JP6221460B2 - Non-contact power supply device and non-contact power supply system - Google Patents

Non-contact power supply device and non-contact power supply system Download PDF

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Description

本発明は、非接触給電装置及び非接触給電システムに関するものである。   The present invention relates to a contactless power supply device and a contactless power supply system.

道路側に設けた複数の一次自己共振コイルと、車両に設けた複数の二次自己共振コイルと切換手段とを備え、一次自己共振コイルから二次自己共振コイルへ給電する車両充電システムが開示されている（特許文献１）。この複数の二次自己共振コイルは、車両が移動する場合に、一次自己共振コイルに正対して対向する二次自己共振コイルが切り換わるように配置する。切換手段は、所定の条件成立時に特定した対を構成する一次自己共振コイルにのみ電力を供給するように、車両の移動に伴って、電力を供給する一次自己共振コイルを切り換える。そして、複数の一次自己共振コイルを、車両の進行方向に対して直線上で１列に、直線路に並べるものである。   Disclosed is a vehicle charging system that includes a plurality of primary self-resonant coils provided on a road side, a plurality of secondary self-resonant coils provided on a vehicle, and switching means, and supplies power from the primary self-resonant coil to the secondary self-resonant coil. (Patent Document 1). The plurality of secondary self-resonant coils are arranged such that when the vehicle moves, the secondary self-resonant coil facing the primary self-resonant coil is switched. The switching means switches the primary self-resonant coil that supplies power as the vehicle moves so that power is supplied only to the primary self-resonant coils that constitute the pair specified when a predetermined condition is satisfied. A plurality of primary self-resonant coils are arranged in a straight line in a straight line with respect to the traveling direction of the vehicle.

特開２０１１−１６７０３１号公報JP 2011-167031 A

しかしながら、車両が、複数の一次自己共振コイルを並べた直線に対して、垂直方向にずれて走行した場合には、二次自己共振コイルが一次自己共振コイルと正対した対向しないため、給電効率が低下するという問題がある。   However, when the vehicle travels in the vertical direction with respect to a straight line in which a plurality of primary self-resonant coils are arranged, the secondary self-resonant coil does not face the primary self-resonant coil. There is a problem that decreases.

本発明が解決しようとする課題は、給電効率の低下を抑制できる非接触給電装置又は非接触給電システムを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a non-contact power supply device or a non-contact power supply system that can suppress a decrease in power supply efficiency.

本発明は、車両の走行する所定の方向を長手方向とし、当該長手方向にコイル用の配線を延在させた基部、受電コイルと対向する送電コイルの対向面で、少なくとも長手方向以外の方向にコイル用の配線を延在させて、基部とともに形成されるコイル面を拡大する複数の拡大部、及び、複数の拡大部に対応して設けられ、拡大部と基部との間の電気的な導通及び遮断を切り替える切替部により、送電コイルを構成することによって上記課題を解決する。   In the present invention, a predetermined direction in which a vehicle travels is a longitudinal direction, and a base portion in which a wiring for a coil extends in the longitudinal direction, a facing surface of a power transmission coil facing a power receiving coil, at least in a direction other than the longitudinal direction A plurality of enlarged portions that extend the coil surface formed with the base by extending the wiring for the coil, and an electrical continuity between the enlarged portion and the base provided corresponding to the plurality of enlarged portions And the said subject is solved by comprising a power transmission coil by the switching part which switches interruption | blocking.

本発明は、車両の進行方向に沿った面において、当該進行方向以外の方向に向けて、送電コイルのコイル面の面積を拡大することで磁束量を増加しているため、車両の進行方向がずれた場合に、給電効率の低下を抑制することができる。   Since the present invention increases the amount of magnetic flux by enlarging the area of the coil surface of the power transmission coil in a direction along the traveling direction of the vehicle in a direction other than the traveling direction, the traveling direction of the vehicle In the case of deviation, a decrease in power supply efficiency can be suppressed.

本発明の実施形態に係る非接触給電システムの概要図である。It is a schematic diagram of the non-contact electric supply system concerning the embodiment of the present invention. 図１の非接触給電システムのコントローラのブロック図である。It is a block diagram of the controller of the non-contact electric power feeding system of FIG. 図１の非接触給電システムにおいて、走行中の車両の受電コイルと送電コイルとの位置関係を示す概要図である。In the non-contact electric power feeding system of FIG. 1, it is a schematic diagram which shows the positional relationship of the receiving coil and power transmission coil of the vehicle in driving | running | working. 図１の非接触給電システムにおいて、送電コイルの形状の遷移を示す概要図である。In the non-contact electric power feeding system of FIG. 1, it is a schematic diagram which shows the transition of the shape of a power transmission coil. 図１の非接触給電システムのうち、１次側の給電装置の概要図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a primary-side power supply device in the non-contact power supply system of FIG. 1. 図１の非接触給電システムにおいて、受電コイルと送電コイルとの位置関係を示す概要図である。In the non-contact electric power feeding system of FIG. 1, it is a schematic diagram which shows the positional relationship of a receiving coil and a power transmission coil. 図２のコントローラの制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure of the controller of FIG. 本発明及び参考例の漏洩電磁界の強さを説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the strength of the leakage electromagnetic field of this invention and a reference example. 本発明の変形例に係る非接触給電システムの送電コイルの一部を拡大した拡大図である。It is the enlarged view to which a part of power transmission coil of the non-contact electric power feeding system which concerns on the modification of this invention was expanded. 図９の送電コイルにおいて、切替部の状態を説明するための概要図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a state of a switching unit in the power transmission coil of FIG. 9. 本発明の他の実施形態に係る非接触給電システムの送電コイルの一部を拡大した拡大図である。It is the enlarged view to which a part of power transmission coil of the non-contact electric power feeding system which concerns on other embodiment of this invention was expanded. 図１１の送電コイルにおいて、切替部の状態を説明するための概要図である。FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a state of a switching unit in the power transmission coil of FIG. 11. 本発明及び比較例の、位置ズレ量に対する給電効率の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the electric power feeding efficiency with respect to positional offset amount of this invention and a comparative example.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<< First Embodiment >>

図１は、本発明の実施形態に係る非接触給電装置を含む非接触給電システムの概要図である。本例の非接触給電システムは、電気自動車やハイブリッド車両等の車両に設けられたバッテリに対して、地上側の給電装置から、非接触で電力を供給することで、バッテリを充電するシステムとして用いられる。なお、本例の非接触給電システムは、車両に限らず、他の移動体に搭載されてもよい。また、本例の非接触給電システムは、車両のバッテリに限らず、例えば車両のモータなどの負荷に対して、電力を供給してもよい。   FIG. 1 is a schematic diagram of a non-contact power supply system including a non-contact power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. The non-contact power supply system of this example is used as a system for charging a battery by supplying power in a non-contact manner from a power supply device on the ground side to a battery provided in a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. It is done. In addition, the non-contact electric power feeding system of this example may be mounted not only in a vehicle but in another mobile body. Further, the non-contact power feeding system of this example is not limited to a vehicle battery, and may supply power to a load such as a vehicle motor, for example.

非接触給電システムは、交流電源１０と、高周波電源回路２０と、送電コイル３０と、受電コイル４０とを備えている。交流電源１０、高周波電源回路２０、送電コイル３０は、地上側に設けられ、受電コイル４０は車両１側に設けられている。   The non-contact power supply system includes an AC power supply 10, a high frequency power supply circuit 20, a power transmission coil 30, and a power reception coil 40. The AC power supply 10, the high frequency power supply circuit 20, and the power transmission coil 30 are provided on the ground side, and the power reception coil 40 is provided on the vehicle 1 side.

交流電源１０は、例えば三相交流を出力する商用電源である。高周波電源回路２０は、整流器、インバータ、及び平滑回路等を有しており、交流電源１０から出力される電力を、例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度の交流電力に変換して、送電コイル３０に出力する回路である。高周波電電回路２０のインバータは、ＩＧＢＴ又はＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子とダイオードを互いに逆向きで並列に接続したものを、複数接続することで構成される電圧側インバータである。そして、後述するコントローラにより、複数のスイッチング素子のオン、オフが制御されることで、送電コイル３０から受電コイル４０に供給される電力が制御される。   The AC power source 10 is a commercial power source that outputs, for example, three-phase AC. The high frequency power supply circuit 20 includes a rectifier, an inverter, a smoothing circuit, and the like. The high frequency power supply circuit 20 converts power output from the AC power supply 10 into AC power of, for example, several kHz to several hundred kHz, It is a circuit to output. The inverter of the high-frequency electric circuit 20 is a voltage-side inverter configured by connecting a plurality of switching elements such as IGBTs or MOSFETs and diodes connected in parallel in opposite directions. And the electric power supplied to the receiving coil 40 from the power transmission coil 30 is controlled by controlling the ON / OFF of a some switching element by the controller mentioned later.

送電コイル３０は、受電コイル４０に対して、少なくとも磁気的な結合によって非接触で電力を送電するコイルであって、地上（道路）に埋設されている。送電コイル３０は、基部３１、切替部３２、及び拡大部３３を有している。   The power transmission coil 30 is a coil that transmits electric power to the power reception coil 40 in a non-contact manner at least by magnetic coupling, and is embedded in the ground (road). The power transmission coil 30 includes a base 31, a switching unit 32, and an enlargement unit 33.

基部３１は、車両の進行方向を長手方向として、長手方向にコイル用の配線を延在させることで構成されており、送電コイル３０の一部分である。図１では、車両の進行方向をＸ方向としているため、基部３１の長手方向もＸ方向となる。基部３１は、コイル用の配線を、屈曲させることで、２つの矩形をもつ形状に形成されている。２つの矩形のうち、一方の矩形は高周波電源回路２０からＹ方向に延在し、他方の矩形は、当該一方の矩形の一端から、Ｘ方向に延在している。そして、他方の矩形を形成する辺のうち、長辺の配線３１ａ、３１ｂがＸ方向（長手方向）に、短辺の配線３１ｃ、３１ｄがＹ方向に（長手方向に対して垂直な方向）なるように、形成されている。配線３１ａ〜３１ｄは、一本の導線、複数の導線を重ねた線、あるいは、複数の導線を捻ったケーブル状の線等で構成されている。また、基部３１は、送電コイル３０の他の部分である切替部３２及び拡大部３３と、面積の切り替えを可能とするコイル面を形成するために、同列で平行に並べられた長辺の配線３１ａ、３１ｂ間には隙間が設けられ、同様に短辺の配線３１ｃ、３１ｄ間にも隙間が設けられている。また、長辺の配線３１ｂは、複数の切替部３２を構成するために、間隔を空けつつ複数の配線を直線状に並べるように、配置されている。   The base 31 is configured by extending a wiring for a coil in the longitudinal direction with the traveling direction of the vehicle as a longitudinal direction, and is a part of the power transmission coil 30. In FIG. 1, since the traveling direction of the vehicle is the X direction, the longitudinal direction of the base 31 is also the X direction. The base 31 is formed in a shape having two rectangles by bending a coil wiring. Of the two rectangles, one rectangle extends from the high-frequency power supply circuit 20 in the Y direction, and the other rectangle extends from one end of the one rectangle in the X direction. Of the sides forming the other rectangle, the long-side wires 31a and 31b are in the X direction (longitudinal direction), and the short-side wires 31c and 31d are in the Y direction (perpendicular to the longitudinal direction). So that it is formed. The wirings 31a to 31d are configured by a single conducting wire, a wire obtained by superimposing a plurality of conducting wires, a cable-like wire obtained by twisting a plurality of conducting wires, or the like. In addition, the base 31 has a switching part 32 and an enlargement part 33 that are other parts of the power transmission coil 30, and a long-side wiring arranged in parallel in the same row in order to form a coil surface that enables area switching. A gap is provided between 31a and 31b, and similarly, a gap is also provided between the short-side wirings 31c and 31d. Further, the long-side wiring 31b is arranged so that a plurality of wirings are arranged in a straight line with a space therebetween in order to form a plurality of switching units 32.

