the state of charge of power storage device 150 (also referred to as “SOC (State Of Charge)”) becomes lower than a predetermined value, engine 176 is started and motor generator 172 generates power to store the power. Device 150 is charged.

モータジェネレータ１７４も、交流回転電機であり、モータジェネレータ１７２と同様に、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機を含む。モータジェネレータ１７４は、蓄電装置１５０に蓄えられた電力およびモータジェネレータ１７２により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータ１７４の駆動力は、駆動輪１７８に伝達される。   Motor generator 174 is also an AC rotating electric machine, and includes a three-phase AC synchronous motor in which, for example, a permanent magnet is embedded in a rotor, similarly to motor generator 172. Motor generator 174 generates a driving force using at least one of the electric power stored in power storage device 150 and the electric power generated by motor generator 172. Then, the driving force of motor generator 174 is transmitted to driving wheel 178.

また、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーが駆動輪１７８を介してモータジェネレータ１７４の回転駆動に用いられ、モータジェネレータ１７４が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータ１７４は、走行エネルギーを電力に変換して制動力を発生する回生ブレーキとして作動する。そして、モータジェネレータ１７４により発電された電力は、蓄電装置１５０に蓄えられる。   Further, when braking the vehicle or reducing acceleration on the down slope, the mechanical energy stored in the vehicle as kinetic energy or positional energy is used for rotational driving of the motor generator 174 via the drive wheels 178, and the motor generator 174 is Operates as a generator. Thus, motor generator 174 operates as a regenerative brake that converts running energy into electric power and generates braking force. The electric power generated by motor generator 174 is stored in power storage device 150.

動力分割装置１７７は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車を使用することができる。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１７６のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータ１７２の回転軸に連結される。リングギヤはモータジェネレータ１７４の回転軸および駆動輪１７８に連結される。   Power split device 177 can use a planetary gear including a sun gear, a pinion gear, a carrier, and a ring gear. The pinion gear engages with the sun gear and the ring gear. The carrier supports the pinion gear so as to be able to rotate and is coupled to the crankshaft of the engine 176. The sun gear is coupled to the rotation shaft of motor generator 172. The ring gear is connected to the rotation shaft of motor generator 174 and drive wheel 178.

蓄電装置１５０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を含む。蓄電装置１５０は、充電器１４２から供給される電力を蓄えるほか、モータジェネレータ１７２，１７４によって発電される回生電力も蓄える。そして、蓄電装置１５０は、その蓄えた電力を昇圧コンバータ１６２へ供給する。なお、蓄電装置１５０として大容量のキャパシタも採用可能であり、送電装置２００（図１）から供給される電力やモータジェネレータ１７２，１７４からの回生電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力を昇圧コンバータ１６２へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。   Power storage device 150 is a rechargeable DC power supply, and includes a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. Power storage device 150 stores electric power supplied from charger 142 and also stores regenerative electric power generated by motor generators 172 and 174. Power storage device 150 supplies the stored power to boost converter 162. Note that a large-capacity capacitor can also be used as the power storage device 150, and temporarily stores the power supplied from the power transmission device 200 (FIG. 1) and the regenerative power from the motor generators 172 and 174, and boosts the stored power. Any power buffer that can be supplied to the converter 162 may be used.

システムメインリレーＳＭＲ１は、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ１は、制御装置１８０からの信号ＳＥ１が活性化されると、蓄電装置１５０を昇圧コンバータ１６２と電気的に接続し、信号ＳＥ１が非活性化されると、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間の電路を遮断する。昇圧コンバータ１６２は、制御装置１８０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬ２の電圧を蓄電装置１５０から出力される電圧以上の電圧に昇圧する。なお、この昇圧コンバータ１６２は、たとえば直流チョッパ回路を含む。   System main relay SMR1 is arranged between power storage device 150 and boost converter 162. System main relay SMR1 electrically connects power storage device 150 to boost converter 162 when signal SE1 from control device 180 is activated, and power storage device 150 and boost converter when signal SE1 is deactivated. The electric path to 162 is cut off. Boost converter 162 boosts the voltage on positive line PL <b> 2 to a voltage equal to or higher than the voltage output from power storage device 150 based on signal PWC from control device 180. Boost converter 162 includes a DC chopper circuit, for example.

インバータ１６４，１６６は、それぞれモータジェネレータ１７２，１７４に対応して設けられる。インバータ１６４は、制御装置１８０からの信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータ１７２を駆動し、インバータ１６６は、制御装置１８０からの信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータ１７４を駆動する。なお、インバータ１６４，１６６は、たとえば三相ブリッジ回路を含む。   Inverters 164 and 166 are provided corresponding to motor generators 172 and 174, respectively. Inverter 164 drives motor generator 172 based on signal PWI 1 from control device 180, and inverter 166 drives motor generator 174 based on signal PWI 2 from control device 180. Inverters 164 and 166 include, for example, a three-phase bridge circuit.