切替部３２は、複数の拡大部３３と基部３１との間の電気的な導通及び遮断を切り替える部分である。切替部３２は、複数の拡大部３３に対応して設けられ、複数の切替部３２と複数の拡大部３３は、それぞれ対応しつつ、組になっている。切替部３２は、スイッチ機能を有した機械的な機構、又は、トランジスタなどの半導体スイッチにより構成される。また、各切替部３２は、それぞれａ接点とｂ接点を有している。ａ接点は、基部３１と拡大部３３との間を電気的に遮断しつつ、基部３１の長辺の配線３１ｂを導通するための接点である。一方、ｂ接点は、基部３１と拡大部３３との間を電気的に導通しつつ、基部３１の長辺の配線３１ｂを遮断するための接点である。なお、図１において、切替部３２のａ接点は、切替部３２の先端部分同士の接触部分を、便宜上、接点としている、また、複数の切替部３２は、高周波電源回路２０に対して遠い位置から順に、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃと記載する。   The switching unit 32 is a part that switches electrical conduction and blocking between the plurality of enlarged units 33 and the base 31. The switching unit 32 is provided corresponding to the plurality of enlargement units 33, and the plurality of switching units 32 and the plurality of enlargement units 33 are paired while corresponding to each other. The switching unit 32 includes a mechanical mechanism having a switch function or a semiconductor switch such as a transistor. Each switching unit 32 has an a contact and a b contact. The a contact is a contact for electrically connecting the long side wiring 31b of the base 31 while electrically blocking between the base 31 and the enlarged portion 33. On the other hand, the b contact is a contact for cutting off the long-side wiring 31b of the base 31 while electrically connecting the base 31 and the enlarged portion 33. In FIG. 1, the contact “a” of the switching unit 32 uses the contact portion between the tip portions of the switching unit 32 as a contact for convenience, and the plurality of switching units 32 are located far from the high-frequency power supply circuit 20. In order, they are described as 32A, 32B, and 32C.

拡大部３３は、コイル用の配線で形成される送電コイル１１のコイル面を拡大する部分であり、基部３１に対して切替部３２を介しつつコイル用の配線を延在させた部分である。拡大部３３は、複数の切替部３２に対応しつつ、複数設けられている。拡大部３３は、送電コイル３０のコイル面を含む平面（図１のＸＹ平面）で、Ｙ方向を長手方向とする配線３３ａ、３３ｂと、Ｘ方向を長手方向とする配線３３ｃを有している。また、配線３３ｃの両端が、配線３３ａ及び配線３３ｂのそれぞれの一端に接続されている。配線３３ａ〜配線３３ｃで形成される矩形は、受電コイル４０のコイル面と対応している。複数の拡大部３３の形状は、互いに同一形状である。   The enlarged portion 33 is a portion that enlarges the coil surface of the power transmission coil 11 formed by the coil wiring, and is a portion in which the coil wiring is extended with respect to the base portion 31 via the switching portion 32. A plurality of enlargement units 33 are provided corresponding to the plurality of switching units 32. The enlarging unit 33 is a plane including the coil surface of the power transmission coil 30 (XY plane in FIG. 1), and includes wirings 33a and 33b whose longitudinal direction is the Y direction and wirings 33c whose longitudinal direction is the X direction. . Further, both ends of the wiring 33c are connected to one end of each of the wiring 33a and the wiring 33b. A rectangle formed by the wirings 33 a to 33 c corresponds to the coil surface of the power receiving coil 40. The plurality of enlarged portions 33 have the same shape.

これにより、拡大部３３は、受電コイル４０と対向する送電コイル１１の対向面（送電コイル１１のコイル面であって、図１のＸＹ平面）で、基部３１の長手方向以外の方向に配線を延在させて、基部３１と形成するコイル面を拡大させている。言い換えると、拡大部３３は、基部３１の配線で形成されるコイル面を、Ｙ方向に向かって拡大するように、構成されている。なお、図１において、複数の拡大部３３は、高周波電源回路２０に対して遠い位置から順に、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃと記載する。   As a result, the enlarged portion 33 is wired in a direction other than the longitudinal direction of the base portion 31 on the facing surface of the power transmission coil 11 facing the power receiving coil 40 (the coil surface of the power transmission coil 11 and the XY plane in FIG. 1). The coil surface to be formed is expanded by extending the base 31. In other words, the enlarged portion 33 is configured to enlarge the coil surface formed by the wiring of the base portion 31 in the Y direction. In FIG. 1, the plurality of enlarged portions 33 are described as 33A, 33B, and 33C in order from a position far from the high frequency power supply circuit 20.

基部３１、切替部３２、及び拡大部３３は、切替部３２による接点のつながりに応じて、１つのコイル面（配線により閉じられ、コイルとして機能する面）を形成する。送電コイル１１のコイル面は、例えば地平線に沿った面と平行な面になる。   The base 31, the switching unit 32, and the enlargement unit 33 form one coil surface (a surface that is closed by wiring and functions as a coil) according to the connection of the contacts by the switching unit 32. The coil surface of the power transmission coil 11 is, for example, a surface parallel to the surface along the horizon.

受電コイル４０は、送電コイル３０のコイル面と平行な面をコイル面とするコイルであって、例えば車両１のシャーシに設けられている。   The power receiving coil 40 is a coil having a coil surface that is parallel to the coil surface of the power transmitting coil 30, and is provided in the chassis of the vehicle 1, for example.

図２は、非接触給電システムのうち地上側の給電装置のコントローラのブロック図である。コントローラ１００は、車両検知部１０１と、コイル検知部１０２と、コイル制御部１０３と、電源回路制御部１０４とを有している。   FIG. 2 is a block diagram of a controller of the ground-side power supply apparatus in the non-contact power supply system. The controller 100 includes a vehicle detection unit 101, a coil detection unit 102, a coil control unit 103, and a power supply circuit control unit 104.

車両検知部１０１は、移動体である車両１が給電経路内に入るか否かを判定する。給電経路は、送電コイル１１を備えた走行車線の所定範囲を示している。車両検知部１０１は、例えば、車両１と無線通信を行い、車両１の位置情報を取得して、車両１の位置が給電経路内にあるか否かを判定することで、車両１を検知する。   The vehicle detection unit 101 determines whether or not the vehicle 1 that is a moving body enters the power supply path. The power supply path indicates a predetermined range of the traveling lane provided with the power transmission coil 11. For example, the vehicle detection unit 101 performs wireless communication with the vehicle 1, acquires position information of the vehicle 1, and detects the vehicle 1 by determining whether the position of the vehicle 1 is in the power feeding path. .

コントローラ１００のシステムのうち、車両検知部１０１に係るシステムは、常時、動作しているが、他のシステムは、消費電力を減らすために、停止している。コントローラ１００は、車両検知部１０１により、給電経路内で車両１を検知すると、車両検知部１０１以外の他のシステムを起動させる。また、車両検知部１０１は、車両１が給電経路内に進入した場合には、給電経路内で車両１を検知したことを示す信号を、コイル制御部１０３及び電源回路制御部１０４に出力する。   Among the systems of the controller 100, the system related to the vehicle detection unit 101 is always operating, but the other systems are stopped to reduce power consumption. When the vehicle detection unit 101 detects the vehicle 1 in the power feeding path, the controller 100 activates a system other than the vehicle detection unit 101. Further, when the vehicle 1 enters the power supply path, the vehicle detection unit 101 outputs a signal indicating that the vehicle 1 has been detected in the power supply path to the coil control unit 103 and the power supply circuit control unit 104.

コイル検知部１０２は、受電コイル４０の位置を検知して、受電コイル４０の位置が送電コイル３０の有効範囲内であるか否かを判定する。コイル検知部１０２は、判定結果を示す信号を、コイル制御部１０３及び電源回路制御部１０４に出力する。なお、送電コイル３０の有効範囲については、後述する。   The coil detection unit 102 detects the position of the power receiving coil 40 and determines whether or not the position of the power receiving coil 40 is within the effective range of the power transmitting coil 30. The coil detection unit 102 outputs a signal indicating the determination result to the coil control unit 103 and the power supply circuit control unit 104. The effective range of the power transmission coil 30 will be described later.

コイル制御部１０３は、車両検知部１０１の検知結果及びコイル検知部１０２の検知結果に基づき、切替部３２Ａ〜３２Ｃのａ接点とｂ接点との切り替えを制御する。電源回路制御部１０４は、車両検知部１０１の検知結果及びコイル検知部１０２の検知結果に基づき、高周波電源回路２０のインバータ回路のスイッチング素子を制御する。また、電源回路制御部１０４は、車両１からの要求される電力に基づいて、送電コイル３０から受電コイル４０に対して、要求電力に応じた電力を給電するように、当該スイッチング素子を制御する。   The coil control unit 103 controls switching between the a contact and the b contact of the switching units 32 </ b> A to 32 </ b> C based on the detection result of the vehicle detection unit 101 and the detection result of the coil detection unit 102. The power supply circuit control unit 104 controls the switching elements of the inverter circuit of the high frequency power supply circuit 20 based on the detection result of the vehicle detection unit 101 and the detection result of the coil detection unit 102. In addition, the power supply circuit control unit 104 controls the switching element so as to supply power corresponding to the required power from the power transmission coil 30 to the power receiving coil 40 based on the power required from the vehicle 1. .

次に、本例の非接触給電システムにより、車両１のバッテリを充電する際の切替部３２Ａ〜３２Ｃの切り替えのタイミングについて、図３を用いて説明する。図３は、走行中の車両１の受電コイル４０と送電コイル３０との位置関係を示す概要図であって、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順で車両が移動している。なお、図３に示す送電コイル３０は、図１の送電コイル３０のうち、基部３１の一部を簡略化した上で図示している。   Next, the switching timing of the switching units 32A to 32C when the battery of the vehicle 1 is charged by the non-contact power feeding system of this example will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing the positional relationship between the power receiving coil 40 and the power transmitting coil 30 of the traveling vehicle 1, and the vehicle is moving in the order of (a), (b), and (c). Note that the power transmission coil 30 illustrated in FIG. 3 is illustrated after a part of the base 31 is simplified in the power transmission coil 30 of FIG. 1.

本例の非接触給電システムは、給電経路内を走行している走行中の車両に対して、非接触で電力を供給する。そして、本例の非接触給電システムは、電力供給の効率を高めるために、車両の動きと、切替部３２Ａ〜３２Ｃの切り替えタイミングとを合わせている。すなわち、図３に示すように、Ｘ方向を進行方向とする車両について、車両１の受電コイル４０が、拡大部３３内に入ったときに、切替部３２はｂ接点に接続し、車両１の受電コイル４０が、拡大部３３外である場合には、切替部３２は、ａ接点に接続する。   The non-contact power feeding system of this example supplies power in a non-contact manner to a traveling vehicle that is traveling in a power feeding path. And the non-contact electric power feeding system of this example has matched the motion of the vehicle, and the switching timing of switching part 32A-32C, in order to raise the efficiency of electric power supply. That is, as shown in FIG. 3, for a vehicle whose traveling direction is the X direction, when the power receiving coil 40 of the vehicle 1 enters the enlargement unit 33, the switching unit 32 is connected to the b contact, When the power receiving coil 40 is outside the expansion unit 33, the switching unit 32 is connected to the a contact.

図３（ａ）に示すように、受電コイル４０が、拡大部３３Ｃ内に入ったときには、切替部３３Ｃのｂ接点が接続され、切替部３３Ａ、３３Ｂのａ接点が接続される。そのため、拡大部３３Ｃは基部３１と電気的に導通され、拡大部３３Ａ、３３Ｂは、基部３１と電気的に遮断される。   As shown in FIG. 3A, when the power receiving coil 40 enters the enlarged portion 33C, the b contact of the switching unit 33C is connected, and the a contact of the switching units 33A and 33B is connected. Therefore, the enlarged portion 33C is electrically connected to the base 31 and the enlarged portions 33A and 33B are electrically disconnected from the base 31.

車両１が走行すると、車両１の位置が、図３（ａ）で示す位置から、図３（ｂ）で示す位置になる。受電コイル４０が、拡大部３３Ｂ内に入ったときには、切替部３３Ｂのｂ接点が接続され、切替部３３Ａ、３３Ｃのａ接点が接続される。そのため、拡大部３３Ｂは基部３１と電気的に導通され、拡大部３３Ａ、３３Ｃは、基部３１と電気的に遮断される。   When the vehicle 1 travels, the position of the vehicle 1 changes from the position shown in FIG. 3A to the position shown in FIG. When the power receiving coil 40 enters the enlarged portion 33B, the b contact of the switching unit 33B is connected and the a contact of the switching units 33A and 33C is connected. Therefore, the enlarged portion 33B is electrically connected to the base 31 and the enlarged portions 33A and 33C are electrically disconnected from the base 31.

車両１がさらに走行すると、車両１の位置が、図３（ｂ）で示す位置から、図３（ｃ）で示す位置になる。受電コイル４０が、拡大部３３Ａ内に入ったときには、切替部３３Ａのｂ接点が接続され、切替部３３Ｂ、３３Ｃのａ接点が接続される。そのため、拡大部３３Ａは基部３１と電気的に導通され、拡大部３３Ｂ、３３Ｃは、基部３１と電気的に遮断される。   When the vehicle 1 further travels, the position of the vehicle 1 changes from the position shown in FIG. 3B to the position shown in FIG. When the power receiving coil 40 enters the enlarged portion 33A, the b contact of the switching portion 33A is connected, and the a contacts of the switching portions 33B and 33C are connected. Therefore, the enlarged portion 33A is electrically connected to the base 31 and the enlarged portions 33B and 33C are electrically disconnected from the base 31.

これにより、コントローラ１００が、車両１の動きに基づいて複数の切替部３３を制御することで、本例の非接触給電システムは、車両１の受電コイル４０の位置に対応して、送電コイル３０のコイル面を、車両１の進行方向と垂直な方向に向かって、拡大させている。   Accordingly, the controller 100 controls the plurality of switching units 33 based on the movement of the vehicle 1, so that the non-contact power feeding system of the present example corresponds to the position of the power receiving coil 40 of the vehicle 1, and the power transmitting coil 30. The coil surface is enlarged in the direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle 1.

次に、図３に示すように、ａ接点に接続する切替部３２を、車両１の走行に合わせて遷移させた場合の送電コイル３０のコイル面の面積について、図４を用いて説明する。図４は、図３に示す非接触給電システムのうち、送電コイル３０のみを表している。なお、図４の（ａ）〜（ｃ）は、図３の（ａ）〜（ｃ）と同様に、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順で、時系列を表している。   Next, as shown in FIG. 3, the area of the coil surface of the power transmission coil 30 when the switching unit 32 connected to the “a” contact is changed according to the traveling of the vehicle 1 will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 shows only the power transmission coil 30 in the non-contact power feeding system shown in FIG. 4A to 4C represent time series in the order of (a), (b), and (c), similarly to (a) to (c) of FIG.

図３で示したように、複数の拡大部３３のうち、一つの拡大部３３が、車両１の走行に合わせて、電気的に導通している。また、図１に示すように、複数の拡大部３３は同一の形状で構成され、車両の進行方向に沿うように、一列に並べて配置されている。そのため、車両１の走行に合わせて形成される送電コイル３０のコイル面の形は、図４に示すように、時系列で変わっている。   As shown in FIG. 3, among the plurality of enlarged portions 33, one enlarged portion 33 is electrically connected in accordance with the traveling of the vehicle 1. Moreover, as shown in FIG. 1, the several enlarged part 33 is comprised by the same shape, and is located in a line along the advancing direction of a vehicle. Therefore, the shape of the coil surface of the power transmission coil 30 formed in accordance with the traveling of the vehicle 1 changes in time series as shown in FIG.

一方、コイル面の面積については、複数の拡大部３３のうち、一つの拡大部３３が基部３１と電気的に導通することで、コイル面の面積は拡大するが、他の拡大部３３は基部３１から遮断されているため、拡大される部分の位置が、車両１の走行に合わせて移動するだけである。すなわち、送電コイル３０は、複数の拡大部３３のうち一つの拡大部３３と基部３１とを導通させたときに、常にコイル面の面積を同一になる形状に形成している。また、複数の切替部３３の切り替えでは、複数の拡大部３３のうち一つの拡大部３３と基部３１とを導通させたときに、常にコイル面の面積を同一になるように、複数の切替部３３が制御されている。   On the other hand, regarding the area of the coil surface, the area of the coil surface is expanded by electrically connecting one of the plurality of enlarged portions 33 to the base portion 31, while the other enlarged portion 33 is the base portion. Since it is cut off from 31, the position of the enlarged portion only moves in accordance with the traveling of the vehicle 1. That is, the power transmission coil 30 is formed in a shape in which the area of the coil surface is always the same when one enlarged portion 33 and the base portion 31 are electrically connected among the plurality of enlarged portions 33. Further, in the switching of the plurality of switching units 33, the plurality of switching units are arranged so that the area of the coil surface is always the same when one of the plurality of expanding units 33 is electrically connected to the base 31. 33 is controlled.

これにより、車両１の負荷（バッテリ、モータなど）が一定である場合には、送電コイル３０に流す電流を一定に保つことができる。   Thereby, when the load (battery, motor, etc.) of the vehicle 1 is constant, the current flowing through the power transmission coil 30 can be kept constant.

次に、図５を用いて、送電コイル３０のインダクタンス値について説明する。図５は、図１に示す非接触給電システムのうち、地上側（１次側）の構成を示した概要図である。ただし、送電コイル３０のインダクタンスを図で明示するために、各配線のインダクタンスを、コイルの回路図で表している。   Next, the inductance value of the power transmission coil 30 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration on the ground side (primary side) in the non-contact power feeding system illustrated in FIG. 1. However, in order to clearly show the inductance of the power transmission coil 30 in the figure, the inductance of each wiring is represented by a circuit diagram of the coil.

基部３１のインダクタンスをＬｆとし、拡大部３３ＡのインダクタンスをＬＶ１とし、拡大部３３ＢのインダクタンスをＬＶ２とし、拡大部３３ＣのインダクタンスをＬＶ３とする。図５では、基部３１のインダクタンスを分かり易くするために、複数のコイルで標記しているが、基部３１自体のインダクタンスが、Ｌｆとなる。 The inductance of the base portion 31 and L f, the inductance of the enlarged portion 33A and L V1, the inductance of the enlarged portion 33B and L V2, the inductance of the enlarged portion 33C and L V3. In Figure 5, in order to facilitate understanding of the inductance of the base 31, although the title of a plurality of coils, the inductance of the base 31 itself becomes the L f.

基部３１のインダクタンス（Ｌｆ）は、各拡大部３３のインダクタンス（ＬＶ１、ＬＶ２、ＬＶ３）より大きく、例えば、ＬＶ１、ＬＶ２、ＬＶ３＝０．０１×Ｌｆを満たすように、設計されている。そして、図３に示すように、車両１の走行に応じて、切替部３２を切り替えた場合に、送電コイルのインダクタンスは、ＬＶ１、ＬＶ２、及びＬＶ３の間で変化するのみであり、インダクタンス（Ｌｆ）の一定値であるとみなすことができる。すなわち、本例は、非接触給電の回路上で、高周波電源回路２０の出力から受電コイル４０側をみたときに、インダクタンスの大きさが定常的に一定になる。 The inductance (L f ) of the base portion 31 is larger than the inductances (L V1 , L V2 , L V3 ) of the respective enlarged portions 33, and for example, satisfies L V1 , L V2 , L V3 = 0.01 × L f. Designed. And as shown in FIG. 3, when the switching part 32 is switched according to driving | running | working of the vehicle 1, the inductance of a power transmission coil only changes between LV1 , LV2 , and LV3 , It can be regarded as a constant value of the inductance (L f ). That is, in this example, when the power receiving coil 40 side is viewed from the output of the high frequency power supply circuit 20 on the non-contact power supply circuit, the magnitude of the inductance is constantly constant.

送電コイル３０を形成する回路が、切替部３２による切替に応じて、変わる際に、本発明とは異なり、コイルの配線長が変わり、送電コイル３０のインダクタンスが大きく変化する場合には、１次側の回路のインピーダンスが変化する。そのため、送電コイル３０から受電コイル４０へ送電する電力を一定に保つには、このインダクタンスの変化に対応させて、高周波電源回路２０の出力を制御できるように、高周波電源回路２０のインバータの回路設計を複雑なものにしなければならない。   Unlike the present invention, when the circuit forming the power transmission coil 30 changes according to the switching by the switching unit 32, the coil wiring length changes and the inductance of the power transmission coil 30 changes greatly. The impedance of the circuit on the side changes. Therefore, in order to keep the power transmitted from the power transmission coil 30 to the power reception coil 40 constant, the circuit design of the inverter of the high-frequency power circuit 20 can be controlled so that the output of the high-frequency power circuit 20 can be controlled in response to the change in inductance. Must be complicated.

一方、本発明では、切替部３２による切替に対して、送電コイル３０のインダクタンスを一定に保つことができるため、高周波電源回路２０に含まれるインバータの回路設計が容易になる。   On the other hand, in the present invention, since the inductance of the power transmission coil 30 can be kept constant with respect to switching by the switching unit 32, the circuit design of the inverter included in the high frequency power supply circuit 20 is facilitated.

次に、図１、図３、及び図６を用いて、コントローラ１００の制御について説明する。図６は、走行中の車両１の受電コイル４０と送電コイル３０の拡大部３３との位置関係を示す概要図である。なお、図６は、本例の非接触給電システムを、Ｙ方向から見たときの側面図で表している。ただし、コイルの位置関係を明記するために、コイルの一部を図示している。   Next, control of the controller 100 will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 6. FIG. 6 is a schematic diagram showing a positional relationship between the power receiving coil 40 of the traveling vehicle 1 and the enlarged portion 33 of the power transmitting coil 30. FIG. 6 is a side view of the non-contact power feeding system of this example when viewed from the Y direction. However, in order to specify the positional relationship of the coils, a part of the coils is illustrated.

コントローラ１００は、車両検知部１０１により、車両１を検知し、車両１の位置が給電経路内に入った場合には、メインシステムを起動する。コイル検知部１０２は、地上側に設けられたカメラ（図示しない）の撮像画像を用いて、受電コイル４０の位置を検知し、受電コイル４０の位置が送電コイル３０の有効範囲内にあるか否かを判定する。   The controller 100 detects the vehicle 1 by the vehicle detection unit 101 and activates the main system when the position of the vehicle 1 enters the power feeding path. The coil detection unit 102 detects the position of the power receiving coil 40 using a captured image of a camera (not shown) provided on the ground side, and whether or not the position of the power receiving coil 40 is within the effective range of the power transmitting coil 30. Determine whether.