共振コイル１１１は、両端がスイッチ（リレー１１４）を介してキャパシタ１１２に接続されており、スイッチ（リレー１１４）が導通状態となったときに送電装置２００の一次共振コイルと電磁場を介して共鳴する。この共鳴により送電装置２００から受電が行なわれる。なお、図７ではキャパシタ１１２を設けた例を示したが、コンデンサに代えてコイルの浮遊容量によって共振するように、一次自己共振コイルとの調整をしてもよい。   The resonance coil 111 has both ends connected to the capacitor 112 via a switch (relay 114), and resonates with the primary resonance coil of the power transmission apparatus 200 via an electromagnetic field when the switch (relay 114) becomes conductive. . Power is received from the power transmission device 200 by this resonance. Although FIG. 7 shows an example in which the capacitor 112 is provided, the primary self-resonant coil may be adjusted so as to resonate with the stray capacitance of the coil instead of the capacitor.

なお、共振コイル１１１については、共振コイル２２１（図２参照）と共振コイル１１１との共鳴強度を示すＱ値（たとえばＱ＞１００）およびその結合度を示す結合係数κなどが大きくなるようにその巻数が適宜設定される。   The resonance coil 111 has a Q value (for example, Q> 100) indicating the resonance strength between the resonance coil 221 (see FIG. 2) and the resonance coil 111, a coupling coefficient κ indicating the degree of coupling, and the like. The number of turns is set as appropriate.

二次コイル１１３は、電磁誘導により共振コイル１１１と磁気的に結合可能である。この二次コイル１１３は、共振コイル１１１により受電された電力を電磁誘導により取出して整流器１４０へ出力する。なお、共振コイル１１１および二次コイル１１３は、図１に示した受電部１１０を形成する。   The secondary coil 113 can be magnetically coupled to the resonance coil 111 by electromagnetic induction. The secondary coil 113 takes out the electric power received by the resonance coil 111 by electromagnetic induction and outputs it to the rectifier 140. The resonant coil 111 and the secondary coil 113 form the power receiving unit 110 shown in FIG.

整流器１４０は、二次コイル１１３によって取出された交流電力を整流する。充電器１４２は、制御装置１８０からの信号ＰＷＤに基づいて、整流器１４０によって整流された電力を入力端子で受けて、蓄電装置１５０の電圧レベルに変換し、出力端子から蓄電装置１５０へ出力する。充電器１４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータである。   The rectifier 140 rectifies the AC power extracted by the secondary coil 113. Based on signal PWD from control device 180, charger 142 receives the power rectified by rectifier 140 at the input terminal, converts it to the voltage level of power storage device 150, and outputs it from power supply device 150 to power storage device 150. The charger 142 is a DC / DC converter.

切替リレーＲＹ１は、接続リレー１４８とバイパスリレー１４９とを含む。接続リレー１４８は、充電器１４２に電圧変換させた電圧を電力線ＰＬ０に出力する場合に導通状態にされる。バイパスリレー１４９は、充電器１４２をバイパスする経路に設けられ、整流器１４０が整流した直流電圧を充電器１４２による電圧変換を行なわずに電力線ＰＬ０に伝達する際に導通状態とされる。   The switching relay RY1 includes a connection relay 148 and a bypass relay 149. Connection relay 148 is rendered conductive when the voltage converted by charger 142 is output to power line PL0. The bypass relay 149 is provided in a path that bypasses the charger 142, and is turned on when the DC voltage rectified by the rectifier 140 is transmitted to the power line PL0 without being subjected to voltage conversion by the charger 142.

システムメインリレーＳＭＲ２は、充電器１４２と蓄電装置１５０との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ２は、制御装置１８０からの信号ＳＥ２が活性化されると、蓄電装置１５０を充電器１４２と電気的に接続し、信号ＳＥ２が非活性化されると、蓄電装置１５０と充電器１４２との間の電路を遮断する。充電電圧センサ１９０は、整流器１４０と充電器１４２との間の充電電圧ＶＲを検出し、その検出値を制御装置１８０へ出力する。   System main relay SMR <b> 2 is arranged between charger 142 and power storage device 150. System main relay SMR2 electrically connects power storage device 150 to charger 142 when signal SE2 from control device 180 is activated, and power storage device 150 and the charger when signal SE2 is deactivated. The electric circuit to 142 is cut off. Charging voltage sensor 190 detects charging voltage VR between rectifier 140 and charger 142 and outputs the detected value to control device 180.

整流器１４０と充電器１４２との間には直列に接続された電圧検出部１４４および距離検出リレー１４６が設けられる。距離検出リレー１４６は、車両１００が非接触給電を行なう場合に車両位置を調整する際に制御装置１８０によって導通状態に制御される。   Between the rectifier 140 and the charger 142, a voltage detection unit 144 and a distance detection relay 146 connected in series are provided. The distance detection relay 146 is controlled to be in a conductive state by the control device 180 when the vehicle position is adjusted when the vehicle 100 performs non-contact power feeding.