ここで、送電コイル３０の有効範囲について、図６を用いて説明する。送電コイル３０の有効範囲は、受電コイル４０に対して、効率よく電力を供給できる範囲を、受電コイル４０の位置で規定している。有効範囲は、拡大部３３Ａ〜拡大部３３Ｃに対応して、それぞれ規定されている。拡大部３３Ａの有効範囲は、拡大部３３Ａのコイル端を、Ｚ方向（コイル面の法線方向）から射影した範囲である。そして、コイル検知部１０２は、受電コイル４０の少なくとも一部が有効範囲内にある場合に、受電コイルが有効範囲内にある、と判定する。拡大部３３Ｂ、３３Ｃの有効範囲は、拡大部３３Ａの有効範囲と同様である。   Here, the effective range of the power transmission coil 30 will be described with reference to FIG. The effective range of the power transmission coil 30 defines the range in which power can be efficiently supplied to the power reception coil 40 by the position of the power reception coil 40. The effective ranges are respectively defined corresponding to the enlarged portions 33A to 33C. The effective range of the enlarged portion 33A is a range obtained by projecting the coil end of the enlarged portion 33A from the Z direction (the normal direction of the coil surface). And the coil detection part 102 determines with a receiving coil being in an effective range, when at least one part of the receiving coil 40 exists in an effective range. The effective ranges of the enlarged portions 33B and 33C are the same as the effective range of the enlarged portion 33A.

コントローラ１００は、受電コイル４０の位置が送電コイル３０の有効範囲内にあると判定した場合には、コイル制御部１０３により、有効範囲内に入った拡大部３３に対応する切替部３２を、ａ接点からｂ接点に切り替える。車両１が給電経路内に入ってから、受電コイル４０の位置は、最初に、拡大部３３Ｃの有効範囲内に入る。そのため、コイル制御部１０３は、切替部３２Ｃをａ接点からｂ接点に切り替える（図３（ａ）を参照）。また、コイル制御部１０３は、切替部３２Ａ、３２Ｂをａ接点に接続する。   When the controller 100 determines that the position of the power receiving coil 40 is within the effective range of the power transmitting coil 30, the coil control unit 103 causes the switching unit 32 corresponding to the expansion unit 33 that has entered the effective range to be Switch from contact to contact b. After the vehicle 1 enters the power feeding path, the position of the power receiving coil 40 first enters the effective range of the enlarged portion 33C. Therefore, the coil control unit 103 switches the switching unit 32C from the a contact to the b contact (see FIG. 3A). Further, the coil control unit 103 connects the switching units 32A and 32B to the a contact.

電源回路制御部１０４は、切替部３２Ｃのｂ接点への接続に合わせて、送電コイル３０から受電コイル４０に電力を供給するよう、高周波電源回路２０を制御する。コイル検知部１０２は、電力の供給中、受電コイル４０の位置を検知し、受電コイル４０の位置が拡大部３３Ｃの有効範囲内にあるか否かを判定する。   The power supply circuit control unit 104 controls the high-frequency power supply circuit 20 to supply power from the power transmission coil 30 to the power reception coil 40 in accordance with the connection of the switching unit 32C to the b contact. The coil detection unit 102 detects the position of the power reception coil 40 during the supply of electric power, and determines whether or not the position of the power reception coil 40 is within the effective range of the enlargement unit 33C.

コントローラ１００は、受電コイル４０の位置が拡大部３３Ｃの有効範囲内にないと判定した場合には、コイル制御部１０３により、拡大部３３Ｃに対応する切替部３２Ｃを、ｂ接点からａ接点に切り替える。また、電源回路制御部１０４は、切替部３２Ｃのａ接点への接続に合わせて、送電コイル３０からの電力の供給を停止する。車両１は、次の有効範囲に向かって走行しているため、コイル検知部１０２は、受電コイル４０の位置を検知し、受電コイル４０の位置が拡大部３３Ｂの有効範囲内にあるか否かを判定する。   When the controller 100 determines that the position of the power receiving coil 40 is not within the effective range of the enlargement unit 33C, the coil control unit 103 switches the switching unit 32C corresponding to the enlargement unit 33C from the b contact to the a contact. . Moreover, the power supply circuit control part 104 stops supply of the electric power from the power transmission coil 30 according to the connection to the a contact of the switching part 32C. Since the vehicle 1 is traveling toward the next effective range, the coil detection unit 102 detects the position of the power reception coil 40 and determines whether or not the position of the power reception coil 40 is within the effective range of the enlargement unit 33B. Determine.

コントローラ１００は、受電コイル４０の位置が拡大部３３Ｂの有効範囲内にあると判定した場合には、コイル制御部１０３により、有効範囲内に入った拡大部３３Ｂに対応する切替部３２Ｂを、ａ接点からｂ接点に切り替える。また、コントローラ１００は、切替部３２Ｃの切替と同様に、受電コイル４０の位置が拡大部３３Ｂの有効範囲外になったときに、切替部３２Ｂをｂ接点からａ接点に接続する。また、電源回路制御部１０４は、切替部３２Ｂの切替に合わせて、高周波電源回路２０を制御し、送電力の供給の開始と停止を行う。   When the controller 100 determines that the position of the power receiving coil 40 is within the effective range of the enlargement unit 33B, the coil control unit 103 causes the switching unit 32B corresponding to the enlargement unit 33B within the effective range to be Switch from contact to contact b. Similarly to the switching of the switching unit 32C, the controller 100 connects the switching unit 32B from the b contact to the a contact when the position of the power receiving coil 40 is outside the effective range of the enlargement unit 33B. The power supply circuit control unit 104 controls the high frequency power supply circuit 20 in accordance with the switching of the switching unit 32B, and starts and stops the supply of power transmission.

車両１は、さらに次の有効範囲に向かって走行しているため、コイル検知部１０２は、受電コイル４０の位置を検知し、受電コイル４０の位置が拡大部３３Ａの有効範囲内にあるか否かを判定する。コイル制御部１０３は、受電コイル４０の位置が拡大部３３Ａの有効範囲内にあると判定した場合に、切替部３２Ａを、ａ接点からｂ接点に切り替える。   Since the vehicle 1 is traveling further toward the next effective range, the coil detection unit 102 detects the position of the power receiving coil 40, and whether or not the position of the power receiving coil 40 is within the effective range of the enlargement unit 33A. Determine whether. When it is determined that the position of the power receiving coil 40 is within the effective range of the enlargement unit 33A, the coil control unit 103 switches the switching unit 32A from the a contact to the b contact.

コントローラ１００は、切替部３２Ｂ、Ｃの切り替えと同様に、受電コイル４０の位置が拡大部３３Ａの有効範囲外になったときに、切替部３２Ａをｂ接点からａ接点に接続する。また、電源回路制御部１０４は、切替部３２Ａの切り替えに合わせて、高周波電源回路２０を制御し、送電力の供給の開始と停止を行う。これにより、車両１は、給電経路内を走行中に、地上側の給電装置から、非接触で電力を受電する。   Similarly to the switching of the switching units 32B and 32C, the controller 100 connects the switching unit 32A from the b contact to the a contact when the position of the power receiving coil 40 is outside the effective range of the enlargement unit 33A. The power supply circuit control unit 104 controls the high frequency power supply circuit 20 in accordance with the switching of the switching unit 32A, and starts and stops the supply of power transmission. As a result, the vehicle 1 receives power from the ground-side power supply device in a non-contact manner while traveling in the power supply path.

次に、コントローラ１００の制御フローについて、図７を用いて説明する。図７は、コントローラ１００の制御手順を示すフローチャートである。   Next, the control flow of the controller 100 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a control procedure of the controller 100.

ステップＳ１にて、コントローラ１００は、車両検知部１０１にて、車両１の位置を検知する。ステップＳ２にて、車両検知部１０１は、車両１が給電経路内に入ったか否かを判定する。車両１が給電経路内に入っていない場合には、ステップＳ１に戻る。   In step S <b> 1, the controller 100 detects the position of the vehicle 1 at the vehicle detection unit 101. In step S2, vehicle detection unit 101 determines whether vehicle 1 has entered the power feeding path. If the vehicle 1 is not in the power feeding path, the process returns to step S1.

車両１が給電経路内に入った場合には、ステップＳ３にて、コントローラ１００は、車両検知部１０１以外のメインシステムを起動させる。ステップＳ４にて、コントローラ１００は、切替対象となる切替部３２の番号（Ｎ）を、初期値である「１」に設定する。なお、切替部３２の番号（Ｎ）は、車両１の進行方向において、車両１が給電経路内に入る際に、車両１に最も近い拡大部３３に対応する切替部３２を「１」とし、車両の進行方向に向かって順番に振られている。図１の例では、切替部３２Ｃは「１」、切替部３２Ｂは「２」、切替部３２Ａは「３」となる。   When the vehicle 1 enters the power feeding path, the controller 100 activates the main system other than the vehicle detection unit 101 in step S3. In step S4, the controller 100 sets the number (N) of the switching unit 32 to be switched to “1” which is an initial value. The number (N) of the switching unit 32 is “1” for the switching unit 32 corresponding to the enlarged unit 33 closest to the vehicle 1 when the vehicle 1 enters the power feeding path in the traveling direction of the vehicle 1. It is swung in order toward the traveling direction of the vehicle. In the example of FIG. 1, the switching unit 32C is “1”, the switching unit 32B is “2”, and the switching unit 32A is “3”.

ステップＳ５にて、コイル検知部１０２は、受電コイル４０の位置を検知する。ステップＳ６にて、コイル検知部１０２は、受電コイル４０がｎ番目の切替部３２に対応する拡大部３３の有効範囲内にあるか否かを判定する。最初の制御フローでは、ステップＳ４で「ｎ＝１」に設定されているため、コイル検知部１０２は、受電コイル４０の位置が拡大部３３Ｃの有効範囲内にあるか否かを判定する。受電コイル４０の位置が拡大部３３Ｃの有効範囲内にない場合には、ステップＳ５に戻る。   In step S <b> 5, the coil detection unit 102 detects the position of the power receiving coil 40. In step S <b> 6, the coil detection unit 102 determines whether or not the power receiving coil 40 is within the effective range of the enlargement unit 33 corresponding to the nth switching unit 32. In the first control flow, since “n = 1” is set in step S4, the coil detection unit 102 determines whether or not the position of the power receiving coil 40 is within the effective range of the enlargement unit 33C. If the position of the power receiving coil 40 is not within the effective range of the enlarged portion 33C, the process returns to step S5.

受電コイル４０の位置が拡大部３３Ｃの有効範囲内である場合には、ステップＳ７にて、コイル制御部１０３は、ｎ番目の切替部３３をｂ接点に、他の切替部３３をａ接点に接続するように、切替部３２を切り替える。   If the position of the power receiving coil 40 is within the effective range of the enlargement unit 33C, in step S7, the coil control unit 103 sets the n-th switching unit 33 to the b-contact and the other switching unit 33 to the a-contact. The switching unit 32 is switched so as to be connected.

ステップＳ８にて、電源回路制御部１０４は、高周波電源回路２０を制御して、送電コイル３０から受電コイル４０に電力の供給を開始する。ステップＳ９にて、コイル検知部１０２は、受電コイル４０の位置を検知する。ステップＳ１０にて、コイル検知部１０２は、受電コイル４０がｎ番目の切替部３２に対応する拡大部３３の有効範囲内にあるか否かを判定する。受電コイル４０の位置が拡大部３３の有効範囲内である場合には、受電コイル４０への電力供給を継続させるために、ステップＳ９に戻る。   In step S <b> 8, the power supply circuit control unit 104 controls the high frequency power supply circuit 20 to start supplying power from the power transmission coil 30 to the power reception coil 40. In step S <b> 9, the coil detection unit 102 detects the position of the power receiving coil 40. In step S <b> 10, the coil detection unit 102 determines whether or not the power receiving coil 40 is within the effective range of the expansion unit 33 corresponding to the nth switching unit 32. When the position of the power receiving coil 40 is within the effective range of the enlargement unit 33, the process returns to step S9 in order to continue power supply to the power receiving coil 40.