電圧検出部１４４は、距離検出抵抗１４４Ａと距離検出電圧センサ１４４Ｂとを含む。距離検出抵抗１４４Ａは、上述のように、充電効率が高い位置を模索するために受電部１１０に供給（テスト送電）される電力を消費する。距離検出リレー１４６は、微弱電力を距離検出抵抗１４４Ａで消費させるために制御装置１８０によって切り替えられる。また、微弱電力の消費によって距離検出抵抗１４４Ａに生じた電圧は、距離検出電圧センサ１４４Ｂによって検出され、これにより、電力伝送距離の調節が行なわれる。   The voltage detection unit 144 includes a distance detection resistor 144A and a distance detection voltage sensor 144B. As described above, the distance detection resistor 144A consumes power supplied (test power transmission) to the power receiving unit 110 in order to search for a position with high charging efficiency. The distance detection relay 146 is switched by the control device 180 so that the weak power is consumed by the distance detection resistor 144A. Further, the voltage generated in the distance detection resistor 144A due to the consumption of weak power is detected by the distance detection voltage sensor 144B, thereby adjusting the power transmission distance.

制御装置１８０は、アクセル開度や車両速度、その他種々のセンサからの信号に基づいて、昇圧コンバータ１６２およびモータジェネレータ１７２，１７４をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成する。制御装置１８０は、生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１６２およびインバータ１６４，１６６へ出力する。そして、車両の走行時、制御装置１８０は、信号ＳＥ１を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ１をオンさせるとともに、信号ＳＥ２を非活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオフさせる。   Control device 180 generates signals PWC, PWI1, and PWI2 for driving boost converter 162 and motor generators 172 and 174, respectively, based on accelerator opening, vehicle speed, and other signals from various sensors. Control device 180 outputs generated signals PWC, PWI1, and PWI2 to boost converter 162 and inverters 164 and 166, respectively. When the vehicle travels, control device 180 activates signal SE1 to turn on system main relay SMR1, and deactivates signal SE2 to turn off system main relay SMR2.

また、送電装置２００（図１）から車両１００への給電が行なわれるとき、制御装置１８０は、カメラ１２０によって撮影された画像をカメラ１２０から受ける。距離検出リレー１４６は導通状態とされ、電圧検出部１４４によって受電電圧が検出可能とされる。   When power is supplied from power transmission device 200 (FIG. 1) to vehicle 100, control device 180 receives an image captured by camera 120 from camera 120. The distance detection relay 146 is turned on, and the received voltage can be detected by the voltage detection unit 144.

充電電圧センサ１９０は、充電電圧ＶＲを検出可能である。電圧検出部１４４は、受電電圧ＶＲ０が検出可能である。充電電圧センサ１９０は、電圧検出部１４４よりも耐圧が高い。しかし、位置合わせ時にはテスト用の微弱な電力が送電されてくるが、充電電圧センサ１９０はこの電力を精度よく検出することができない。そこで、耐圧が充電電圧センサ１９０よりも低いが、微弱電力を精度よく検出することができる電圧検出部１４４が設けられている。制御装置１８０は、電力線ＰＬ０の電圧が電圧検出部１４４の耐圧値よりも低いことを条件として距離検出リレー１４６を接続する。   The charging voltage sensor 190 can detect the charging voltage VR. The voltage detection unit 144 can detect the received voltage VR0. The charging voltage sensor 190 has a higher withstand voltage than the voltage detection unit 144. However, weak electric power for testing is transmitted at the time of alignment, but the charging voltage sensor 190 cannot accurately detect this electric power. In view of this, a voltage detection unit 144 that can detect weak power with high accuracy is provided although the withstand voltage is lower than that of the charging voltage sensor 190. Control device 180 connects distance detection relay 146 on condition that the voltage of power line PL0 is lower than the withstand voltage value of voltage detection unit 144.

制御装置１８０は、送電装置２００から送出される電力の情報（電圧および電流）を送電装置２００から通信ユニット１３０を介して受け、電圧検出部１４４によって検出される受電電圧ＶＲ０の検出値を充電電圧センサ１９０から受ける。そして、制御装置１８０は、これらのデータに基づいて、送電装置２００の送電部２２０（図１）へ当該車両を誘導するように車両の駐車制御を実行する。   The control device 180 receives information (voltage and current) of power transmitted from the power transmission device 200 via the communication unit 130 from the power transmission device 200, and uses the detected value of the received voltage VR0 detected by the voltage detection unit 144 as a charging voltage. Received from sensor 190. And the control apparatus 180 performs parking control of a vehicle so that the said vehicle may be guide | induced to the power transmission part 220 (FIG. 1) of the power transmission apparatus 200 based on these data.

送電部２２０への位置合わせのための駐車制御が完了すると、制御装置１８０は、通信ユニット１３０を介して送電装置２００へ給電指令を送信するとともに、信号ＳＥ２を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオンさせる。そして、制御装置１８０は、充電器１４２を駆動するための信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＤを充電器１４２へ出力する。   When parking control for positioning to power transmission unit 220 is completed, control device 180 transmits a power supply command to power transmission device 200 via communication unit 130 and activates signal SE2 to turn on system main relay SMR2. Let Then, control device 180 generates signal PWD for driving charger 142 and outputs the generated signal PWD to charger 142.

［距離検出リレーの故障の判断］
図７に示す距離検出リレー１４６は消耗部品であり、故障する可能性がある。故障には、主に２通り考えられる。１つは、距離検出リレー１４６の溶断によるオープン故障である。もう１つは、距離検出リレー１４６の溶着によるショート故障である。 [Determination of failure of distance detection relay]
The distance detection relay 146 shown in FIG. 7 is a consumable part and may break down. There are two main types of failure. One is an open failure due to fusing of the distance detection relay 146. The other is a short circuit failure due to welding of the distance detection relay 146.

距離検出リレー１４６がオープン故障となった場合、テスト送電に用いられる微弱電力は、距離検出抵抗１４４Ａに供給されなくなる。そのため、受電部１１０に含まれる共振コイル１１１と送電部２２０に含まれる二次コイル２２３（図２参照）との距離（すなわち、電力伝送距離）を検出して調節することができなくなる。   When the distance detection relay 146 becomes an open failure, the weak power used for the test power transmission is not supplied to the distance detection resistor 144A. Therefore, it becomes impossible to detect and adjust the distance (that is, the power transmission distance) between the resonance coil 111 included in the power reception unit 110 and the secondary coil 223 (see FIG. 2) included in the power transmission unit 220.

一方、距離検出リレー１４６がショート故障となった場合、蓄電装置１５０を充電するための電力によって距離検出抵抗１４４Ａの両端に電位差が生じてしまう。蓄電装置１５０を充電するための電力は、テスト送電に用いられる微弱電力よりもかなり大きい。そのため、距離検出抵抗１４４Ａに不要に大きな電圧が印加されたり、不要に大きな電流が流れる恐れがある。   On the other hand, when the distance detection relay 146 is short-circuited, a potential difference is generated between both ends of the distance detection resistor 144A due to the power for charging the power storage device 150. The power for charging power storage device 150 is considerably larger than the weak power used for test power transmission. Therefore, an unnecessarily large voltage may be applied to the distance detection resistor 144A, or an unnecessarily large current may flow.

そこで、距離検出リレー１４６の故障の有無の判断（故障のチェック）が行なわれることが望ましい。   Therefore, it is desirable to determine whether or not the distance detection relay 146 has a failure (check for failure).

図７に示すように、非接触受電装置１０１は、距離検出リレー１４６の他にも、接続リレー１４８と、バイパスリレー１４９とを含む。接続リレー１４８の故障および／またはバイパスリレー１４９の故障は、距離検出リレー１４６の故障のチェックに影響し得る。たとえば、テスト送電が行なわれているとき、制御装置１８０が距離検出リレー１４６に対してオン状態（接続状態）になるように指示したにもかかわらず、距離検出抵抗１４４Ａに電圧が生じなかったとする。その場合、距離検出リレー１４６がオープン故障であるとも考えられる。一方で、接続リレー１４８および／またはバイパスリレー１４９のオープン故障によって、距離検出抵抗１４４Ａには微弱電力が供給されず電圧が生じなかったとも考えられる。そのため、距離検出抵抗１４４Ａに電圧が生じなかったことの原因が、距離検出リレー１４６によるものであるか、それとも、接続リレーおよび／またはバイパスリレー１４９の故障によるものであるか、判別できない。   As illustrated in FIG. 7, the non-contact power receiving apparatus 101 includes a connection relay 148 and a bypass relay 149 in addition to the distance detection relay 146. The failure of the connection relay 148 and / or the failure of the bypass relay 149 may affect the check of the failure of the distance detection relay 146. For example, when test power transmission is being performed, it is assumed that no voltage is generated in distance detection resistor 144A even though control device 180 instructs distance detection relay 146 to be in the on state (connected state). . In that case, it is also considered that the distance detection relay 146 has an open failure. On the other hand, it is considered that the weak power is not supplied to the distance detection resistor 144A and no voltage is generated due to the open failure of the connection relay 148 and / or the bypass relay 149. Therefore, it cannot be determined whether the cause of the voltage not occurring in the distance detection resistor 144A is due to the distance detection relay 146 or due to the failure of the connection relay and / or the bypass relay 149.