一方、受電コイル４０の位置が拡大部３３の有効範囲内でない場合には、ステップＳ１１にて、コイル制御部１０３はｎ番目の切替部３２をｂ接点からａ接点に節接続するように、切り替える。ステップＳ１２にて、電源回路制御部１０４は、高周波電源回路２０を制御して、送電コイル３０からの電力の供給を停止する。   On the other hand, when the position of the power receiving coil 40 is not within the effective range of the enlargement unit 33, in step S11, the coil control unit 103 switches the n-th switching unit 32 so as to make a node connection from the b contact to the a contact. . In step S <b> 12, the power supply circuit control unit 104 controls the high frequency power supply circuit 20 to stop the supply of power from the power transmission coil 30.

ステップＳ１３にて、コントローラ１００は、切替対象となる切替部の番号（Ｎ）を、１つ繰り上げる。これにより、切替部３２の切替対象は、車両１の走行に応じて、次の切替部３２に進む。   In step S13, the controller 100 increments the number (N) of the switching unit to be switched by one. Thereby, the switching target of the switching unit 32 proceeds to the next switching unit 32 according to the traveling of the vehicle 1.

ステップＳ１４にて、コントローラ１００は、切替対象として設定された番号（ｎ）が閾値（ｎｔｈ）より大きいか否かを判定する。閾値（ｎｔｈ）は、切り替え可能な切替部３３の数に対応し、図１の例では「３」に設定される。 In step S14, the controller 100 determines whether or not the number (n) set as the switching target is larger than the threshold value (n th ). The threshold value (n th ) corresponds to the number of switchable switching units 33, and is set to “3” in the example of FIG.

そして、切替対象として設定された番号（Ｎ）が閾値（ｎｔｈ）以下である場合には、ステップＳ５に戻り、ステップＳ５以下の制御フローが繰り返し、実行される。一方、切替対象として設定された番号（ｎ）が閾値（ｎｔｈ）より大きい場合には、ステップＳ１５にて、コントローラ１００は、メインシステムを停止させて、電力供給を停止して、図７の制御フローを終了させる。 When the number (N) set as the switching target is equal to or less than the threshold value (n th ), the process returns to step S5, and the control flow after step S5 is repeated and executed. On the other hand, if the number (n) set as the switching target is larger than the threshold value (n th ), in step S15, the controller 100 stops the main system, stops the power supply, End the control flow.

すなわち、最初の制御フローで、ステップＳ４にて、「ｎ＝１」に設定された場合には、ステップＳ５からステップＳ１１までの制御フローにより、図３（ａ）に対応する給電制御が行われる。そして、ステップＳ１３で、切替対象の切替部３３が、切替部３３Ｂとなり（ｎ＝２）、ステップＳ１４の後、ステップＳ５に戻る。ステップＳ５からステップＳ１２までの制御フローにより、図３（ｂ）に対応する給電制御が行われる。   That is, in the first control flow, when “n = 1” is set in step S4, the power supply control corresponding to FIG. 3A is performed by the control flow from step S5 to step S11. . In step S13, the switching unit 33 to be switched becomes the switching unit 33B (n = 2), and after step S14, the process returns to step S5. The power supply control corresponding to FIG. 3B is performed by the control flow from step S5 to step S12.

さらに、ステップＳ１３で、切替対象の切替部３３が、切替部３３Ｂとなり（ｎ＝３）、ステップＳ１４の後、ステップＳ５に戻る。ステップＳ５からステップＳ１２までの制御フローにより、図３（ｃ）に対応する給電制御が行われる。   Furthermore, in step S13, the switching unit 33 to be switched becomes the switching unit 33B (n = 3), and after step S14, the process returns to step S5. The power supply control corresponding to FIG. 3C is performed by the control flow from step S5 to step S12.

次に、図８を用いて、漏電する電磁界の強度について説明する。本発明では、上記のように、車両１が存在する部分では、切替部３２をｂ接点に接続することで、Ｙ方向にコイル面の面積を拡大させつつ、車両１が存在しない部分では、切替部３２をａ接点に接続することで、Ｙ方向にコイル面の面積を拡大させないように、している。一方、参考例では、車両１の位置に限らず、全ての切替部３３ｂをｂ接点に接続している。図８は、本発明及び参考例の漏洩電磁界を示すグラフである。   Next, the strength of the electromagnetic field that leaks will be described with reference to FIG. In the present invention, as described above, in the portion where the vehicle 1 is present, the switching portion 32 is connected to the b contact so that the area of the coil surface is increased in the Y direction, while the portion where the vehicle 1 is not present is switched. By connecting the part 32 to the contact a, the area of the coil surface is not enlarged in the Y direction. On the other hand, in the reference example, not only the position of the vehicle 1 but all the switching units 33b are connected to the b contact. FIG. 8 is a graph showing the leakage electromagnetic field of the present invention and the reference example.

図８に示すように、参考例と比較して、本発明の漏洩電磁界は、低くなっている。すなわち、比較例では、有効に電力を供給できない部分のコイル面が拡大されているため、その分、漏洩する電磁界が大きくなる。一方、本発明は、受電コイル４０に対して有効に電力を供給できる部分のコイル面を、拡大しており、有効に電力を供給できない部分のコイル面を拡大していない。そのため、漏洩電磁界を抑えて、給電効率を高めることができる。   As shown in FIG. 8, the leakage electromagnetic field of the present invention is lower than that of the reference example. That is, in the comparative example, the portion of the coil surface that cannot effectively supply power is enlarged, so that the electromagnetic field that leaks increases accordingly. On the other hand, according to the present invention, the portion of the coil surface that can effectively supply power to the power receiving coil 40 is expanded, and the portion of the coil surface that cannot effectively supply power is not expanded. Therefore, the leakage electromagnetic field can be suppressed and the power supply efficiency can be increased.

上記のように、本例において、送電コイル３０は、車両１の進行方向を長手方向とし、長手方向にコイル用の配線を延在させた基部３１と、受電コイル４０と対向する送電コイル３０の対向面（図１のＸＹ平面）で、少なくとも長手方向以外の方向にコイル用の配線を延在させて、基部３１とともに形成されるコイル面を拡大する複数の拡大部３３と、複数の拡大部３３にそれぞれ対応して設けられ、拡大部３３と基部３１との間の電気的な導通及び遮断を切り替える複数の切替部３２とを有している。さらに、コントローラ１００は車両１の動きに基づいて複数の切替部３２を制御する。これにより、送電コイル３０のコイル面がＹ方向に拡大することで磁束量が増加しているため、車両１が、Ｙ方向にずれて走行したとしても、非接触給電の効率の低下を抑制することができる。   As described above, in this example, the power transmission coil 30 is configured such that the traveling direction of the vehicle 1 is the longitudinal direction, the base portion 31 in which the wiring for the coil extends in the longitudinal direction, and the power transmission coil 30 facing the power receiving coil 40. A plurality of enlarged portions 33 that extend the coil surface formed along with the base 31 by extending the wiring for the coil at least in a direction other than the longitudinal direction on the opposing surface (XY plane in FIG. 1), and a plurality of enlarged portions And a plurality of switching sections 32 that switch between electrical connection and disconnection between the expansion section 33 and the base section 31. Furthermore, the controller 100 controls the plurality of switching units 32 based on the movement of the vehicle 1. Thereby, since the amount of magnetic flux is increasing because the coil surface of the power transmission coil 30 expands in the Y direction, even if the vehicle 1 travels deviating in the Y direction, a decrease in the efficiency of non-contact power feeding is suppressed. be able to.

また本例において、コントローラ１００は複数の拡大部３３の少なくとも１つと基部３１とを導通させたときに、常に送電コイル３０のコイル面の面積を同じになるように、複数の切替部３２を制御する。これにより、送電コイル３０のコイル面がＹ方向に拡大することで磁束量を増加しつつ、漏洩磁束を減少できる。その結果として、非接触給電の効率の低下を抑制することができる。   In this example, the controller 100 controls the plurality of switching units 32 so that the area of the coil surface of the power transmission coil 30 is always the same when at least one of the plurality of expansion units 33 and the base unit 31 are electrically connected. To do. Thereby, leakage magnetic flux can be reduced, increasing the amount of magnetic flux by expanding the coil surface of the power transmission coil 30 to a Y direction. As a result, a decrease in the efficiency of contactless power feeding can be suppressed.

また本例において、送電コイル３０は、複数の拡大部３３の１つと基部３１とを導通させたときに、常にコイル面の面積を同じになる形状に形成されている。これにより、送電コイル３０から出力される磁束量を増加しつつ、漏洩磁束を減少できる。その結果として、非接触給電の効率の低下を抑制することができる。   Further, in this example, the power transmission coil 30 is formed in a shape in which the area of the coil surface is always the same when one of the plurality of enlarged portions 33 and the base portion 31 are brought into conduction. Thereby, the leakage magnetic flux can be reduced while increasing the amount of magnetic flux output from the power transmission coil 30. As a result, a decrease in the efficiency of contactless power feeding can be suppressed.

また本例は、切替部３２Ａ、拡大部３３Ａ、及び基部３１を含んだコイル面（図４（ｃ）を参照）の面積と、切替部３２Ｂ、拡大部３３Ｂ、及び基部３１を含んだコイル面（図４（ｂ）を参照）の面積と、切替部３２Ｃ、拡大部３３Ｃ、及び基部３１を含んだコイル面（図４（ａ）を参照）の面積とが、同じである。これにより、切替部３２の切り替えによって、受電コイル４０の位置に応じて、コイル面の形を変える際に、送電コイル１１のインダクタンスの変化量を小さくすることができるため、高周波電源回路２０の回路設計が容易になる。   Further, in this example, the area of the coil surface (see FIG. 4C) including the switching unit 32A, the expansion unit 33A, and the base 31 and the coil surface including the switching unit 32B, the expansion unit 33B, and the base 31 are included. The area of (see FIG. 4B) is the same as the area of the coil surface (see FIG. 4A) including the switching part 32C, the enlarged part 33C, and the base 31. Accordingly, when the shape of the coil surface is changed according to the position of the power receiving coil 40 by switching the switching unit 32, the amount of change in inductance of the power transmission coil 11 can be reduced. Design becomes easy.

また本例は、拡大部３３と、受電コイル４０の少なくとも一部とが対向する場合に、受電コイル４０と対向した拡大部３３と対応する切替部３２を制御して、当該拡大部３３と基部３１との間を導通させる。すなわち、車両の走行に合わせて、受電コイル４０に対して有効に電力を供給できる部分のコイル面を、拡大しており、有効に電力を供給できない部分のコイル面を拡大していない。そのため、漏電電磁界を抑えて、給電効率を高めることができる。   Further, in this example, when the enlargement unit 33 and at least a part of the power receiving coil 40 face each other, the enlargement unit 33 and the base are controlled by controlling the switching unit 32 corresponding to the enlargement unit 33 facing the power reception coil 40. Conduction is made between 31 and 31. That is, in accordance with the traveling of the vehicle, the portion of the coil surface that can effectively supply power to the power receiving coil 40 is expanded, and the portion of the coil surface that cannot effectively supply power is not expanded. Therefore, the leakage electromagnetic field can be suppressed and the power supply efficiency can be increased.

また本例において、複数の拡大部３３は、Ｘ方向に並べて配置されている。これにより、Ｘ方向を進行方向とする車両１に対して、効率よく電力を供給することができる。   In this example, the plurality of enlarged portions 33 are arranged side by side in the X direction. Thereby, electric power can be efficiently supplied to the vehicle 1 whose traveling direction is the X direction.