そこで、実施の形態において、図７に示す制御装置１８０は、接続リレー１４８およびバイパスリレー１４９が故障していない（正常である）ことを判断（確認）したうえで、距離検出リレー１４６の故障を判断する。   Therefore, in the embodiment, the control device 180 shown in FIG. 7 determines (confirms) that the connection relay 148 and the bypass relay 149 are not broken (normal), and then checks the failure of the distance detection relay 146. to decide.

図８は、実施の形態における距離検出リレー１４６の故障の判断を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、図７の制御装置１８０で実行される。   FIG. 8 is a flowchart for explaining determination of failure of the distance detection relay 146 in the embodiment. The processing of this flowchart is executed by the control device 180 of FIG.

図７および図８を参照して、検出リレー１４６の故障の判断が開始されると（ステップＳ１００）、制御装置１８０は、初めに、接続リレー１４８、バイパスリレー１４９、および距離検出リレー１４６に対して、オン状態（接続状態）にするようそれぞれ指令を送る（ステップＳ１０１）。各リレーは、故障していない限り、制御装置１８０から送られる指令に従って接続状態になる。   Referring to FIGS. 7 and 8, when determination of failure of detection relay 146 is started (step S <b> 100), control device 180 first determines connection relay 148, bypass relay 149, and distance detection relay 146. Then, each command is sent to turn it on (connected state) (step S101). Each relay is connected according to a command sent from the control device 180 as long as it does not fail.

次に、テスト送電のための微小電力（小電力）の伝送が開始される（ステップＳ１０２）。   Next, transmission of minute power (small power) for test power transmission is started (step S102).

微小電力の伝送が開始されると、制御装置１８０は、充電電圧センサ１９０が測定する電圧（以後、「テスト送電電圧」という）が予め定められた閾値以上、かつ、距離検出電圧センサ１４４Ｂが測定する電圧（以後、「距離検出電圧」という）予め定められた閾値以下であるか否か判断する（ステップＳ１０３）。テスト送電電圧が閾値以上、かつ、距離検出電圧が閾値以下の場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、制御装置１８０は、距離検出リレー１４６がオープン故障であると判断する（Ｓ１０４）。一方、ステップＳ１０３において、テスト送電電圧が閾値以上、かつ、距離検出電圧が閾値以下という条件を満たさない場合（ステップＳ１０３でＮＯ）、制御装置１８０は、ステップＳ１０５に処理を進める。なお、テスト送電電圧に対する予め定められた閾値と、距離検出電圧に対する予め定められた閾値とは、異なっていてもよい。   When the transmission of the minute electric power is started, the control device 180 causes the voltage measured by the charging voltage sensor 190 (hereinafter referred to as “test power transmission voltage”) to be equal to or greater than a predetermined threshold and the distance detection voltage sensor 144B measures. It is determined whether or not the voltage (hereinafter referred to as “distance detection voltage”) is equal to or lower than a predetermined threshold (step S103). When the test power transmission voltage is equal to or higher than the threshold and the distance detection voltage is equal to or lower than the threshold (YES in step S103), control device 180 determines that distance detection relay 146 has an open failure (S104). On the other hand, in step S103, when the condition that the test transmission voltage is equal to or higher than the threshold and the distance detection voltage is equal to or lower than the threshold is not satisfied (NO in step S103), control device 180 advances the process to step S105. In addition, the predetermined threshold value for the test transmission voltage may be different from the predetermined threshold value for the distance detection voltage.

ステップＳ１０５において、制御装置１８０は、距離検出電圧が閾値以上であるか否か判断する。距離検出電圧が閾値以上の場合（ステップＳ１０５でＮＯ）、制御装置１８０は、ステップＳ１０３に処理を戻す。一方、距離検出電圧が閾値未満の場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、制御装置１８０は、ステップＳ１０６に処理を進める。   In step S105, control device 180 determines whether or not the distance detection voltage is greater than or equal to a threshold value. If the distance detection voltage is greater than or equal to the threshold (NO in step S105), control device 180 returns the process to step S103. On the other hand, when the distance detection voltage is less than the threshold value (YES in step S105), control device 180 advances the process to step S106.

ステップＳ１０６において、制御装置１８０は、接続リレー１４８および距離検出リレー１４６に対して接続状態になるように、バイパスリレー１４９に対してオフ状態（遮断状態）になるようにそれぞれ指令を送る。   In step S <b> 106, control device 180 sends a command to bypass relay 149 to be in an off state (blocking state) so that connection relay 148 and distance detection relay 146 are connected.

次に、制御装置１８０は、距離検出電圧が閾値以上であるか否か判断する（ステップＳ１０７）。距離検出電圧が閾値未満の場合（ステップＳ１０７でＮＯ）、制御装置１８０は、接続リレー１４８がオープン故障であると判断する（Ｓ１０８）。一方、距離検出電圧が閾値以上の場合（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、制御装置１８０は、ステップＳ１０９に処理を進める。   Next, the control device 180 determines whether or not the distance detection voltage is greater than or equal to a threshold value (step S107). If the distance detection voltage is less than the threshold value (NO in step S107), control device 180 determines that connection relay 148 has an open failure (S108). On the other hand, if the distance detection voltage is greater than or equal to the threshold (YES in step S107), control device 180 advances the process to step S109.

ステップＳ１０９において、制御装置１８０は、接続リレー１４８およびバイパスリレー１４９に対して遮断状態になるように、距離検出リレー１４６に対して接続状態になるようにそれぞれ指令を送る。   In step S <b> 109, control device 180 sends a command to connect to distance detection relay 146 so that connection relay 148 and bypass relay 149 are disconnected.

次に、制御装置１８０は、距離検出電圧が閾値以上であるか否か判断する（ステップＳ１１０）。距離検出電圧が閾値より大きい場合（ステップＳ１１０でＮＯ）、制御装置１８０は、接続リレー１４８がショート故障またはバイパスリレー１４９がショート故障であると判断する（ステップＳ１１１）。一方、距離検出電圧が閾値以下の場合（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、制御装置１８０は、ステップＳ１１２に処理を進める。   Next, the control device 180 determines whether or not the distance detection voltage is greater than or equal to a threshold value (step S110). If the distance detection voltage is greater than the threshold value (NO in step S110), control device 180 determines that connection relay 148 has a short failure or bypass relay 149 has a short failure (step S111). On the other hand, when the distance detection voltage is equal to or lower than the threshold value (YES in step S110), control device 180 advances the process to step S112.

ステップＳ１１２において、制御装置１８０は、接続リレー１４８に対して遮断状態になるように、バイパスリレー１４９および距離検出リレー１４６に対して接続状態になるようにそれぞれ指令を送る。   In step S <b> 112, control device 180 sends a command to connect to bypass relay 149 and distance detection relay 146 so that connection relay 148 is cut off.

次に、制御装置１８０は、距離検出電圧が閾値以上であるか否か判断する（ステップＳ１１３）。距離検出電圧が閾値未満の場合（ステップＳ１１３でＮＯ）、制御装置１８０は、バイパスリレー１４９がオープン故障であると判断する（ステップＳ１１４）。一方、距離検出電圧が閾値以下の場合（ステップＳ１１３でＹＥＳ）、制御装置１８０は、ステップＳ１１５に処理を進める。   Next, the control device 180 determines whether or not the distance detection voltage is greater than or equal to a threshold value (step S113). When the distance detection voltage is less than the threshold value (NO in step S113), control device 180 determines that bypass relay 149 has an open failure (step S114). On the other hand, when the distance detection voltage is equal to or lower than the threshold (YES in step S113), control device 180 advances the process to step S115.

ステップＳ１１５において、制御装置１８０は、接続リレー１４８および距離検出リレー１４６に対して遮断状態になるように、バイパスリレー１４９に対して接続状態になるようにそれぞれ指令を送る。   In step S115, control device 180 sends a command to connect to bypass relay 149 so that connection relay 148 and distance detection relay 146 are disconnected.

次に、制御装置１８０は、距離検出電圧が閾値以下であるか否か判断する（ステップＳ１１６）。距離検出電圧が閾値より大きい場合（ステップＳ１１６でＮＯ）、制御装置１８０は、距離検出リレーがショート故障であると判断する（ステップＳ１１７）。一方、距離検出電圧が閾値以下の場合（ステップＳ１１６でＹＥＳ）、制御装置１８０は、ステップＳ１１８に処理を進める。   Next, the control device 180 determines whether or not the distance detection voltage is equal to or less than a threshold value (step S116). If the distance detection voltage is greater than the threshold (NO in step S116), control device 180 determines that the distance detection relay has a short circuit fault (step S117). On the other hand, when the distance detection voltage is equal to or lower than the threshold (YES in step S116), control device 180 advances the process to step S118.

ステップＳ１１８において、制御装置１８０は、接続リレー１４８、バイパスリレー１４９および距離検出リレー１４６のいずれも故障していないと判断し、蓄電装置１５０の充電が開始される。これにより、図８に示すフローチャートは終了する（ステップＳ１１９）。   In step S118, control device 180 determines that none of connection relay 148, bypass relay 149, and distance detection relay 146 has failed, and charging of power storage device 150 is started. Thereby, the flowchart shown in FIG. 8 ends (step S119).

以上のように、非接触受電装置１０１において、制御装置１８０は、接続リレー１４８およびバイパスリレー１４９が故障していない（正常である）ことを確認したうえで、距離検出リレー１４６の故障を判断する。そのため、接続リレー１４８およびバイパスリレー１４９の故障と、距離検出リレー１４６の故障とを混同することなく、距離検出リレー１４６の故障を判断することが可能になる。   As described above, in the non-contact power receiving apparatus 101, the control apparatus 180 determines that the connection relay 148 and the bypass relay 149 are not broken (normal) and then determines that the distance detection relay 146 is broken. . Therefore, it is possible to determine the failure of the distance detection relay 146 without confusing the failure of the connection relay 148 and the bypass relay 149 with the failure of the distance detection relay 146.