なお、本発明の変形例として、図９に示すように、拡大部３３は、送電コイル３０のコイル面において、基部３１の長手方向に対して垂直方向でかつ両方向に、コイル面を拡大するように、構成されてもよい。図９は、変形例に係る送電コイル３０のうち、１つの切替部３５及び拡大部３６の部分を拡大した拡大図である。図９は、送電コイル３０を平面図で示す。図９では、便宜上、切替部３５を、切替部３５ａ、切替部３５ｂとして記載している。なお、図９では、１つの切替部３５及び拡大部３６のみを図示しているが、変形例に係る送電コイル１１は、切替部３５及び拡大部３６を、図１の切替部３２及び拡大部３３と同様に、複数有している。   As a modification of the present invention, as shown in FIG. 9, the enlarged portion 33 enlarges the coil surface in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the base 31 and in both directions on the coil surface of the power transmission coil 30. Alternatively, it may be configured. FIG. 9 is an enlarged view in which a portion of one switching unit 35 and an enlarging unit 36 is enlarged in the power transmission coil 30 according to the modification. FIG. 9 shows the power transmission coil 30 in a plan view. In FIG. 9, for convenience, the switching unit 35 is illustrated as a switching unit 35 a and a switching unit 35 b. 9 shows only one switching unit 35 and the enlargement unit 36, the power transmission coil 11 according to the modification includes the switching unit 35 and the enlargement unit 36, and the switching unit 32 and the enlargement unit in FIG. Like 33, it has a plurality.

図９に示すように、拡大部３６は、送電コイル３０のコイル面を含む平面（図９のＸＹ平面）で、Ｙ方向を長手方向とする配線３６ａ、３６ｃ、３６ｅと、Ｘ方向を長手方向とする配線３３ｂ、３６ｄとを有している。配線３６ａの両端のうち、基部３１側に配置された一端は、切替部３５のｂ接点に接続されている。また、配線３６ｅの両端のうち、基部３１側に配置された一端は、切替部３５に接続されている。そして、矩形を形成する四辺のうち、Ｙ方向の両辺の一方の辺には、配線３６ａ及び配線３６ｅが配置され、他方の辺には、配線３６ｃが配置される。また、Ｘ方向の両辺には、配線３６ｂ及び配線３６ｄがそれぞれ配置される。配線３６ａ〜３６ｅの各端部は、矩形の頂点部分で、接続されている。また、配線３６ａ〜３６ｅで形成される矩形が、Ｚ方向からみたときに基部３１を跨ぐように、配線３６ａ〜３６ｅが配置されている。   As shown in FIG. 9, the enlarged portion 36 is a plane including the coil surface of the power transmission coil 30 (XY plane in FIG. 9), and wirings 36 a, 36 c, 36 e with the Y direction as the longitudinal direction and the X direction as the longitudinal direction. And wirings 33b and 36d. Of both ends of the wiring 36 a, one end arranged on the base 31 side is connected to the b contact of the switching unit 35. In addition, one end of the wiring 36e disposed on the base 31 side is connected to the switching unit 35. Of the four sides forming the rectangle, the wiring 36a and the wiring 36e are arranged on one side of both sides in the Y direction, and the wiring 36c is arranged on the other side. In addition, wirings 36b and 36d are arranged on both sides in the X direction, respectively. Each end of the wirings 36a to 36e is connected at a rectangular vertex. Further, the wirings 36a to 36e are arranged so that the rectangle formed by the wirings 36a to 36e straddles the base 31 when viewed from the Z direction.

切替部３５は、基部３１と拡大部３６との間の電気的な導通及び遮断を切り替える部分であって、切替部３５ａ、切替部３５ｂ、ａ接点、及びｂ接点を有している。切替部３５ａは、基部３１の配線間を導通しつつ、基部３１と拡大部３６の配線３６ａとの間を遮断する状態と、基部３１の配線間を遮断しつつ、基部３１と拡大部３６の配線３６ａとの間を導通する状態とを切り替える。切替部３５ａは、ａ接点及びｂ接点に接続できるよう構成されている。切替部３５ｂは、基部３１と拡大部３６の配線３６ｅとの間で、導通及び遮断を切り替える。切替部３５ｂはａ接点には接続できるが、ｂ接点には接続できないように、構成されている。   The switching unit 35 is a part that switches between electrical connection and disconnection between the base 31 and the enlargement unit 36, and includes a switching unit 35a, a switching unit 35b, an a contact, and a b contact. The switching unit 35 a is connected between the wirings of the base 31, while blocking between the wiring 31 a of the base 31 and the expansion unit 36, and between the wirings of the base 31 and the base 31 and the expansion unit 36. The state of electrical connection with the wiring 36a is switched. The switching unit 35a is configured to be connectable to the a contact and the b contact. The switching unit 35b switches between conduction and blocking between the base 31 and the wiring 36e of the expansion unit 36. The switching unit 35b is configured so that it can be connected to the a contact but cannot be connected to the b contact.

拡大部３６がコイルとして機能する場合と、拡大部３６がコイルとして機能しない場合の切替部３５の状態を、図１０を用いて説明する。図１０は、変形例に係る送電コイル３０のうち、１つの切替部３５及び拡大部３６の部分を拡大した拡大図であって、（ａ）はコイルとして機能しない状態を示し、（ｂ）はコイルとして機能する状態を示す。   The state of the switching unit 35 when the expansion unit 36 functions as a coil and when the expansion unit 36 does not function as a coil will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an enlarged view in which a part of one switching unit 35 and an enlarged unit 36 is enlarged in the power transmission coil 30 according to the modification, where (a) shows a state that does not function as a coil, and (b) The state which functions as a coil is shown.

図１０（ａ）に示すように、拡大部３６をコイルとして機能させない場合には、切替部３５ａがａ接点に接続され、拡大部３６の配線３６ａと基部３１との間が遮断される。また、切替部３５ｂがａ接点に接続されないことで、基部３１と拡大部３６の配線３６ｅとの間が遮断される。   As shown in FIG. 10A, when the enlarged portion 36 is not to function as a coil, the switching portion 35a is connected to the contact a, and the wiring 36a and the base portion 31 of the enlarged portion 36 are blocked. Further, since the switching unit 35b is not connected to the contact a, the connection between the base 31 and the wiring 36e of the enlarged unit 36 is interrupted.

図１０（ｂ）に示すように、車両１が拡大部に近づき、拡大部３６をコイルとして機能させる場合には、切替部３５ａがｂ接点に接続されることで、拡大部３６の配線３６ａと基部３１との間が導通される。また、切替部３５ｂがａ接点に接続されることで、基部３１と拡大部３６の配線３６ｅとの間が導通される。   As shown in FIG. 10 (b), when the vehicle 1 approaches the enlarged portion and causes the enlarged portion 36 to function as a coil, the switching portion 35a is connected to the b-contact, so that the wiring 36a of the enlarged portion 36 and The base 31 is electrically connected. Further, the switching portion 35b is connected to the contact a, so that the base 31 and the wiring 36e of the enlarged portion 36 are electrically connected.

これにより、送電コイル３０のコイル面がＹ方向の両方向に拡大することで磁束量が増加しているため、車両１が、Ｙ方向にずれて走行したとしても、非接触給電の効率の低下を抑制することができる。   Thereby, since the amount of magnetic flux is increasing because the coil surface of the power transmission coil 30 expands in both directions in the Y direction, even if the vehicle 1 travels in the Y direction, the efficiency of non-contact power feeding is reduced. Can be suppressed.

なお、車両検知部１０１は、地上側に設けられたカメラ（図示しない）の撮像画像により、車両１の動きを検知してもよい。また、車両検知部１０１は、送電コイル３０とは別のコイルを設けて、当該コイルと受電コイル４０との間で電力を送電することで、車両１の動きを検知してもよい。電力の送電により、車両１を検知する場合には、電流センサ又は電圧センサを設けて、センサの検出値から、車両１を検出すればよい。さらに、車両検知部１０１は、赤外線等の無線発信器を用いて、車両１を検知してもよい。   The vehicle detection unit 101 may detect the movement of the vehicle 1 based on a captured image of a camera (not shown) provided on the ground side. Further, the vehicle detection unit 101 may detect a movement of the vehicle 1 by providing a coil different from the power transmission coil 30 and transmitting power between the coil and the power reception coil 40. When the vehicle 1 is detected by power transmission, a current sensor or a voltage sensor may be provided to detect the vehicle 1 from the detection value of the sensor. Furthermore, the vehicle detection unit 101 may detect the vehicle 1 using a wireless transmitter such as an infrared ray.

また、送電コイル３０を構成する基部３１のインダクタンス（Ｌｆ）と拡大部３３のインダクタンス（ＬＶ１、ＬＶ２、ＬＶ３）は、必ずしも、Ｌｆ＞ＬＶ１、ＬＶ２、ＬＶ３の関係を満たすように、設計しなくもよい。例えば、拡大部３３に磁性材等を配置して磁路設計を施すことで、Ｌｆ＜ＬＶ１、ＬＶ２、ＬＶ３の関係を満たすように、設計してもよい。 Further, the inductance (L f ) of the base portion 31 constituting the power transmission coil 30 and the inductance (L V1 , L V2 , L V3 ) of the enlarged portion 33 always have the relationship of L f > L V1 , L V2 , L V3 . It is not necessary to design to satisfy. For example, it may be designed so as to satisfy the relationship of L f <L V1 , L V2 , L V3 by arranging a magnetic material or the like in the enlarged portion 33 and performing a magnetic path design.

また、本例は、送電コイル２０の有効範囲を、拡大部３３Ａ〜３３Ｃのコイル端の間で規定したが、必ずしもコイル端の間にする必要はなく、例えば、拡大部３３Ａの中心（配線３３ａ〜３３ｃで囲った矩形の中心）と中点として、コイル端の間の範囲より狭い範囲としてもよく、あるいは、コイル端の間の範囲より広い範囲としてもよい。   In this example, the effective range of the power transmission coil 20 is defined between the coil ends of the enlarged portions 33A to 33C. However, the effective range is not necessarily between the coil ends. For example, the center of the enlarged portion 33A (wiring 33a The center of the rectangle surrounded by ˜33c) and the middle point may be narrower than the range between the coil ends, or may be wider than the range between the coil ends.

また、本例において、切替部３２によるａ接点とｂ接点との間の切り替えは、コイル検知部１０２の検知結果に対して、遅れ時間をもって、切り替えてもよい。また、切替部３２をａ接点からｂ接点に切り替える場合と、切替部３２をｂ接点からａ接点に切り替える場合との間で、ヒステリシスをもたせてもよい。そして、ヒステリシスをもたせるには、例えばコイル検知部１０２のソフトによる判定出力に対してヒステリシス幅を設けてもよく、あるいは、ハードによるシュミットトリガ回路等を設けてもよい。   In this example, the switching between the a contact and the b contact by the switching unit 32 may be performed with a delay time with respect to the detection result of the coil detection unit 102. Further, hysteresis may be provided between the case where the switching unit 32 is switched from the a contact to the b contact and the case where the switching unit 32 is switched from the b contact to the a contact. In order to provide hysteresis, for example, a hysteresis width may be provided for the judgment output by software of the coil detection unit 102, or a hardware Schmitt trigger circuit may be provided.

また、本例は、コイル検知部１０２を省いて、車両１の動きに応じて変化する受電コイル４０の位置を、演算により求めてもよい。すなわち、車両検知部１０１により、車両１が給電経路内に入ったことを検知する際に、コントローラ２０は、車両１の車速を取得する。車速は、通信により車両１から取得してもよく、あるいは車両１の位置から演算で求めてもよい。そして、車両１の検出された位置に対して、各拡大部３３までの距離は予め分かるため、車両の車速から、車両１が各拡大部３３の有効範囲に到達するタイミング、及び、それぞれの有効範囲から出るタイミングも演算することができる。そして、コイル制御部１０３は、演算されたタイミングに応じて、切替部３２を切り替えればよい。   Further, in this example, the coil detection unit 102 may be omitted, and the position of the power receiving coil 40 that changes according to the movement of the vehicle 1 may be obtained by calculation. That is, when the vehicle detection unit 101 detects that the vehicle 1 has entered the power feeding path, the controller 20 acquires the vehicle speed of the vehicle 1. The vehicle speed may be acquired from the vehicle 1 by communication, or may be obtained by calculation from the position of the vehicle 1. And since the distance to each expansion part 33 is known beforehand with respect to the detected position of vehicle 1, the timing when vehicle 1 arrives at the effective range of each expansion part 33 from the vehicle speed of the vehicle, and each effective Timing out of range can also be calculated. And the coil control part 103 should just switch the switch part 32 according to the calculated timing.