最後に、本発明の実施の形態について総括する。
図２および図７を参照して、本発明の実施の形態による非接触受電装置（１０１）は、蓄電装置（１５０）を充電するための非接触受電装置（１０１）であって、非接触受電装置（１０１）の外部の一次コイル（２２１）から非接触で電力を受電する二次コイル（１１１または１１３）と、二次コイル（１１１または１１３）が受電した電力を整流する整流器（１４０）と、整流器（１４０）が整流した電力を入力端子で受けて、出力端子から蓄電装置（１５０）へ電圧および電流を出力するコンバータ（１４２）と、一次コイル（２２１）と二次コイル（１１１または１１３）との距離を検出するために用いられ、コンバータ（１４２）の出力する電圧および電流を受ける距離検出抵抗（１４４Ａ）と、整流器（１４０）とコンバータ（１４２）の入力端子とを接続するための接続リレー（１４８）と、整流器（１４０）が整流した電力をコンバータ（１４２）を介さずにコンバータ（１４２）の出力端子に送るためのバイパスリレー（１４９）と、コンバータ（１４２）の出力端子と距離検出抵抗（１４４Ａ）とを接続する距離検出リレー（１４６）と、コンバータ（１４２）の出力端子と蓄電装置（１５０）とを接続する充電リレー（ＳＭＲ２）と、充電リレー（ＳＭＲ２）のコンバータ（１４２）側の電圧を検出する第１電圧センサ（１９０）と、距離検出抵抗（１４４Ａ）に印加される電圧を検出する第２電圧センサ（１４４Ｂ）と、充電リレー（ＳＭＲ２）が非導通状態であって二次コイル（１１１または１１３）が一次コイル（２２１）から電力を受電しているときに、接続リレー（１４８）およびバイパスリレー（１４９）がともに正常であると判断したうえで距離検出リレー（１４６）への切り替え指示と第２電圧センサ（１４４Ｂ）の検出する電圧とに基づいて距離検出リレー（１４６）の故障を判断する判断部（制御装置１８０）とを備える。 Finally, embodiments of the present invention will be summarized.
2 and 7, contactless power receiving device (101) according to an embodiment of the present invention is a contactless power receiving device (101) for charging power storage device (150), and includes contactless power receiving. A secondary coil (111 or 113) that receives power from the primary coil (221) outside the device (101) in a non-contact manner; and a rectifier (140) that rectifies the power received by the secondary coil (111 or 113); The converter (142) that receives the power rectified by the rectifier (140) at the input terminal and outputs voltage and current from the output terminal to the power storage device (150), the primary coil (221), and the secondary coil (111 or 113) ), A distance detection resistor (144A) that receives the voltage and current output from the converter (142), the rectifier (140), and the converter (1). 2) and a bypass relay (149) for sending the power rectified by the rectifier (140) to the output terminal of the converter (142) without going through the converter (142). ), A distance detection relay (146) connecting the output terminal of the converter (142) and the distance detection resistor (144A), and a charge relay (SMR2) connecting the output terminal of the converter (142) and the power storage device (150) ), A first voltage sensor (190) for detecting the voltage on the converter (142) side of the charging relay (SMR2), and a second voltage sensor (144B) for detecting a voltage applied to the distance detection resistor (144A). When the charging relay (SMR2) is in a non-conductive state and the secondary coil (111 or 113) receives power from the primary coil (221) The distance detection is based on the switching instruction to the distance detection relay (146) and the voltage detected by the second voltage sensor (144B) after determining that both the connection relay (148) and the bypass relay (149) are normal. And a determination unit (control device 180) for determining failure of the relay (146).

本発明によると、非接触電力伝送システムにおいて、接続リレー、バイパスリレー、および距離検出リレーなどの複数のリレーが含まれる非接触受電装置において、距離検出リレーの故障をチェックすることが可能になる。   According to the present invention, in a non-contact power transmission system, in a non-contact power receiving apparatus including a plurality of relays such as a connection relay, a bypass relay, and a distance detection relay, it is possible to check a failure of the distance detection relay.