また本例の非接触給電システムは、１次側又は２次側の回路に、電力効率をより高めるために、コンデンサを含んだ共振回路を設けてもよい。   In the non-contact power feeding system of this example, a resonance circuit including a capacitor may be provided in the primary side or secondary side circuit in order to further increase the power efficiency.

また本例は、配線３３ａ、３３ｂをＹ方向に延在させたが、必ずしもＹ方向に延在させる必要なく、例えばＸＹ平面において、Ｙ方向に対して一定の傾きをもつ方向に延在させてもよい。また拡大部３３のＸＹ平面における形状は必ずしも矩形にする必要なく、例えば円又は楕円にしてもよい。ただし、漏電磁界を減らすためには、拡大部３３の形状は、受電コイル４０のコイル面の形状と対応させることが好ましい。   In this example, the wirings 33a and 33b are extended in the Y direction. However, the wirings 33a and 33b are not necessarily extended in the Y direction. For example, in the XY plane, the wirings 33a and 33b are extended in a direction having a certain inclination with respect to the Y direction. Also good. Moreover, the shape in the XY plane of the expansion part 33 does not necessarily need to be a rectangle, for example, it may be a circle or an ellipse. However, in order to reduce the leakage magnetic field, the shape of the enlarged portion 33 preferably corresponds to the shape of the coil surface of the power receiving coil 40.

上記のコントローラ１００が本発明の制御手段に相当する。   The controller 100 corresponds to the control means of the present invention.

《第２実施形態》
図１１は、発明の他の実施形態に係る非接触給電システムの送電コイルの一部を拡大した拡大図である。本例では、上述した第１実施形態に対して、送電コイル３０の形状が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであり、その記載を援用する。図１１は、送電コイル３０を平面図で示す。図１１では、便宜上、切替部３７を、切替部３７ａ、切替部３７ｂとして記載している。なお、図１１では、２つの切替部３７及び拡大部３８のみを図示しているが、変形例に係る送電コイル１１は、切替部３７及び拡大部３８を、図１の切替部３２及び拡大部３３と同様に、複数有している。 << Second Embodiment >>
FIG. 11 is an enlarged view of a part of a power transmission coil of a non-contact power feeding system according to another embodiment of the invention. In this example, the shape of the power transmission coil 30 is different from that of the first embodiment described above. Other configurations are the same as those in the first embodiment described above, and the description thereof is incorporated. FIG. 11 shows the power transmission coil 30 in a plan view. In FIG. 11, for convenience, the switching unit 37 is described as a switching unit 37a and a switching unit 37b. In FIG. 11, only the two switching units 37 and the enlargement unit 38 are illustrated, but the power transmission coil 11 according to the modification includes the switching unit 37 and the enlargement unit 38, and the switching unit 32 and the enlargement unit illustrated in FIG. 1. Like 33, it has a plurality.

複数の拡大部３８は、送電コイル３０を含む平面（図１１のＸＹ平面）で、基部３１を挟む位置に配置されている。複数の拡大部３８は、対になっており、Ｙ方向を長手方向とする配線３８ａ、３８ｃと、Ｘ方向を長手方向とする配線３３ｂとを、それぞれ有している。   The plurality of enlarged portions 38 are arranged at positions sandwiching the base portion 31 on a plane including the power transmission coil 30 (XY plane in FIG. 11). The plurality of enlarged portions 38 are paired and each have wirings 38a and 38c whose longitudinal direction is the Y direction and wirings 33b whose longitudinal direction is the X direction.

複数の切替部３７は、基部３１と複数の拡大部３８との間の電気的な導通及び遮断をそれぞれ切り替える部分であって、切替部３７ａ、切替部３７ｂ、ａ接点、及びｂ接点を有している。なお、図１１において、切替部３７、３７ｂのａ接点は、切替部３７ａ、３７ｂのスイッチの先端部分同士の接触部分を、便宜上、接点としている。ｂ接点は、配線３８ａ、３８ｃの先端部分に設けられている。   The plurality of switching units 37 are portions that respectively switch electrical continuity and cutoff between the base 31 and the plurality of enlarged units 38, and include a switching unit 37a, a switching unit 37b, an a contact, and a b contact. ing. In addition, in FIG. 11, the contact part of the switch parts 37 and 37b uses the contact part of the switch tip parts of the switch parts 37a and 37b as a contact for convenience. The b contact is provided at the tip of the wirings 38a and 38c.

切替部３７ａ、３７ｂは、ａ接点に接続することで、基部３１の配線間の導通しつつ、基部３１と拡大部３８の配線部３８ａ、３８ｃを遮断する。また、切替部３７ａ、３７ｂは、ｂ接点に接続することで、基部３１の配線間を遮断しつつ、基部３１と拡大部３８の配線部３８ａ、３８ｃを導通する。   The switching units 37a and 37b are connected to the a contact so that the wirings 38a and 38c of the base 31 and the enlargement unit 38 are cut off while being electrically connected between the wirings of the base 31. In addition, the switching units 37a and 37b are connected to the b-contact to electrically connect the wiring part 38a and 38c of the base part 31 and the enlarged part 38 while blocking the wiring of the base part 31.

拡大部３８がコイルとして機能する場合と、拡大部３８がコイルとして機能しない場合の切替部３５の状態を、図１２を用いて説明する。図１２は、変形例に係る送電コイル３０のうち、２つの切替部３７及び拡大部３８の部分を拡大した拡大図であって、（ａ）はコイルとして機能しない状態を示し、（ｂ）、（ｃ）はコイルとして機能する状態を示す。   The state of the switching unit 35 when the expansion unit 38 functions as a coil and when the expansion unit 38 does not function as a coil will be described with reference to FIG. FIG. 12 is an enlarged view in which the two switching units 37 and the enlarged unit 38 are enlarged in the power transmission coil 30 according to the modification, where (a) shows a state where the coil does not function as a coil, (C) shows the state which functions as a coil.

図１２（ａ）に示すように、拡大部３８をコイルとして機能させない場合には、切替部３７がａ接点に接続され、拡大部３８の配線３８ａ、３８ｃと基部３１との間が遮断される。   As shown in FIG. 12A, when the enlarged portion 38 is not to function as a coil, the switching portion 37 is connected to the a contact, and the wiring 38a, 38c of the enlarged portion 38 and the base portion 31 are blocked. .

図１２（ｂ）に示すように、車両１が、複数の拡大部３８のうち、図１２の紙面上で上側の拡大部３８に近づき、上側の拡大部３８をコイルして機能させる場合には、上側の切替部３７がｂ接点に接続されることで、上側の拡大部３８の配線３８ａ、３８ｃと基部３１との間が導通される。一方、下側の拡大部３８は、コイルとして機能させなくてもよいため、下側の切替部３７がａ接点に接続され、下側の拡大部３８の配線３８ａ、３８ｃと基部３１との間が遮断される。   As shown in FIG. 12B, when the vehicle 1 approaches the upper enlarged portion 38 on the paper surface of FIG. 12 among the plurality of enlarged portions 38 and causes the upper enlarged portion 38 to function as a coil. By connecting the upper switching unit 37 to the b contact, the wires 38a and 38c of the upper enlarged unit 38 and the base 31 are electrically connected. On the other hand, since the lower enlarged portion 38 does not have to function as a coil, the lower switching portion 37 is connected to the contact a, so that the wiring 38a, 38c of the lower enlarged portion 38 and the base portion 31 are not connected. Is cut off.

図１２（ｃ）に示すように、車両１が、複数の拡大部３８のうち、図１２の紙面上で下側の拡大部３８に近づき、下側の拡大部３８をコイルして機能させる場合には、下側の切替部３７がｂ接点に接続されることで、下側の拡大部３８の配線３８ａ、３８ｃと基部３１との間が導通される。一方、上側の拡大部３８は、コイルとして機能させなくてもよいため、上側の切替部３７がａ接点に接続され、上側の拡大部３８の配線３８ａ、３８ｃと基部３１との間が遮断される。   As shown in FIG. 12C, when the vehicle 1 approaches the lower enlarged portion 38 on the paper surface of FIG. 12 among the plurality of enlarged portions 38 and causes the lower enlarged portion 38 to function as a coil. In other words, the lower switching portion 37 is connected to the b-contact, whereby the wirings 38a and 38c of the lower enlarged portion 38 and the base portion 31 are electrically connected. On the other hand, since the upper enlarged portion 38 does not have to function as a coil, the upper switching portion 37 is connected to the contact a, and the wirings 38a and 38c of the upper enlarged portion 38 and the base 31 are blocked. The

コントローラ１００は、車両検知部１０１で検知される車両１の位置から、車両１が、複数の拡大部３８のうち、どちらの拡大部３８に近づいているか判定する。車両１が、複数の拡大部３８のうち一方の拡大部３８に近づいている場合には、コントローラ１００のコイル検知部１０２は、受電コイル４０の位置が当該一方の拡大部３８の有効範囲内であるか否かを判定する。   From the position of the vehicle 1 detected by the vehicle detection unit 101, the controller 100 determines which of the plurality of expansion units 38 is closer to the expansion unit 38. When the vehicle 1 is approaching one of the plurality of expansion units 38, the coil detection unit 102 of the controller 100 determines that the position of the power receiving coil 40 is within the effective range of the one expansion unit 38. It is determined whether or not there is.

そして、受電コイル４０の位置が当該一方の拡大部３８の有効範囲内にある場合には、コントローラ１００のコイル制御部１０３は、当該一方の拡大部３８と基部３１との間を導通させるように、当該一方の拡大部３８に対応する切替部３７ａ、３７ｂを、ｂ接点に接続する。また、コイル制御部１０３は、複数の拡大部３８のうち他方の拡大部３８に対応する切替部３７ａ、３７ｂを、ａ接点に接続する。   When the position of the power receiving coil 40 is within the effective range of the one enlarged portion 38, the coil control unit 103 of the controller 100 causes the one enlarged portion 38 and the base 31 to conduct. The switching sections 37a and 37b corresponding to the one enlarged section 38 are connected to the b contact. The coil control unit 103 connects the switching units 37a and 37b corresponding to the other expansion unit 38 among the plurality of expansion units 38 to the a contact.

これにより、車両１が存在する部分では、コイル面の面積を拡大することで磁束量を増加させている。また、車両１が存在しない部分では、コイル面の面積を拡大させていないため、漏洩電磁界を抑えて、給電効率を高めることができる。さらに、車両の進行方向に対して垂直な方向において、本例は、一方の方向だけでなく、他方の方向にも、コイル面を拡大できるように、送電コイル３０を構成しているため、車両１が、運転者のハンドリング技量等によって、基部３１に対してＹ方向にずれた場合に、効率よく、給電することができる。   Thereby, in the part in which the vehicle 1 exists, the amount of magnetic flux is increased by enlarging the area of a coil surface. Moreover, since the area of a coil surface is not enlarged in the part where the vehicle 1 does not exist, a leakage electromagnetic field can be suppressed and electric power feeding efficiency can be improved. Furthermore, in the direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle, in this example, the power transmission coil 30 is configured so that the coil surface can be expanded not only in one direction but also in the other direction. When 1 shifts in the Y direction with respect to the base 31 due to the handling skill of the driver or the like, power can be supplied efficiently.

次に、図１３を用いて、給電効率（η）について説明する。本発明では、上記のように、基部３１に対して、切替部３７及び拡大部３８を設け、車両１が存在する部分では、コイル面の面積を拡大するように、切替部３７を切り替えている。一方比較例では、送電コイル３０を基部３１のみで構成し、切替部３７及び拡大部３８を備えていない。ただし、比較例の基部３１は、幅の細い矩形状のループコイルで構成されている。図１３は、基部３１の位置と、受電コイル４０とのＹ方向への位置ずれ量に対する給電効率の特性を示すグラフである。グラフａは本発明の特性を、グラフｂは比較例の特性を示す。   Next, the power supply efficiency (η) will be described with reference to FIG. In the present invention, as described above, the switching unit 37 and the expansion unit 38 are provided for the base 31, and the switching unit 37 is switched so as to increase the area of the coil surface in the portion where the vehicle 1 is present. . On the other hand, in the comparative example, the power transmission coil 30 is configured by only the base 31 and does not include the switching unit 37 and the expansion unit 38. However, the base 31 of the comparative example is configured by a narrow rectangular loop coil. FIG. 13 is a graph showing the characteristics of the power supply efficiency with respect to the position shift of the position of the base 31 and the power receiving coil 40 in the Y direction. Graph a shows the characteristics of the present invention, and graph b shows the characteristics of the comparative example.

比較例では、車両１がＹ方向にずれると、受電コイル４０と基部３１と対向しないため、Ｙ方向への位置ズレに応じて、給電効率が大きく低下する。   In the comparative example, when the vehicle 1 is shifted in the Y direction, the power receiving efficiency is greatly reduced according to the positional deviation in the Y direction because the power receiving coil 40 and the base 31 are not opposed to each other.

一方本発明では、車両１がＹ方向にずれても、受電コイル４０は拡大部３８のコイル面と対向するため、Ｙ方向への位置ズレに対して、給電効率の低下を抑制することができる。   On the other hand, in the present invention, even if the vehicle 1 is displaced in the Y direction, the power receiving coil 40 faces the coil surface of the enlarged portion 38, so that it is possible to suppress a decrease in power supply efficiency with respect to a positional shift in the Y direction. .

上記のように、本例において、複数の拡大部３８は、送電コイル３０のコイル面を含む平面で、基部３１を挟む位置に配置されている。これにより、送電コイル３０のコイル面がＹ方向に拡大することで磁束量が増加しているため、車両１が、Ｙ方向にずれて走行したとしても、非接触給電の効率の低下を抑制することができる。   As described above, in this example, the plurality of enlarged portions 38 are arranged at positions sandwiching the base portion 31 on a plane including the coil surface of the power transmission coil 30. Thereby, since the amount of magnetic flux is increasing because the coil surface of the power transmission coil 30 expands in the Y direction, even if the vehicle 1 travels deviating in the Y direction, a decrease in the efficiency of non-contact power feeding is suppressed. be able to.

１…車両
１０…交流電源
２０…高周波電源回路
３０…送電コイル
３１…基部
３２、３２Ａ〜３２Ｃ…切替部
３３、３３Ａ〜３３Ｃ…拡大部
４０…受電コイル
１００…コントローラ
１０１…車両検知部
１０２…コイル検知部
１０３…コイル制御部
１０４…電源回路制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle 10 ... AC power supply 20 ... High frequency power supply circuit 30 ... Power transmission coil 31 ... Base part 32, 32A-32C ... Switching part 33, 33A-33C ... Expansion part 40 ... Power receiving coil 100 ... Controller 101 ... Vehicle detection part 102 ... Coil Detection unit 103 ... Coil control unit 104 ... Power supply circuit control unit

Claims (8)

所定の方向に走行する移動体に対して非接触で電力を供給する非接触給電装置において、
前記移動体に設けられた受電コイルに対して、少なくとも磁気的な結合によって非接触で電力を送電する送電コイルと、
前記送電コイルの電力を制御する制御手段とを備え、
前記送電コイルは、
前記所定の方向を長手方向とし、前記長手方向にコイル用の配線を給電線として同列で平行に隙間を開けて延在させた基部と、
前記受電コイルと対向する前記送電コイルの対向面で、少なくとも前記長手方向以外の方向にコイル用の配線を延在させて、前記電力を送電する面を形成することで、前記基部とともに形成されるコイル面を拡大する複数の拡大部と、
前記複数の拡大部にそれぞれ対応して設けられ、前記拡大部と前記基部との間の電気的な導通及び遮断を切り替える複数の切替部とを有し、
前記制御手段は、前記移動体の動きに基づいて前記複数の切替部を制御して、前記拡大部と前記基部とが前記切替部を介して導通する場合に、前記送電コイルのインダクタンスを一定となるようにすることを特徴とする非接触給電装置。 In a non-contact power feeding device that supplies power in a non-contact manner to a moving body that travels in a predetermined direction,
A power transmission coil that transmits power in a non-contact manner by at least magnetic coupling with respect to a power reception coil provided in the moving body,
Control means for controlling the power of the power transmission coil,
The power transmission coil is:
A base portion extending in the same direction in parallel with the longitudinal direction as the longitudinal direction, and the wiring for the coil as a power supply line in the longitudinal direction in the same row ,
Formed together with the base by forming a surface for transmitting the electric power by extending a wiring for the coil at least in a direction other than the longitudinal direction on the opposite surface of the power transmission coil facing the power receiving coil. A plurality of enlarged portions for enlarging the coil surface;
A plurality of switching portions provided corresponding to the plurality of enlarged portions, respectively, and a plurality of switching portions for switching electrical conduction and blocking between the enlarged portion and the base portion;
The control unit controls the plurality of switching units based on the movement of the moving body, and when the enlargement unit and the base unit are conducted through the switching unit, the inductance of the power transmission coil is constant. non-contact power feeding device, characterized in that the way becomes. 請求項１記載の非接触給電装置において、
前記制御手段は、
前記複数の拡大部の少なくとも１つと前記基部とを導通させたときに、常に前記コイル面の面積を同じになるように、前記複数の切替部を制御する
ことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder of Claim 1,
The control means includes
The non-contact power feeding apparatus controls the plurality of switching units so that the area of the coil surface is always the same when at least one of the plurality of enlarged portions and the base are electrically connected. 請求項１又は２記載の非接触給電装置において、
前記送電コイルは、
前記複数の拡大部の１つと前記基部とを導通させたときに、
常に前記コイル面の面積を同じになる形状に形成されている
ことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder of Claim 1 or 2,
The power transmission coil is:
When one of the plurality of enlarged portions and the base are made conductive,
A non-contact power feeding device, wherein the area of the coil surface is always the same. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の非接触給電装置において、
前記複数の切替部のうち第１切替部が、前記複数の拡大部のうち前記第１切替部と対応する第１拡大部と前記基部との間を導通し、かつ、前記複数の拡大部のうち前記第１切替部以外の他の切替部が、前記複数の拡大部のうち前記第１拡大部以外の他の拡大部と前記基部との間を遮断する場合には、前記送電コイルは、前記第１切替部、前記第１拡大部、及び前記基部を含んだ第１コイル面を形成し、
前記複数の切替部のうち第２切替部が、前記複数の拡大部のうち前記第２切替部と対応する第２拡大部と前記基部との間を導通し、かつ、前記複数の拡大部のうち前記第２切替部以外の他の切替部が、前記複数の拡大部のうち前記第２拡大部以外の他の拡大部と前記基部との間を遮断する場合には、前記送電コイルは、前記第２切替部、前記第２拡大部、及び前記基部を含んだ第２コイル面を形成し、
前記第１コイル面の面積と、前記第２コイル面の面積が同じである
ことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder as described in any one of Claims 1-3,
Of the plurality of switching units, the first switching unit conducts between the first expansion unit corresponding to the first switching unit and the base unit among the plurality of expansion units, and the plurality of expansion units Among them, when the switching unit other than the first switching unit cuts off between the base and the enlarged part other than the first enlarged part among the plurality of enlarged parts, the power transmission coil is Forming a first coil surface including the first switching portion, the first enlarged portion, and the base portion;
Of the plurality of switching units, the second switching unit conducts between the second expansion unit corresponding to the second switching unit and the base unit among the plurality of expansion units, and the plurality of expansion units Among them, when the switching unit other than the second switching unit cuts off between the expansion unit other than the second expansion unit and the base among the plurality of expansion units, the power transmission coil is Forming a second coil surface including the second switching portion, the second enlarged portion, and the base portion;
The non-contact power feeding apparatus according to claim 1, wherein an area of the first coil surface and an area of the second coil surface are the same. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の非接触給電装置において、
前記制御手段は、
前記複数の拡大部のうち第１拡大部と、前記受電コイルの少なくとも一部とが対向する場合に、前記複数の切替部のうち前記第１拡大部と対応する前記切替部を制御して、前記第１拡大部と前記基部との間を導通させる
ことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder as described in any one of Claims 1-4,
The control means includes
When the first enlarged portion of the plurality of enlarged portions and at least a part of the power receiving coil face each other, the switching portion corresponding to the first enlarged portion among the plurality of switching portions is controlled, A non-contact power feeding device that conducts between the first enlarged portion and the base portion. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の非接触給電装置において、
前記複数の拡大部は、前記コイル面を含む平面で、前記長手方向に対して平行な方向に並べて配置されている
ことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder as described in any one of Claims 1-5,
The non-contact power feeding device, wherein the plurality of enlarged portions are arranged in a direction parallel to the longitudinal direction on a plane including the coil surface. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の非接触給電装置において、
前記複数の拡大部は、前記コイル面を含む平面で、前記基部を挟む位置に配置されている
ことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder as described in any one of Claims 1-6,
The non-contact power feeding device, wherein the plurality of enlarged portions are arranged on a plane including the coil surface and sandwich the base portion. 所定の方向に走行する移動体と給電装置との間で、非接触で電力を供給する非接触給電システムにおいて、
前記移動体は、受電コイルを備え、
前記給電装置は、
前記受電コイルに対して、少なくとも磁気的な結合によって非接触で電力を送電する送電コイルと、
前記送電コイルの電力を制御する制御手段とを備え、
前記送電コイルは、
前記所定の方向を長手方向とし、前記長手方向にコイル用の配線を給電線として同列で並列に隙間を開けて延在させた基部と、
前記受電コイルと対向する前記送電コイルの対向面で、少なくとも前記長手方向以外の方向にコイル用の配線を延在させて、前記電力を送電する面を形成することで、前記基部とともに形成されるコイル面を拡大する複数の拡大部と、
前記複数の拡大部にそれぞれ対応して設けられ、前記拡大部と前記基部との間の電気的な導通及び遮断を切り替える複数の切替部とを有し、
前記制御手段は、前記移動体の動きに基づいて前記複数の切替部を制御して、前記拡大部と前記基部とが前記切替部を介して導通する場合に、前記送電コイルのインダクタンスを一定となるようにすることを特徴とする非接触給電システム。 In a non-contact power feeding system that supplies power in a non-contact manner between a moving body that travels in a predetermined direction and a power feeding device,
The moving body includes a power receiving coil,
The power supply device
A power transmission coil that transmits power in a non-contact manner by at least magnetic coupling with respect to the power reception coil;
Control means for controlling the power of the power transmission coil,
The power transmission coil is:
A base portion extending in the same direction and in parallel with the coil wiring in the longitudinal direction as a feed line in the longitudinal direction, the predetermined direction as the longitudinal direction;
Formed together with the base by forming a surface for transmitting the electric power by extending a wiring for the coil at least in a direction other than the longitudinal direction on the opposite surface of the power transmission coil facing the power receiving coil. A plurality of enlarged portions for enlarging the coil surface;
A plurality of switching portions provided corresponding to the plurality of enlarged portions, respectively, and a plurality of switching portions for switching electrical conduction and blocking between the enlarged portion and the base portion;
The control unit controls the plurality of switching units based on the movement of the moving body, and when the enlargement unit and the base unit are conducted through the switching unit, the inductance of the power transmission coil is constant. non-contact power supply system, characterized in that the way becomes.
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