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。   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 the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

１０ 車両給電システム、８９ 電力伝送システム、９０，２２０ 送電部、９１，１１０ 受電部、９２ 第１コイル、９３ 第２コイル、９４，９９，１１１，２２１ 共振コイル、９５，９８，１１２，２２２ キャパシタ、９６ 第３コイル、９７ 第４コイル、１００ 車両、１０１ 非接触受電装置、１１３，２２３ 二次コイル、１１４ リレー、１１８ 電気負荷装置、１２０ カメラ、１２２ 給電ボタン、１３０，２３０ 通信ユニット、１４０ 整流器、１４１ 平滑コンデンサ、１４２ 充電器、１４４ 電圧検出部、１４４Ａ 距離検出抵抗、１４４Ｂ 距離検出電圧センサ、１４６ 距離検出リレー、１４８ 接続リレー、１４９ バイパスリレー、１５０ 蓄電装置、１６２ 昇圧コンバータ、１６４，１６６ インバータ、１７２，１７４ モータジェネレータ、１７６ エンジン、１７７ 動力分割装置、１７８ 駆動輪、１８０ 制御装置、１９０ 充電電圧センサ、１９３ 電流センサ、２００ 送電装置、２１０ 電源装置、Ｃ１，Ｃ２ キャパシタンス、Ｌｒ，Ｌｔ インダクタンス、ＰＬ０ 電力線、ＰＬ２ 正極線、ＲＹ１ 切替リレー、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２ システムメインリレー、ＶＲ 充電電圧、ＶＲ０ 受電電圧。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle electric power feeding system, 89 Electric power transmission system, 90,220 Power transmission part, 91,110 Power receiving part, 92 1st coil, 93 2nd coil, 94,99,111,221 Resonance coil, 95,98,112,222 Capacitor , 96 3rd coil, 97 4th coil, 100 vehicle, 101 non-contact power receiving device, 113, 223 secondary coil, 114 relay, 118 electrical load device, 120 camera, 122 feeding button, 130, 230 communication unit, 140 rectifier , 141 smoothing capacitor, 142 charger, 144 voltage detection unit, 144A distance detection resistance, 144B distance detection voltage sensor, 146 distance detection relay, 148 connection relay, 149 bypass relay, 150 power storage device, 162 boost converter, 164, 166 inverter , 17 , 174 Motor generator, 176 engine, 177 power split device, 178 drive wheel, 180 control device, 190 charging voltage sensor, 193 current sensor, 200 power transmission device, 210 power supply device, C1, C2 capacitance, Lr, Lt inductance, PL0 power line , PL2 positive line, RY1 switching relay, SMR1, SMR2 system main relay, VR charging voltage, VR0 receiving voltage.

Claims (1)

蓄電装置を充電するための非接触受電装置であって、
前記非接触受電装置の外部の一次コイルから非接触で電力を受電する二次コイルと、
前記二次コイルが受電した電力を整流する整流器と、
前記整流器が整流した電力を入力端子で受けて、出力端子から前記蓄電装置へ電圧および電流を出力するコンバータと、
前記一次コイルと前記二次コイルとの距離を検出するために用いられ、前記コンバータの出力する電圧および電流を受ける距離検出抵抗と、
前記整流器と前記コンバータの入力端子とを接続するための接続リレーと、
前記整流器が整流した電力を前記コンバータを介さずに前記コンバータの前記出力端子に送るためのバイパスリレーと、
前記コンバータの前記出力端子と前記距離検出抵抗とを接続する距離検出リレーと、
前記コンバータの前記出力端子と前記蓄電装置とを接続する充電リレーと、
前記充電リレーの前記コンバータ側の電圧を検出する第１電圧センサと、
前記距離検出抵抗に印加される電圧を検出する第２電圧センサと、
前記充電リレーが非導通状態であって前記二次コイルが前記一次コイルから電力を受電しているときに、前記接続リレーおよび前記バイパスリレーがともに正常であると判断したうえで前記距離検出リレーへの切り替え指示と前記第２電圧センサの検出する電圧とに基づいて前記距離検出リレーの故障を判断する判断部とを備える、非接触受電装置。 A non-contact power receiving device for charging a power storage device,
A secondary coil that receives power in a non-contact manner from a primary coil outside the non-contact power receiving device;
A rectifier that rectifies the power received by the secondary coil;
A converter that receives power rectified by the rectifier at an input terminal and outputs voltage and current from an output terminal to the power storage device;
A distance detecting resistor used for detecting a distance between the primary coil and the secondary coil, and receiving a voltage and a current output from the converter;
A connection relay for connecting the rectifier and the input terminal of the converter;
A bypass relay for sending the power rectified by the rectifier to the output terminal of the converter without going through the converter;
A distance detection relay connecting the output terminal of the converter and the distance detection resistor;
A charging relay connecting the output terminal of the converter and the power storage device;
A first voltage sensor for detecting a voltage on the converter side of the charging relay;
A second voltage sensor for detecting a voltage applied to the distance detection resistor;
When the charging relay is in a non-conductive state and the secondary coil is receiving power from the primary coil, it is determined that both the connection relay and the bypass relay are normal, and then the distance detection relay A non-contact power receiving apparatus comprising: a determination unit that determines a failure of the distance detection relay based on a switching instruction of the second voltage sensor and a voltage detected by the second voltage sensor.
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